Очистка поверхностных сточных вод от нефтепродуктов в коалесцентных сепараторах с гофрированными олеофильными пластинами
https://doi.org/10.22227/2311-1518.2024.3.74-81
Аннотация
Поверхностные сточные воды с территорий предприятий автотранспортного комплекса загрязнены значительным количеством маслонефтепродуктов и взвешенных веществ. Применяемые для обезвреживания стоков локальные очистные сооружения несовершенны. Предлагается заменить используемые в них для удаления тонкодисперсных нефтепродуктов и взвесей флотаторы и зернистые фильтры-коалесценторы одним более эффективным аппаратом — коалесцентным сепаратором с олеофильными пластинами волнистого профиля. Разработана конструкция коалесцентора, состоящего из трех последовательно установленных блоков гофрированных полимерных пластин, позволяющего добиваться очистки поверхностного стока автотранспортных предприятий от нефтепродуктов и взвешенных веществ до норм сброса в городскую канализационную сеть. Пропускная способность коалесцентного блока при оптимальных условиях работы составляет 10–20 м3/(м2·час), но может быть удвоена без существенных потерь эффективности очистки. Приведены результаты расчета трехступенчатого коалесцентного сепаратора с использованием ранее разработанной автором математической модели, учитывающей турбулентный режим течения многофазной системы в каналах между пластинами. Проведенные в опытно-промышленных условиях эксперименты подтвердили адекватность математической модели и возможность снижения концентрации нефтепродуктов в очищенном стоке до 4–7 мг/л, а концентрации взвешенных веществ — до 10–25 мг/л. На основании этого коалесцентные сепараторы с гофрированными олеофильными пластинами рекомендуется включать в технологические схемы локальных очистных сооружений отведения поверхностных (ливневых и талых) вод с территорий автотранспортных предприятий, автозаправочных станций, станций технического обслуживания легкового и грузового автомобильного транспорта, автостоянок и других объектов, сточные воды которых загрязнены эмульгированными маслонефтепродуктами и тонкодисперсными взвешенными веществами в исходных концентрациях до 1000 мг/л.
Об авторе
Н. С. ЗайцевРоссия
Никита Сергеевич Зайцев — кандидат экономических наук, доцент
190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр-т, д. 26
РИНЦ AuthorID: 838605, ResearcherID: M-9642-2018
Список литературы
1. Palagin E.D., Gridneva M.A., Bykova P.G. Urban land surface wastewater: Dependence of formation and changes in its composition // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 451. P. 012093. DOI: 10.1088/1757-899X/451/1/012093
2. Palagin E.D., Strelkov A.K., Pavluhin A.A. Rain precipitation parameters for the design of surface effluent treatment facilities from the territory of industrial enterprises // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Science and Technology Conference «Earth Science» 2021. Vol. 720. Issue 1. P. 012021. DOI: 10.1088/1755-1315/720/1/012021
3. Духопельникова Н.Р. Поверхностные сточные воды, система отведения и их очистка в крупных городах // Alfabuild. 2018. № 1 (3). С. 7–14.
4. Желтобрюхов В.Ф., Фельдштейн Е.Г. Проблемы очистки поверхностного стока // Вестник Волгоградского ГАСУ. Сер.: Строительство и архитектура. 2013. Вып. 30 (49). С. 206–211.
5. Юрченко В.А., Мельников О.Г., Бахарева А.Ю., Ячник М.В. Исследование механической очистки ливневых стоков, образованных на объектах автомобильно-дорожного комплекса // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2015. Т. 6. № 6 (78). С. 71–77. DOI: 10.15587/1729-4061.2015.55427
6. Желтобрюхов В.Ф., Фельдштейн Е.Г. О методах очистки поверхностных стоков автотранспортных предприятий // Инженерный вестник Дона. 2013. № 4 (27). Ст. 127. URL: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/ (дата обращения: 22.02.2024).
