Биологический способ удаления нефти

Очистка воды от нефтепродуктов

Очистка воды от нефтепродуктов может состоять из физико-химических, химических, механических и биологических способов. Использование каждого метода зависит от масштабов и первоисточника загрязнения, объема нефтяных выбросов.

Механическая очистка

Механическая очистка состоит из отстаивания и последующей фильтрации загрязненной воды с использованием нефтеловушек, бензомаслоуловителей или ручным методом. Все они основаны на способности нефти не смешиваться с водой, а создавать масляное пятно. Ее собирают в полиэтиленовые пакеты с последующей утилизацией – сжиганием.

Механической очисткой можно удалить до 75% нерастворимых нефтепродуктов. Это не достаточно для эффективной очистки воды.

Основным недостатком метода является забор воды вмести с тонкой нефтяной пленкой. Хорошо собрать нефтепродукты возможно только при толстом слое, что случается только при больших техногенных катастрофах.

Химическая очистка

Химическая очистка подразумевает обязательное использование х, которые химических примесей, реагирующие с нефтепродуктами. В ходе химических реакций образуется нерастворимый в воде осадок, легко удаляемый механической фильтрацией. Эффективность удаления растворимых примесей – 25%, нерастворимых – 95%. Химическая очистка основана на одном из двух методов:

• провоцирование образования масляного пятна, используя эмульгаторы эмульсий из воды и нефти или поверхностно-активных веществ (ПАВ);
• поглощение нефтепродуктов адсорбентами: оксид алюминия, алюмосиликаты.

Второй способ используется во время локального разлива нефти и имеет эффективность – 98%.

Физико-химическая очистка

Физико-химическая очистка включает коагуляцию, адсорбцию, окисление, экстракцию и другие методы очистки. Происходит удаление тонкодисперсных растворенных примесей, а так же распад органики.

Для адсорбции часто берут измельченный активированный уголь мелкой фракции. Его наносят равномерным слоем на пятно, что препятствует его увеличению. Смешавшаяся с водой нефть прилипает к частичкам угля и легко удаляется. Смесь угля и нефти хорошо горит, что облегчает дальнейшую утилизацию.

Используют пенополиуретан с высокой степенью поглощения. Он вбирает в себя в 20 раз больше нефтепродуктов, чем собственный вес.

Выливают на нефтяное пятно жидкий парафин. При затвердении он впитывает в себя нефтепродукты и легко удаляется механическим путем.

Снижение токсичности и разрушения биохимического состава нефти можно достичь, используя эмульгаторы и ПАВ. Нефть переходит в эмульсию и быстрее распадается.

В борьбе с нефтяными пятнами эффективен ферримагнитный порошок ФЕР-3 из оксида железа. Пленка приобретает магнитные свойства и собирается специальной ловушкой. Способ обладает техническими и экологическими преимуществами, но не распространен из-за отсутствия широкого распространения специальных порошков.

Были проведены лабораторные исследования с порошком ФЕР-3. Время сортирования составила 5-15 минут. Удаляется до 80% нефтяной пленки. Образованные большие глобулы собираются механически. Благодаря текучести суспензии ее восстанавливают сепарацией.

Биологический метод

Биологическая очистка является наиболее распространенной в удалении нефтепродуктов из воды. Используются особые микроорганизмы, которые поедают нефть. Сегодня найдено более 1 тысячи простых организмов, которые питаются различными углеводородами.

Например, дрожжи Candida питаются нефтяными парафинами. В итоге получается большой объем биомассы с большой концентрацией витаминов и белка.

Популярными биологическими средствами являются препараты «Деворойл» и «Ленойл». Они эффективны в разложении нефтепродуктов, которые присутствуют в почвах и водоемах.

«Деворойл» состоит из 5 видов дрожжей и бактерий, способные окислять углеводороды. Каждый вид эффективен борьбе с определенной фракцией нефти. Их набор позволяет равномерно обрабатывать все фракции. «Ленойл» состоит из ассоциации микроорганизмов.

Оба препараты имеют широкое воздействие на углеводороды и легко внедряются в нефтяной слой, возвращая нормальные процессы аэрации.

