Способы и установки для очистки судовых нефтесодержащих вод

Лабораторная работа №2

СПОСОБЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СУДОВЫХ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД

Установки для очистки нефтесодержащих вод

Согласно требованиям Международной конвенции по предотвраще­нию загрязнения с судов МАRРОL - 73/78 до 6 июля 1998 года было возможно три варианта судового оборудования для утилизации нефтесо­держащих вод:

1) сборные танки;

2) сборный танк плюс фильтрующее оборудование со степенью очистки менее 15 млн^-1 с прибором контроля концентрации нефтепродуктов в очищенной воде и автоматического прекращения слива за борт при превышении концентрации 15 млн¹;

3) сборный танк плюс сепарационное оборудование со степенью очист­ки менее 100 млн¹.

Однако после 6 июля 1998 года третий вариант утратил силу, и в на­стоящее время соответствующими правилами Конвенции МАRРОL-73/78 являются только два первых варианта.

На сегодняшний день, подавляющее большинство судов, совершающих международные рейсы, оборудованы установками для очистки нефтесо­держащих вод (установки ОНВ) со степенью очистки менее 15 млн¹.

Подача нефтесодержащих вод на установку ОНВ может осуществ­ляться непосредственно из льяльных колодцев МКО или из сборных цистерн. Второй вариант является более оптимальным, так как очищае­мая вода собирается из льял в сборную емкость и может в течение не­скольких дней там отстаиваться. Концентрация нефтепродуктов в отсто­явшейся воде составляет 100-200 млн'¹. При подаче такой воды на уста­новку ОНВ мы гарантированно имеем на выходе высокое качество очис­тки, ресурс фильтроэлемента установки также существенно возрастает. Отстоявшая нефть удаляется, минуя сепарационную установку, в цис­терну сбора отсепарированных нефтепродуктов.

Рассмотрим наиболее распространенные и новые наиболее перспек­тивные установки и системы для очистки нефтесодержащих вод.

Установка «Фрам» (Голландия)

Принципиальная схема установки ОНВ «Фрам» изображена на ри­сунке 2.1 и включает отстойный сепаратор 4, два коалесцирующих филь­троэлемента 1, 6, насос 9, сборную цистерну 10 и прибор контроля кон­центрации нефтепродуктов 11. Установка работает в напорном режиме.

При запуске насоса 9 нефтесодержащая вода из сборной цистерны 10 подается в первый коалесцирующий фильтроэлемент 1. В этом фильтре мелкие частицы нефти укрупняются, что повышает эффективность очи­стки при последующем отстаивании. Засорение пор коалесцирующих элементов определяется по перепаду давления, который измеряется диф­манометрами 7. Далее из первого фильтроэлемента 1 очищаемая вода поступает в отстойный сепаратор 4. В нем расположен блок наклонных пластин 8, образующих тонкослойный отстойник. При прохождении воды между пластинами нефтепродукты налипают на пластины, укрупняют­ся и всплывают в коллектор 5, откуда они направляются в нефтесборник сепаратора. Уровень накопившихся нефтепродуктов контролируется по­плавковым устройством 3 с пневматическим приводом. При заполнении нефтесборника автоматически открывается клапан 2 на трубопроводе сброса нефтепродуктов. В последней ступени очистки, фильтроэлементе 6 отделяются остаточные нефтепродукты. Сброс нефтепродуктов из него осуществляется вручную.

Система управления установки «Фрам» обеспечивает автоматический сброс накопленных в сепараторе нефтепродуктов, а также прекращение слива очищенной воды за борт, если концентрация нефтепродуктов в очищенной воде превысит 15 МЛН^-1.

Рисунок 2.1- Схема установки «Фрам»

Отличительной особенностью установки «Фрам» является примене­ние коалесцирующего элемента 1 перед отстойным сепаратором 4. Это позволяет более эффективно осуществлять процесс отстаивания за счет предварительного укрупнения мелких частиц нефти в коалесцирующем элементе. Однако, вследствие наличия в нефтесодержащих водах боль­шого количества механических примесей, это приводит к ускоренному загрязнению коалесцирующего элемента и необходимости его частой замены.

