Водоотведение и очистка сточных вод нефтеперерабатывающего завода

Пояснительная.doc

Федеральное агентство по образованию
Пермский государственный технический университет
Строительный факультет
Кафедра водоснабжения и канализации
Пояснительная записка
к курсовому проекту по теме
«Водоотведение нефтеперерабатывающего завода»
студенты гр. ВВ-07-1
Режим водоотведения 3
Характеристика производственных сточных вод от нефтеперерабатывающего
Методы применяемые для очистки производственных сточных вод от НПЗ 5
Выбор технологической схемы для очистки сточных вод 6
Расчет основных сооружений 7
3. Напорная флотация 10
5. Вторичные отстойники 13
6. Аэробный стабилизатор 15
7. Илоуплотнитель 16
8. Вакуум-фильтры 16
9. Сорбционный фильтр 17
10. Резервные иловые площадки 18
Очистка дождевых стоков 19
Список литературы 22
В данном курсовом проекте рассматривается водоотведение и очистка
сточных вод нефтеперерабатывающего завода.
Количество сточных вод составляет [pic]м3сут = 3542 м3ч. Очищенная
сточная вода подается в оборотную систему промышленного водоснабжения.
Площадь водосбора (для расчета ливневой канализации) составляет 1250
Показатели Исходная концентрация Концентрация загрязнений
загрязнений после очистки
Взвешенные вещества мгл250 25
Нефтепродукты мгл 500 30
БПКполн мг О2л 300 25
Режим притока сточных вод на очистные сооружения равномерный в течение
смены. Предприятие работает в три смены. Продолжительность смены – 8 часов.
Расчетный часовой расход сточных вод составляет [pic] м3ч.
Сточные воды при отведении с территории нефтеперерабатывающего завода
в зависимости от их происхождения разделяются на:
производственные т.е. воды использованные в процессе переработки
нефти и воды получающиеся в результате обезвоживания сырья поступающего
На нефтеперерабатывающих заводах предусматриваются две основные
системы производственной канализации:
I система— для отведения и очистки нефтесодержащих нейтральных
производственных и производственно-ливневых сточных вод. В этом случае в
единую канализационную сеть поступают соответствующие сточные воды
большинства технологических установок: от конденсаторов смешения и
скрубберов (кроме барометрических конденсаторов на атмосферно-вакуумных
трубчатках) от дренажных устройств аппаратов насосов и резервуаров
(исключая сырьевые) от охлаждения сальников насосов от промывки
нефтепродуктов (при условии малых концентраций щелочи в воде) от смыва
полов а также ливневые воды с площадок установок и резервуарных парков.
Сточные воды первой системы канализации после очистки как правило
используются для производственного водоснабжения (пополнение системы
оборотного водоснабжения и для отдельных водопотребителей). Общее
солесодержание этих вод не превышает 2 тыс. мгл;
II система — для отведения и очистки производственных сточных вод
содержащих нефть нефтепродукты и нефтяные эмульсии соли реагенты и
другие органические и неорганические вещества.
Сточные воды данного нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) можно отнести
к нейтральным нефтесодержащим водам т.к. они не содержат кислоты соли и
щелочи в значительном количестве.
бытовые – от санитарных приемников от мытья полов и от принимаемых
рабочими душей; ввиду того что бытовые сточные воды по характеру
загрязнений сильно отличаются от производственных сточных вод они требуют
самостоятельных отведения и очистки. В задание курсового проекта расчет
бытовой канализации не входит.
атмосферные – дождевые и снеговые. Атмосферные осадки выпадающие
на территорию завода занятую технологическими установками и резервуарными
парками смывают с этих площадок нефть и нефтепродукты. Поэтому атмосферные
воды загрязненные нефтью и нефтепродуктами могут быть отведены совместно
с производственными сточными водами содержащими аналогичные загрязнения.
Современные установки используемые на нефтеперерабатывающих заводах
практически исключают попадание нефти на заводские проезды и площадки
поэтому атмосферные осадки отводятся по кюветам дорог сетью водостоков.