Уфимский научный центр проводил сравнительную оценку эффективности препаратов с заграничными аналогами. Торф и чернозем «Ленойл» очищал лучше заграничных биопрепаратов. Хорошие результаты достигнуты при большой концентрации загрязнений и последующей утилизацией.

В обоих препаратах введены особые добавки для активации деструкции нефти. Микроорганизмы не являются токсичными и патогенными, легко приспосабливаются в соленой среде, разлагают растворенные и нерастворенные компоненты нефти. Время нейтрализации незначительное, а сами микроорганизмы не вымываются дождями и во время паводков.

В РФ «Ленойл» и «Деворойл» разрешены Госсанэпиднадзором и Министерством природа.

Использование «Деворойл» и «Ленойл»

Препараты легко использовать. Перед непосредственным нанесением на почву или водную поверхность разводят суспензию. Температура поверхностей должна быть более 5 градусов. Раствор вливают или распыляют над местом загрязнения.

В результате очистки воды от нефти образуется легкоразлагаемый белок и нетоксичные продукты, которые не следует утилизировать. Аборигенная микрофлора без трудностей усвоит отработанные бактерии и продукты их жизнедеятельности. Начнет образовываться гумус или донный ил. Результат очистки может доходить до 99%.

Требуемое количество препаратов будет завесить от вида поверхности и концентрации загрязнения. Время очистки – 1 месяц.

Ленойл и Деворойл – экологически безопасные препараты, так как при их использовании образуются нейтральные продукты, не наносящие вред окружающей природе. Сегодня они взяты на вооружения во многих регионах РФ и СНГ для очистки естественных и искусственных водоемов, а так же санации почвы.

Источник

Очистка воды от нефтепродуктов – главные методики

Под очисткой воды в целом подразумевают многоуровневый процесс удаления из ее состава нежелательных химических веществ, биологических загрязнений, взвешенных частиц и газов. Главная задача любой методики заключается в том, чтобы производить качественную очищенную воду, пригодную для конкретных целей.

Большая часть перерабатываемой жидкости очищается и дезинфицируется для потребления человеком (питьевая вода). Но это далеко не единственное ее предназначение. Подготовленная вода широко используется в различных промышленных направлениях, включая медицинскую, фармакологическую, химическую, машиностроительную и другие производственные сферы деятельности.

И в том, и в другом случае очень важно, чтобы в составе готовой воды отсутствовали не только механические и биологические примеси, но загрязнения техногенного характера. К ним относятся примеси различных нефтепродуктов, в частности мазутные и керосиновые включения, бензиновые загрязнения и нефтяные масла.

В этой статье мы расскажем о существующих методах очистки воды от нефтепродуктов, разберем их основные достоинства и недостатки.

Рабочие методики борьбы с нефтяными включениями

Специалисты в области промышленной водоподготовки выделяют четыре активных метода очистки воды от нефти: химический, механический, биологический и физико-химический. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Механическая очистка

Представляет собой продолжительный процесс отстаивания исходной жидкости и ее последующей фильтрации с применением специальных нефтеловушек или бензомаслоуловителей. Таким методом можно уловить до 75% нерастворимых нефтепродуктов.

Преимущества: доступная цена, простое и экономичное обслуживание.

Недостатки: забор обрабатываемой среды осуществляется вместе с тонкой нефтяной пленкой.

Химическая очистка

Предполагает обязательное использование химических реагентов, вступающих в реакцию с различными нефтепродуктами. В результате такого взаимодействия образуется нерастворимый в воде осадок.

Он без проблем улавливается на последующей стадии механической фильтрации. Эффективность удаления растворимых в воде нефтепродуктов составляет около 25%. Количество удержания нерастворимых в среде взвесей достигает 95%.

Преимущества: высокое качество водоочистки, удаление даже тонкого слоя маслянистой пленки.

Недостатки: требуется установка дополнительных ступеней водоподготовки, периодическое обновление реагента.

Физико-химическая очистка

Включает в себя несколько методов очистки воды:

• коагуляцию (преобразование мелких диспергированных частиц в более крупные объединения);
• адсорбцию (поглощение сорбата всем объёмом сорбента);
• окисление (удаление молекул металлов, находящихся в грубодисперсной, коллоидной и ионной формах);
• экстракцию (извлечение из состава воды посторонних веществ при помощи растворителя).