Установка «Фрамарин» (Голландия)

Принципиальная схема установки показана на рисунке 2.2, которая имеет также отстойную и коалесцирующую ступени. В отстойном сепа­раторе 1 горизонтального типа поток очищаемой воды проходит через гофрированные пластины 2. В выступах гофров имеются отверстия, че­рез которые нефтепродукты поднимаются в нефтесборник 4. По мере накопления в нем нефтепродуктов срабатывает датчик уровня 3, откры­вается клапан 5, и нефтепродукты сбрасываются в шламовую цистерну.

Рисунок 2.2- Схема установки «Фрамарин»

Предварительно очищенная вода после сепаратора 1 подается в кор­пус горизонтального коалесцирующего фильтра 6. Фильтроэлементы 7-патронного типа, вставлены друг в друга. Отделенные нефтепродукты в фильтре 6 накапливаются в нефтесборнике 8 и также сбрасываются в шламовую цистерну.

В установке «Фрамарин» применены модернизированные методы от­стоя и коалесценции - используются гофрированные пластины для от­стойника и сдвоенный коалесцирующий элемент 7, что позволяет повы­сить эффективность очистки. Однако фильтроэлементы 7 не регенери­руются и подлежат периодической замене, что усложняет обслуживание и эксплуатацию установки.

Установка «ПП Матик» (Швеция)

Принципиальная схема установки изображена на рисунке 2.3 и включает отстойную и адсорбционную ступени. Отстойная ступень в данной установке работает в вакуумном режиме.

При запуске установки насос 1 создает вакуум, и нефтесодержащая вода из сборной цистерны поступает в отстойный сепаратор 2, где отде­ляются грубодисперсные нефтепродукты. Отсепарированные нефтепро­дукты накапливаются в верхней полости отстойника. После заполнения нефтесборника срабатывает датчик 4, клапан 3 открывается, электродви­гатель насоса начинает вращаться в противоположную рабочему направ­лению сторону, и нефтепродукты вытесняются в шламовую цистерну После откачки нефтепродуктов установка начинает работать в обычном режиме. Из отстойного сепаратора 2 предварительно очищенная вода поступает в фильтр тонкой очистки 8, где происходит окончательное от­деление нефтепродуктов в слое зернистой адсорбционной загрузки. За­тем очищенная вода поступает в емкость 7 и оттуда сбрасывается за борт.

Если концентрация нефтепродуктов в очищенной воде превысит 15 млн¹, то прибор контроля концентрации нефтепродуктов подаст сигнал об этом, клапан 6 закроется, а клапан 5 откроется, слив за борт прекратиться и вода направится обратно в сборную емкость.

Рисунок 2.3 Схема установки «ПП Матик»

Особенностями установки «ПП Матик» являются следующие:

- работа отстойного сепаратора в вакуумном режиме, что позволяет повысить эффективность его работы, вследствие исключения вторичного эмульгирования нефтесодержащих вод в насосе, однако при этом усложняется процедура слива нефтепродуктов из сепаратора;

- применение зернистого адсорбционного материала, обладающего по­вышенной очистной способностью, но эффективно работающего толь­ко до загрязнения капиллярных пор адсорбента, поэтому для продле­ния срока службы адсорбционного материала желательна была бы ус­тановка между отстойником и адсорбционным фильтром тонкой очи­стки дополнительного коалесцирующего элемента;

- применение сборной емкости для очищенной воды позволяет промы­вать фильтр без применения промывочной воды, однако, это увеличи­вает габариты установки, к тому же промывка фильтра очищенной водой, которая содержит нефтепродукты, снижает качество промывки.

Принципиальная схема установки «Сарекс» изображена на рисунке 2.4 и состоит из трех последовательно включенных коалесцирующих фильтров 2. Каждый фильтр имеет отстойную полость.

Установка состоит из трех корпусов 1, в которых находятся коалесцирующие фильтры 2 патронного типа, и насоса 7. Из сборной цистерны нефтесодержащая вода последовательно прокачивается через три ступе­ни коалесцирующих фильтров. В каждой из ступеней происходит накоп­ление нефтепродуктов в отстойных полостях 3. В первой и второй ступе­нях сброс отсепарированных нефтепродуктов осуществляется автома­тически при подаче сигнала датчиками 5 на клапан 4. В третьей ступени сброс производится вручную открытием клапана 6.