Методы применяемые для очистки производственных
На отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах
общепринятая схема включает три стадии очистки:
) механическая — очистка от грубодисперсных примесей (твердых и
) физико-химическая — очистка от коллоидных частиц обезвреживание
сернисто-щелочных вод и стоков ЭЛОУ;
) биологическая — очистка от растворенных примесей.
Кроме того производится доочистка биологически очищенных сточных вод.
Для очистки сточных вод I системы в настоящее время на отечественных
предприятиях используют две схемы.
Первая схема включает очистку сточных вод в нефтеловушках прудах
флотаторах песчаных фильтрах и т.д. Очищенная вода используется для
подпитки оборотных систем.
Вторая более перспективная схема кроме сооружений механической и
физико-химической очистки включает сооружения биологической очистки а в
некоторых случаях — установки доочистки сточных вод.
В состав сооружений очистки сточных вод II системы входят установка
механической очистки физико-химической очистки сернисто-щелочных стоков а
также двухступенчатой биологической очистки. Кроме того могут
использоваться установки деминерализации воды а также ее доочистки от
взвешенных и растворенных органических примесей.
Сточные воды первой и второй систем канализации проходят очистку на
отдельных очистных сооружениях так как различаются по составу и
концентрации загрязнений. Очищенные сточные воды первой системы как
правило используются для подпитки оборотных систем водоснабжения завода.
Очищенные сточные воды второй канализационной системы не могут быть
использованы в оборотном цикле вследствие повышенного содержания солей
(порядка 5— 6 гл) поэтому после соответствующей очистки сбрасываются в
Выбор технологической схемы для очистки сточных вод
Для очистки сточных вод данного НПЗ выбрана следующая схема:
Механическая очистка. В качестве предварительной очистки сточных вод
предложено отстаивание в нефтеловушке. Нефтеловушка позволяет снизить
содержание нефтепродуктов на 60-90% взвеси – на 40-60%. Эффект очистки по
БПК и ХПК составляет 30-40%.
Физико-химическая очистка. Для доочистки сточных вод от нефтепродуктов
в схему включена напорная флотация. Эффект очистки по нефтепродуктам
Биологическая очистка. Для удаления БПК И ХПК до требуемых
концентрация в технологическую схему включена одноступенчатая биологическая
очистка (аэротенк-вытеснитель и вторичный отстойник).
Для доочистки сточных вод от взвешенных веществ СПАВ остаточных
нефтепродуктов перед подачей в систему оборотного водоснабжения включена
сорбция на угольных фильтрах.
Расчет основных сооружений
Усреднение расхода и концентраций загрязнений позволяют рассчитывать
все последующие звенья очистки не на максимальные а на некоторые средние
значения параметров потока.
Расчет усреднителя производится на основании данных притока сточных
вод по часам суток. В данном курсовом проекте коэффициент часовой
неравномерности равен [pic] таким образом максимальный часовой расход
Зададим что превышение концентрации загрязнений сверх допустимой
наблюдается с 9 до 17 часов поэтому период усреднения принимаем равным 8
Объем усреднителя будет равен:
По табл.11.2 справочника [2] принимаем типовой усреднитель с
максимальным рабочим объемом 400 м3 и минимальным объемом 300 м3 с размером
секции 3х15 м. Согласно СНиП [1] число секций усреднителя должно быть не
менее двух обе рабочие.
Число типовых секций объемом 300 м3 составит:
Принимаем 2 секции тогда объем усреднителя:
Пропускная способность секции:
Скорость продольного движения воды в секции составит:
[pic]ммс что удовлетворяет требованиям СНиП [1] [pic]ммс.
Основная масса нефтепродуктов в грубодиспергированном (капельном) и
некоторая в эмульгированном состоянии из сточных вод удаляются в отстойных
сооружениях называемых нефтеловушками. Они применяются при содержании
нефтепродуктов в сточных водах более 100 мгл.