7. Фельдштейн Е.Г. Совершенствование систем очистки поверхностного стока предприятий первой группы на примере автотранспортных предприятий : автореф. дис. … канд. техн. наук. Волгоград, 2014. 24 с.
8. Феофанов Ю.А., Мишуков Б.Г. Особенности формирования состава поверхностных сточных вод и выбор сооружений по их очистке // Вода и экология. 2017. № 3 (71). С. 49–66. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.21.3.49-66
9. Чечевичкин В.Н., Ватин Н.И. Особенности состава и очистки поверхностного стока крупных городов // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 6. С. 67–74.
10. Yayla S., Ibrahim S.S., Olcay A.B. Numerical investigation of coalescing plate system to understand the separation of water and oil in water treatment plant of petroleum industry // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2017. Vol. 11. No. 1. Pp. 184–192.
11. Huang W., He X., Deng C., Xu B. Study on the intensification mechanism of oil-water separation process by using inclined plate pack // Advanced Engineering Sciences. 2017. Vol. 49. No. 3. Pp. 191–196.
12. Boraey M.A. A hydro-kinematic approach for the design of compact corrugated plate interceptors for the de-oiling of produced water // Chemical Engineering and Processing. 2018. Vol. 130. Pp. 127–133.
13. Liang L., Bai Z.S., Yang X.Y., Luo H.Q., Zhang B., Zhang W.N. Experimental and simulation study on separation performance of coalescing structural parts within oil-water gravity separator // Xiandai Huagong. 2018. Vol. 38. No. 11. Pp. 211–215.
14. Oruç M., Yayla S. Experimental investigation of oil-in water separation using corrugated plates and optimization of separation system // Separation Science and Technology. 2021. Vol. 56. Issue 5. Pp. 788–800. DOI: 10.37934/arfmts.92.1.162176
15. Velautham K.D., Chelliapan S., Kamaruddin S.A., Meyers J.L. Design of oil water separator for the removal of hydrocarbon from stormwater contaminated with jet-fuel // Journal of advanced research in fluid mechanics and thermal sciences. 2022. Vol. 92. No. 1. Pp. 162–176.
16. Яблокова М.А., Зайцев Н.С., Хасаев Р.А. Совершенствование процессов и агрегатов для локальной очистки поверхностных стоков // Современные наукоемкие технологии. 2019. № 7. С. 110–113.
17. Иваненко А.Ю., Яблокова М.А., Петров С.И. Моделирование процесса выделения эмульгированных нефтепродуктов из воды в аппарате с олеофильными пластинами синусоидального профиля // Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44. № 5. С. 588–600.
18. Яблокова М.А., Иваненко А.Ю., Турыгин В.Ю. Очистка подтоварных вод нефтеприисков с целью повторной закачки в нефтеносные пласты для поддержания внутрипластового давления // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2012. № 14 (40). C. 78–84.
19. Иваненко А.Ю., Яблокова М.А., Хасаев Р.А. Математическое моделирование разделения эмульсий в коалесценторах с пластинами волнистого профиля // XXIX Международная научная конференция «Математические Методы в Технике и Технологиях ММТТ-29» : тезисы докладов. СПб. : СПбГТИ(ТУ), 2016. Т. 5. С. 19–25.
20. Машины и аппараты химических производств / под общ. ред. В.Н. Соколова. СПб. : Политехника, 1992. 327 с.
21. Яблокова М.А., Иваненко А.Ю., Зайцев Н.С. Математическое моделирование коалесцентного сепаратора сооружений локальной очистки ливневых сточных вод // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 5. С. 91–98. DOI: 10.23968/1999-5571-2022-19-5-91-98
Рецензия
Для цитирования:
Зайцев НС. Очистка поверхностных сточных вод от нефтепродуктов в коалесцентных сепараторах с гофрированными олеофильными пластинами. Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2024;(3(47)):74-81. https://doi.org/10.22227/2311-1518.2024.3.74-81