Рисунок 2.4- Схема установки «Сарекс»

Установка «Сарекс» имеет весьма существенный недостаток - малый ресурс работы коалесцирующих фильтроэлементов. Поэтому для повы­шения ресурса установки рекомендуется использовать предвключенный фильтр для увеличения механических примесей. Кроме того, желатель­но предварительное отстаивание нефтесодержащих вод в сборной цис­терне.

Рисунок 2.5- Схема установки GSF -0,5

Установка GSF (рисунок 2.5) состоит из гравитационного сепаратора 1,

фильтра 3 и винтового насоса 4. Нефтесодержащая вода подается в сепаратор 1 винтовым насосом 4 и проходит систему кольцевых камер. Отделенные нефтепродукты собираются в нефтесборниках сепаратора и удаляются при открытии пневматических поршневых клапанов 2. Да­лее вода, предварительно очищенная от нефтепродуктов и механичес­ких примесей, подается в коалесцирующий фильтр 3. Если содержание нефти в очищенной воде более 15 млн^-1 и перепад давления на фильтре более 0,15 МПа, то коалесцирующий фильтроэлемент заменяют новым.

Эксплуатация установок GSF показала, что выбранные размеры се­чения кольцевых камер сепаратора приводят к излишне высоким скоро­стям движения очищаемой воды, в результате чего отделение нефтепро­дуктов происходит недостаточно эффективно. Кроме того, коалесцирующие элементы весьма недолговечны, их ресурс не превышает 30...50 часов:

Рисунок 2.6- Схема установки «Аквамарин»

В этой сепарационной установке (рисунок 2.6) очистка нефтесодер­жащих вод осуществляется отстоем и коалесценцией. Сначала льяльная вода предварительно очищается в отстойном сепараторе 1, установлен­ном на всасывании насоса. Процесс отстоя интенсифицируется коалес­ценцией капелек нефти на пластинах 2. Накопление отстоявшихся неф­тепродуктов контролируется эластичной мембраной 4, которая под дей­ствием слоя нефтепродуктов начинает выгибаться вверх. При перетека­нии воды по трубке 3 давление с обеих сторон мембраны выравнивается. Выгибаясь, мембрана через систему рычагов и блок управления откры­вает клапан 5. Насос 9 начинает вращаться в другую сторону, и происхо­дит удаление нефтепродуктов. Далее из сепаратора 1 очищенная вода насосом 9 подается в коалесцирующий фильтр 8, фильтроэлементом ко­торого является тканевый мешок 7. Для повышения качества очистки некоторые установки «Аквамарин» оснащены дополнительным адсорб­ционным фильтром 6, что позволяет достичь глубины очистки менее 10 млн¹.

Использование трехступенчатой схемы очистки с применением ад­сорбции позволяет добиться высокого качества очистки нефтесодержа­щих вод. Однако ресурс работы адсорбционного фильтра 6 во многом зависит от эффективности работы коалесцирующего фильтра 7. Со вре­менем материал адсорбционного фильтра 6 и коалесцирующего фильтра 7 требует регенерации и замены.

Рисунок 2.7- Схема установки «Турбуло»

Принципиальная схема установки изображена на рисунке 2.7. Про­цесс очистки осуществляется следующим образом. Нефтесодержащая вода подается насосом 1 в сепаратор 3, представляющий собой тонко­слойный отстойник. Затем, проходя между рядами наклонных тарельча­тых пластин 2, нефтесодержащая вода поступает в перфорированную центральную выходную трубу. Принципиальная схема установки изображена на рисунке 4.9. Про­цесс очистки осуществляется следующим образом. Нефтесодержащая вода подается насосом 1 в сепаратор 3, представляющий собой тонко­слойный отстойник. Затем, проходя между рядами наклонных тарельча­тых пластин 2, нефтесодержащая вода поступает в перфорированную центральную выходную трубу