Нефтеловушки проектируются трех типов: горизонтальные радиальные и
тонкослойные. Расчет нефтеловушек аналогичен расчету отстойников с учетом
кинетики всплывания нефтяных частиц.
Расчетная скорость движения сточной воды не должна превышать 4-6 ммс.
Расчетную гидравлическую крупность нефтяных частиц принимаем равной 04
По таблице 12.10 справочника [2] принимаем типовую горизонтальную
нефтеловушку ТП 902-2-157 имеющую следующие параметры:
Глубина проточной части [pic]м ширина одной секции [pic]м длина
одной секции [pic]м высота сооружения [pic]м.
Производительность одной секции:
[pic] – коэффициент использования объема отстойника принимаем по
При такой пропускной способности необходимое количество секций
сооружения составит:
Принимаем 3 секции типовой горизонтальной нефтеловушки ТП 902-2-157.
Концентрация загрязнений на выходе из нефтеловушки при заданной
эффективности очистки составит:
[pic] – эффективность очистки.
Получаем на выходе из нефтеловушки следующие показатели:
Количество осадка уловленного в нефтеловушке определяется по
qw – расход сточных вод в час максимального притока qmax (м3час) или
в сутки Qсут (м3сут);
Сen и Сex – концентрации взвешенных веществ в сточных водах
соответственно до осветления и после него мгл;
Рmud – влажность осадка (обводненность нефтепродуктов) %; Рmud =95%
(mud – плотность уловленного осадка в нефтеловушках; при влажности
более 80% (mud = 11гсм3 (кгл).
Обводненность нефтепродуктов очень большая (50-70%) поэтому
необходимо отделять нефть от воды. Разделка нефтепродуктов как правило
производится в разделочных резервуарах в условиях предварительного
подогрева нефтепродуктов в теплообменниках до температуры 50-700 С. Число
резервуаров не менее трех Продолжительность разделки включая операции по
закачке обводненных нефтепродуктов их отстаиванию спуску (дренированию)
сточной воды откачке обезвоженных нефтепродуктов принимается не менее 3
суток. Содержание воды в обезвоженных нефтепродуктах не должно превышать 2-
% механических примесей – 1-2%.
3. Напорная флотация
Установки напорной флотации применяют для снижения содержания нефти и
нефтепродуктов в сточных водах с 70-150 до 10-30 мгл и механических
примесей со 100-150 до 10-15 мгл. Флотаторы-отстойники рекомендуется
применять при концентрациях нефтепродуктов 100-150 мгл и механических
примесей до 150 мгл.
Флотатор представляет собой отстойник радиального типа со встроенной
внутри круглой в плане флотационной камерой оборудованной вращающимся
водораспределителем и механизмом сгребания пены.
Для предварительных расчетов принимаем три флотатора с расходом через
Принимаем высоту флотационной камеры [pic]м.
Диаметр каждой камеры: [pic]м 15 м где
Qф – расход сточных вод поступающие на один флотатор;
– скорость восходящего движения воды равная 108 мч.
Продолжительность пребывания сточных вод во флотационной камере – 5-7
Высоту флотатора-отстойника принимаем [pic]м.
Диаметр флотатора-отстойника определяем по формуле:
– скорость движения воды в отстойной зоне равная 47 мч.
Общее время пребывания сточной воды во флотаторе-отстойнике – 20
Эффект задержания взвешенных частиц принимаем равным 80%.
Количество нефтесодержащей пены (со всех флотаторов) составит:
А и А1 – соответственно начальное и конечное содержание нефтепродуктов
5 – объемная масса нефтесодержащей пены тм3;
% – обводненность нефтесодержащей пены.
Количество выпавшего осадка по сухому веществу равно:
С и С1 – начальное и конечное содержание взвешенных веществ в сточной
Окончательно принимаем три типовых флотатора-отстойника ТП-902-2-290 с
основными конструктивными параметрами: [pic]м [pic]м [pic]м.