В результате правильной реализации описанных выше процессов можно организовать не только удаление тонкодисперсных растворенных примесей, но и предусмотреть распад органики.

Преимущества: высокая производительность оборудования

Недостатки: высокая себестоимость

Биологический метод

Наиболее распространенный способ удаления нефтепродуктов из состава исходной жидкости. В роли активного вещества выступают особые формы микроорганизмов, которые питаются различными углеводородами, в том числе и нефтью.

Преимущества: хорошая производительность, экологическая безопасность.

Недостатки: системное удаление из воды излишней биомассы, сложности в плане поддержания популяции бактерий и сохранения их биологической активности.

Решения компании «Альтаир»

На этапах разработки, создания и установки фильтрующих установок специалисты производственно-инжиниринговой компании «Альтаир» принимают во внимание все ключевые особенности производственных процессов.

Безопасность, надежность, энергоэффективность и мобильность систем фильтрации в зависимости от условий применения, назначения и результатов анализа воды — основные моменты, на которые мы обращаем внимание.

Результаты научных исследований, полученные в наших лабораториях, доказали эффективность очистки воды от нефтепродуктов следующими способами:

• с использованием ультрафильтрации и обратного осмоса в комплексных системах (с применением установок «Альмус»);
• путем внедрения технологии электродеионизации для получения сверхчистой воды (Альмус-EDI);
• при помощи профессиональных систем фильтрации с повышенным сроком эксплуатации (на элементах DuoFLO).

Какой способ водоподготовки подходит для конкретного объекта — вопрос, на который способны ответить квалифицированные специалисты. Для получения консультации закажите обратный звонок на официальном сайте компании «Альтаир» или свяжитесь с нами по телефону: + 7 (499) 703-40-95. Будем рады помочь!

Источник

VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2014

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ

На сегодняшний день, в сфере природоохранных работ активно осваиваются новые способы устранения различных видов загрязнения путем биологической очистки. Нефть и нефтепродукты- один из самых распространенных загрязнителей окружающей среды. При сбросе масло- и нефтепродуктов в водоем, на поверхности зеркала воды образуется пленка или капельная эмульсия нефтепродуктов. Нефтяное пятно препятствует обмену кислородом воздуха, что наносит большой вред экологии водоемов. При сбросе нефтепродуктов на биологические очистные сооружения, прекращается развитие активного ила и очистные сооружения начинают работать не эффективно, нефть оказывает токсическое воздействие на биоценоз организмов.

На каждом предприятии должны быть локальные очистные сооружения, которые сокращают сбросы нефтепродуктов в водоемы.

Технология очистки нефтесодержащих сточных вод зависит от требований к очищенной воде от жиров, масел, нефтепродуктов.

В основном на предприятиях нефтепереработки для очистки стоков используются механическая и химическая очистки, однако на выходе они все еще содержат достаточно большое количество растворенных и тонкодиспергированных нефтепродуктов, а также других органических загрязнений и не могут быть выпущены в водоем без дальнейшей очистки. Для более тщательного удаления нефтепродуктов из воды применяются методы биологической очистки. Разберемся в особенностях.

Биологический метод очистки основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе их жизнедеятельности. Задачей биологической очистки является превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления — H₂O, CO₂, NO₃ — , SO₄ 2- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений в очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий и простейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении.[1]

Для правильного использования микроорганизмов при биологической очистке необходимо знать физиологию микроорганизмов, т.е. физиологию процесса питания, дыхания, роста и их развития.

На эффективность очистки биологическими методами влияют следующие факторы:

Температура напрямую влияет на жизнеспособность бактерий. Роль температуры связана, в частности, с температурной зависимостью растворимости кислорода в воде. Как правило, оптимальные температуры для аэробных процессов 20…30 градусов, превышение этих порогов вызывает гибель микроораганизмов, что снижает эффективность очистки.

Оптимальная рН = 6,5…7,5; для каждого типа бактерий данные значения свои, некоторым необходима кислая среда, кому-то щелочная.

Биогенные элементы N и Р необходимы бактериальной клетке как «строительный» (N) и энергетический (Р) материал, без них жизнеспособность качественно снижается.

Это величина суточной нагрузки по загрязнениям в пересчёте на 1 м 3 очистного сооружения, ,приходящаяся на 1г части биомассы.