Пластины 2 обеспечивают режим тонко­слойного отстаивания. Капли нефтепродуктов задерживаются на них, укрупняются и, когда силы Архимеда превысят силы адгезии, всплыва­ют в верхнюю часть сепаратора, где происходит накопление нефтепро­дуктов. Когда толщина слоя нефтепродуктов достигает датчика 4, проис­ходит автоматический сброс отделенных нефтепродуктов через клапан 6 в судовую цистерну сбора нефтепродуктов. Нефтепродукты насосом 1 вытесняются из корпуса сепаратора до тех пор, пока от них не освобо­диться датчик 5, после чего клапан 6 закрывается и процесс сепарации продолжается. Для интенсификации процесса очистки используют по­догрев нефтесодержащих вод паром, подаваемым по змеевику 7. Пред­варительно очищенная вода из сепаратора направляется в корпус 11, где находятся коалесцирующие фильтры 10. Корпус 11 разделен пополам перегородкой 13 и имеет общую отстойную зону 9. В каждой половине расположено по три сменных коалесцирующих элемента. Нефтесодер­жащая вода проходит сначала через три элемента по направлению «сна­ружи - внутрь», а затем через три элемента во второй части фильтра «изнутри - наружу». При этом укрупненные частицы нефтепродуктов периодически отделяются от коалесцирующих элементов и всплывают в отстойную зону 9. Перед каждым пуском установки рекомендуется от­крыть клапан 8 и слить из отстойной зоны 9 нефтепродукты. Это позво­лит повысить срок службы сменных коалесцирующих элементов и эф­фективность очистки нефтесодержащих вод.

Третьей ступенью очистки может являться адсорбционный фильтр 12, заполненный активированным углем.

Недостатком таких установок является невозможность регенерации коалесцирующих элементов 10 и их периодическая замена. Для продле­ния срока службы коалесцирующих элементов и повышения качества очистки рекомендуются следующие мероприятия: обратная промывка коалесцирующих элементов теплой водой; слив скапливающихся неф­тепродуктов через клапан 8; своевременная смена активированного угля.

Установка работает по принципу отстоя, коалесценции и фильтрации. Принципиальная схема установки реализована в одном корпусе и изоб­ражена на рисунке 4.10.

Насосом 1 нефтесодержащая вода подается в нижнюю часть сепара­тора 6, где поток направляется по зигзагообразной траектории вверх. Изменение направления потока, вследствие оргокинетической коалес­ценции, интенсифицирует процесс отстоя, который происходит в полос­ти 2. Удалением нефтепродуктов управляют верхний 4 и нижний 5 дат­чики уровня. Сброс нефти осуществляется по трубопроводу 3. Предва­рительно очищенная от грубодисперсный и пленочных нефтепродуктов пода движется вниз, проходя первую и вторую коалесцирующие ступени 7, выполненные в виде вкладных кассет. В средней части сепаратора 6 под второй фильтрующей ступенью установлен еще один датчик уровня нефтепродуктов, по сигналу которого судят о степени загрязненности коалесцирующих ступеней 7. Доочистка нефтесодержащих вод проис­ходит в фильтрующей ступени 8, загруженной адсорбционным материа­лом. В системе очистки нефтесодержащих вод предусмотрен трубопро­вод 9 для возврата воды в цистерну нефтесодержащих вод, когда содер­жание нефти в очищенной воде превысит норму. Установка данной кон­струкции обеспечивает очистку нефтесодержащих вод до 100 млн¹, что не удовлетворяет современным требованиям Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов МАРПОЛ - 73/78. Для повыше­ния качества очистки до 15 млн'¹ необходимо использовать после сепа­ратора дополнительный доочистной фильтр.

Установка УСГК—0,4

Данная установка для очистки нефтесодержащих вод (рисунок 2.8) имеет три ступени очистки и работает по принципу отстоя и коалесценции. Поршневой насос 1 подает нефтесодержащие воды в фильтр-отстой­ник 2, где происходит предварительное отделение грубодисперсных неф­тепродуктов. Их накопление контролируется нижним 4 и верхним 5 дат­чиками уровня. Сброс нефти осуществляется автоматически через элек­тромагнитный клапан 6. Затем очищенная вода проходит через коалесцирующий патрон 3.

Рисунок 2.8- Схема установки М10

Укрупнившиеся в коалесцирующем патроне частицы нефтепродук­тов всплывают в верхнюю часть отстойника. В нижней части отстойни­ка имеется шламосборная полость 13, отделенная перфорированной пе­регородкой и заполненная полипропиленовыми тампонами 14. Подогрев очищенной воды в подогревателе 12 интенсифицирует процесс коалесценции капель нефтепродуктов.

Далее нефтесодержащая вода поступает в ступень грубой очистки 9, которая представляет собой коалесцирующий фильтр, фильтрующий элемент которого состоит из круглых полипропиленовых пластин. Ук­рупнившиеся в коалесцирующем элементе 7 нефтепродукты всплывают в нефтесборник, где их накопление контролируется датчиком уровня 8. Сброс нефти из ступени грубой очистки предусмотрен вручную. Для снижения концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде до 15 млн^-1 в установке предусмотрена ступень тонкой очистки 10, в которой распо­ложен коалесцирующий элемент 11. Удаление нефтепродуктов из ступе­ни 10 периодически осуществляется вручную.

Рисунок 2.9- Схема установки УСГК-0,4

Наличие большого количества коалесцирующих элементов усложня­ет конструкцию и эксплуатацию установки УСГК - 0,4.

Сепарационная установка СКМ с фильтром ФДН-М Основными элементами сепаратора СКМ, дооборудованного фильт­рами ФДН-М (рисунок 2.10), являются подогреватель 1, предвключенный фильтр механических примесей 2, коалесцирующие элементы 3, нефтесборник 4, корпус сепаратора 5, доочистной фильтр ФДН-М 6, на­сос 7 и система автоматики.

Рисунок 2.10 Схема установки СКМ с фильтром ФДН-М

Сепарационная установка работает следующим образом. Нефтесодер­жащая вода насосом 7 подается в подогреватель 1, а затем в фильтр меха­нических примесей 2, в котором расположены фильтрующие патроны, задерживающие механические примеси. Патроны выполнены из перфо­рированных металлических листов и листового полиуретанового поропласта. Далее нефтесодержащая вода поступает в корпус сепаратора 5, где проходит двухступенчатую очистку. Сначала нефтесодержащая вода отстаивается, в результате чего грубодисперсные нефтепродукты всплы­вают в нефтесборник 4. Затем предварительно очищенная вода прохо­дит через коалесцирующие элементы 3, при этом мелкие частицы неф­тепродуктов укрупняются, вместе с водой поступают в отсек вторичного отстоя и скапливаются в нефтесборнике 4. Далее очищенная вода на­правляется на доочистку в фильтр ФДН-М. Использование фильтра ФДН- М позволяет достичь глубины очистки менее 15 млн¹.

Установка УКФ

Принципиальная схема установки УКФ изображена на рисунке 2.11, которая работает следующим образом. Насосом 1 нефтесодержащая вода подается через подогреватель 2 и фильтр механических примесей 3 в верхнюю часть сепаратора 4, где происходит предварительное отстаива­ние грубодисперсных нефтепродуктов, которые периодически сливают­ся в нефтесборную цистерну. Затем очищаемая вода, пройдя через воронку 5, поступает в нижнюю часть сепаратора 4 и проходит через слой коалесцирующей загрузки.

Основной поток воды после этого направляется в фильтр 6, а часть воды с отстоявшимися нефтепродуктами направляется обратно на вса­сывание насоса 1 и вторично направляется на очистку в сепаратор. Очи­щаемая в фильтре 6 вода проходит через слой сменной адсорбционной загрузки, обеспечивающей концентрацию нефтепродуктов в очищенной воде менее 15 млн¹.

Рисунок 2.11- Схема установки УКФ

Установка УСФА

Принципиальная схема установки УСФА показана на рисунке 2.12, которая работает следующим образом. Насос 8 создает разрежение в кор­пусе установки 5, нефтесодержащая вода из сборной цистерны или льяльных колодцев начинает поступать через фильтр 9 и невозвратное прием­ное устройство 1 в распределительную воронку 4. Специальный датчик 2 и невозвратное автоматическое устройство 3 предназначены для сбро­са соответственно нефтепродуктов в цистерну нефтеостатков или про­мывочной воды - в сборную цистерну. Из воронки 4 очищаемая вода направляется вниз и проходит через специальный фильтрующий слой, состоящий из гранул чугуннолитейного шлака, полиамида и щебня, пос­ле чего вода сливается за борт.