Несмотря на то, что бактерии питаются именно токсинами, превышение их концентрации в очищаемой воде могут привести к задержанию роста и развития организмов, а так же к гибели их. Поэтому на очистных сооружениях должна действовать система контроля за превышением ПДК загрязнителей в воде. [2]

Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа:

-сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;

-сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

К первому типу относятся сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и сооружения, представляющие собой водоемы (биологические пруды) с проточной водой. В таких сооружениях дыхание микроорганизмов кислородом происходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха. В сооружениях второго типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации.

В искусственных условиях биологическую очистку применяют в аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очистки происходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.[3]

Биохимическая очистка производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов производится в аэрофильтрах (биофильтры), аэротенках и биологических прудах.

Биофильтры — искусственные сооружения биологической очистки представляют собой круглые или прямоугольные в плане сооружения, загруженные фильтрующим материалом, на поверхности которого выращивается биопленка; изготовляются они из железобетона или кирпича. Сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытой пленкой из микроорганизмов; отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, пластмассу и др.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30-100 м и более, шириной 3-10 м и глубиной 3-5 м. Очистка сточных вод в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного ила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подают воздух и питательные вещества. Аэротенки используются в чрезвычайно широком диапазоне расходов сточных вод от нескольких сот до миллионов кубических метров в сутки.

После очистки остается использованный и избыточный активный ил (масса бактериальноактивного вещества). Ему можно найти свое применение.

Результаты исследования состава ила очистных сооружений нефтепереработки и их сравнение с анализами почвы показали, что в результате микробиологической деятельности из углеводородов нефти образуется гумусоподобное вещество с высоким содержанием веществ питания растений и микроэлементов. Наличие в иле большого количества органических веществ (50-90%), сходных по составу с почвенным гумусом представляет собой главную ценность избыточного активного ила.

Гумус является эффективным сорбентом загрязняющих веществ – тяжелых металлов, радионуклидов, органических соединений. Связывая их, гумус препятствует их миграции с почвенно-грунтовыми водами, снижает уровень биологического поглощения. Эти данные позволяют считать ил биологической очистки нефтесодержащих сточных вод высокоэффективным органическим удобрением. Сдерживающим фактором является наличие высоких содержаний бенз(а)пирена (130-600 мг/кг), которое заметно превышает ПДКпочв (0,02 мг/кг). Это существенно сужает возможности использования ила биологической очистки нефтесодержащих сточных вод.

На основании полученных аналитических данных рассчитан класс опасности ила и показано, что ил является малоопасным веществом 4-го класса опасности, который подтвержден биотестированием по сперме крупного рогатого скота. Однако проверка фитотоксичности показала, что ил не фитотоксичен. На основании изучения ила предложен и технологически проработан экологически безопасный и экономически эффективный способ утилизации ила очистных сооружений нефтепереработки с одновременной рекультивацией нарушенного участка земли в промзоне нефтеперерабатывающего предприятия. При этом создается плодородный почвенный слой с высокой биологической активностью, предполагающий внесение высоких доз ила – 350-400т/га по сухому веществу.

Применение ила в промзоне предприятия позволяет использовать его высокие удобрительные свойства и нивелировать отрицательное влияние бенз(а)пирена, которое проявилось бы в случае использования его в агросистемах. Данный способ утилизации запатентован и внедрен на ОАО «Уфанефтехим». [4]

Преимущества биологической очистки:

1.Возможностью удалять из сточных вод разнообразные органические и некоторые неорганические соединения, находящиеся в воде в растворенном, коллоидном и нерастворенном состоянии, в том числе и токсичные.

2.Простотой аппаратурного оформления.

3.Относительно невысокими эксплуатационными затратами.

К недостаткам метода относятся:

1.Высокие капитальные затраты на строительство очистных сооружений большой площади.

2.Необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, постоянного контроля за концентрацией загрязнителей в поступающей в аэротенк воде.

3.Токсичное действие на микроорганизмы ряда органических и неорганических соединений, приводящее к гибели и снижению эффективности очистки.

4. Степень очистки составляет 70-80% и требуются дополнительные способы обезвреживания нефтепродуктов в стоках.

Источник