Слой фильтрующего материала необходимо периодически промывать. Промывка осуществляется автоматически по сигналу реле времени или датчика 2, который срабатывает, когда в корпусе 5 накапливается слой отсепарированных нефтепродуктов. Тогда насос 8 останавливается и открывается электромагнитный клапан 10.

Рисунок 2.12- Схема установки УСФА

Промывочная вода от гидрофора через устройство 11 поступает в кор­пус 12 и заполняет его. Одновременно вода поступает в надмембранную полость разгрузочного устройства 6, мембрана 7 прогибается вниз, бла­годаря чему открывается клапан 13. После этого воздух, вытесняемый поступающей водой из корпуса 12, направляется по трубопроводу 14 в нижнюю часть сепаратора 5. Затем воздух проходит снизу вверх, сквозь фильтрующий слой, способствуя его промывке. После того как вытесня­емый воздух будет использован, вода, заполнив корпус 12, начинает по­ступать в сепаратор и завершает режим отделения нефтепродуктов и промывки гранул фильтрующей загрузки. При этом давление в сепара­торе 5 постепенно возрастает, что приводит к увеличению давления в надмембранной полости устройства 6. Мембрана прогибается книзу, предотвращая открытие автоматического невозвратного устройства 3 и слив нефтесодержащей воды в сборную цистерну. После удаления неф­тепродуктов электромагнитный клапан 10 закрывается, включается на­сос 8 и процесс очистки возобновляется. Удаление нефтепродуктов и промывка фильтроэлемента осуществляется не реже, чем через каждые 5 часа, что контролируется специальным реле.

Рисунок 2.13- Схема установки для очистки нефтесодержащих вод «Виктория» (г. Севастополь)

[1] - сборная емкость; 2 - перекачивающий насос объемного типа; 3 - дифманометр; 4 - регенерируемый фильтр; 5 - сепаратор с гранулирован­ной загрузкой; 6 - клапан вывода нефтепродуктов; 7 - блок автоматики; 8

- клапан вывода очищенной воды; 9 - прибор контроля концентрации неф­тепродуктов в очищенной воде; 10 - датчик уровня нефтепродуктов; 11 - подвод сжатого воздуха; 12 - клапан возврата воды в цистерну

Схема установки изображена на рисунке 4.15. Процесс очистки осу­ществляется следующим образом. Нефтесодержащая вода из сборной емкости 1 забирается насосом 2 и подается в регенерируемый фильтр 4, где происходит предварительное укрупнение капелек нефти и отделение механических примесей. При достижении критического перепада на фильтре (около 0,3 кг/см²) осуществляется регенерация фильтра без его разборки путем периодического уменьшения объема фильтрованного патрона. Далее нефтесодержащая вода подается в сепаратор с гранули­рованной загрузкой 5, где осуществляется доочистка нефтесодержащих вод до концентрации нефтепродуктов менее 15 млн¹. Очищенная вода сбрасывается за борт через клапан 8, а отсепарированные нефтепродук­ты через клапан 6 в емкость сбора нефтепродуктов при наполнении их в сепараторе до датчиков уровня 10. При ухудшении качества очистки по сигналу от прибора контроля концентрации нефтепродуктов 9 клапан 12 откроется, а клапан 8 закроется и слив за борт воды прекратиться. После этого производят регенерацию сепаратора 5 сжатым воздухом, или па­ром, для чего клапана 8 и 12 закрывают, а клапана 6 и 11 открывают и подают в сепаратор 5 сжатый воздух. При этом происходит псевдоожи­жение гранул и очистка их от нефтепродуктов и механических приме­сей. Далее процесс очистки возобновляется.

Установка для очистки нефтесодержащих вод «Виктория» имеет вы­сокую эффективность работы и обеспечивает очистку нефтесодержащих вод до концентрации нефтепродуктов менее 15 млн¹. Конструкция филь­тра 4 и сепаратора 5 позволяет производить их регенерацию без разбор­ки и замены фильтроэлементов, что позволяет существенно упростить конструкцию и эксплуатацию установки. Применение в качестве фильт­рующей загрузки сепаратора 5 стеклянных шариков сферической фор­мы позволяет производить эффективную регенерацию гранул и обеспе­чить равномерную укладку и пористость гранул, вследствие чего повы­шается эффективность очистки нефтесодержащих вод.

Модернизированная система для очистки нефтесодержащих вод

Для достижения лучшего качества очистки сепарационные установ­ки устанавливают на всасывании насоса, при этом исключается «вторич­ное» эмульгирование, ведущее к образованию мелких капелек нефти, значительно ухудшающих работу сепарационной установки [23].

По данным испытаний, нефтесодержание на выходе сепараторов при переводе их на вакуумный режим снижалось в 1,5-2 раза [23].

Однако, работа сепаратора в вакуумном режиме по сравнению с рабо­той в напорном режиме имеет некоторые недостатки: усложняется сис­тема слива нефтепродуктов, необходима тщательная герметизация уста­новки и насос с большой высотой всасывания.

С целью повышения качества очистки, уменьшения габаритов сепарационного оборудования и устранения недостатков при работе сепара­тора в вакуумном режиме разработана система для очистки нефтесодер­жащих вод, принципиальная схема которой показана на рисунке 2.14

Система работает следующим образом. Рабочая жидкость забортная вода от пожарной или санитарной системы судна подается по трубопро­воду в эжектор 5, при этом нефтесодержащая вода засасывается из сбор­ной емкости 1 в сепаратор 2 и очищается от нефтепродуктов. После се­паратора 2 очищенная вода дополнительно разбавляется рабочей жидко­стью эжектора и сбрасывается за борт. При этом клапан 4 открыт, а кла­пан 7 закрыт. После накопления нефтепродуктов в сепараторе 2 до дат­чиков уровня, срабатывает автоматика 3, клапан 4 закрывается, а клапан 7 открывается и осуществляется вытеснение нефтепродуктов из сепара­тора рабочей жидкостью эжектора.

Рисунок 2.14 - Схема установки для очистки нефтесодержащих вод

[1] - сборная емкость; 2 - сепаратор; 3 - блок автоматики; 4 - клапан вывода очищенной воды; 5 - эжектор; 6 - рабочая вода; 7 - клапан вывода нефтепродуктов; 8 - емкость сбора отсепарированных нефтепродук­тов.

Таким образом, в режиме очистки эжектор создает вакуум в сепарато­ре, а в режиме удаления нефтепродуктов - избыточное давление. После удаления нефтепродуктов клапан 4 открывается, а клапан 7 закрывается и процесс очистки нефтесодержащих вод возобновляется.

В разработанной системе вытеснение отсепарированных нефтепро­дуктов осуществляется рабочей жидкостью эжектора при переключении клапанов 4, 7, что исключает применение отдельного насоса для нефте­продуктов, значительно упрощает процесс удаления нефтепродуктов и позволяет автоматизировать процесс. Все это устраняет основные недо­статки системы с сепаратором, установленным на всасывании насоса.

Кроме того, для эжекторов отношение расхода рабочей жидкости к расходу всасываемой жидкости в среднем равно 4 [7], поэтому в эжекто­ре происходит дополнительное четырехкратное снижение концентрации нефтепродуктов в очищенной воде. Также водоструйные эжекторы на­дежны в работе, имеют малые габариты и вес, обеспечивают равномер­ную подачу воды, обладают хорошим всасыванием, способны перекачи­вать сильно загрязненную жидкость.

Таким образом, в системе для очистки нефтесодержащих вод не про­исходит дополнительного эмульгирования нефтепродуктов, устранены основные недостатки, характерные для систем с сепаратором, установ­ленным на всасывании насоса. Кроме того, осуществляется дополнитель­ное снижение концентрации нефтепродуктов в очищенной воде разбав­лением рабочей жидкостью эжектора, что при малых габаритах сепарационной установки позволяет удовлетворить требованиям Международ­ной конвенции по предотвращению загрязнения с судов МАRPOL-73/78.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику состава нефтесодержащих вод.

2. Что представляют собой нестабилизированные и стабилизированные эмульсии?

3. Перечислите варианты судового оборудования для утилизации нефте­содержащих вод.

4. Назовите преимущества и недостатки отстаивания.

5. В чем заключаются преимущества и недостатки коалесцирующего способа очистки?

6. Перечислите преимущества и недостатки флотации.

7. В чём состоит адсорбционный способ очистки?

Дата добавления: 2015-10-21