Получаем на выходе из флотатора-отстойника следующие показатели:
Для обезвреживания осадка образующегося после флотаторов
предусматриваем следующую схему его обработки. Сначала осадок поступает в
пеносборник который служит сборным промежуточным резервуаром где
происходит частичное отделение воды от пены далее осадок поступает в
пеногаситель для выделения загрязнений сорбированных на пузырьках воздуха.
Этот процесс может осуществляться с помощью разбрызгивания воды по
поверхности пены. После гашения осадок направляется на обезвоживание и
В аэротенках очистка ведется от остатка взвешенных веществ от
коллоидных примесей и от растворенных органических примесей.
БПК сточных вод поступающих в аэротенк Len=126 мгл. Это меньше 150
мгл поэтому регенерация активного ила не требуется. Принимаем аэротенк-
вытеснитель без регенератора.
Определяем степень рециркуляции активного ила Ri.
Принимаем в первом приближении иловый индекс Ji=100 см3г дозу ила в
аэротенке ai = 3 гл. Тогда по формуле [52] СНиП [1]:
Величина БПК воды поступающей в начало аэротенка-вытеснителя с
учетом разбавления циркуляционным илом Lmix:
Lmix – БПК сточных вод на выходе из сооружения.
Удельная скорость окисления органических загрязнений:
ρmax = 33 мгг·час – максимальная скорость окисления
К1 = 3 мг БПКл – константа характеризующая свойства органических
загрязняющих веществ
К0 = 181 мг О2л – константа характеризующая влияние кислорода
φ = 017 лг – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила.
ρmax К1 К0 φ приняты по таблице 40 СНиП [1].
С0 = 2мгл – средняя концентрация кислорода в аэротенке назначена по
Продолжительность окисления загрязнений:
S=03 – зольность ила.
Вместимость аэротенков составит:
Нагрузка на ил определяется по формуле:
По таблице 41 СНиП [1] для ила сточных вод от НПЗ индекс Ji=95 см3г.
Эта величина несущественно отличается от принятой ранее Ji=100 см3г
поэтому расчет корректировки не требует.
Принимаем две секции двухкоридорного аэротенка с шириной коридора В
= 45 м рабочей глубиной аэротенка Н = 32 м.
Длина коридора аэротенка составит:
N – количество секций (согласно СНиП [1] не менее двух);
n – количество коридоров в каждой секции.
Окончательно принимаем две секции двухкоридорного аэротенка длиной
Прирост активного ила в аэротенке составит:
[pic]мгл – концентрация взвешенных веществ в сточной воде
поступающей в аэротенк;
[pic] – коэффициент прироста.
5. Вторичные отстойники
Вторичные отстойники предназначены для отделения от сточных вод
активного ила выносимого из аэротенка.
Расчет вторичного отстойника ведется по гидравлической нагрузке на
единицу площади зеркала воды:
Принимаются вторичные отстойники вертикального типа диаметром Dset
= 4 м с глубиной проточной части Hset = 35 м и коэффициентом
использования объема зоны отстаивания Kset = 035.
Определяется гидравлическая нагрузка на единицу площади зеркала
Ji = 95 см3г – величина илового индекса определенная при расчете
at = 25 мгл – концентрация взвеси в осветлённой воде (вынос ила из
вторичных отстойников).
Общая площадь зеркала воды вторичных отстойников:
Площадь зеркала воды вертикального отстойника диаметром 4 м
Требуемое количество отстойников:
Согласно СНиП [1] количество вторичных отстойников назначается не
менее трех. Поэтому принимаем 3 вертикальных отстойника Dset = 4 м с
глубиной проточной части Hset = 35 м.
Количество избыточного активного ила задерживаемого во вторичных
[pic]гсм3 – плотность активного ила.
В сутки: [pic]м3сут.
Так как степень рециркуляции равна [pic] (43% активного ила
возвращается в аэротенк) на стабилизацию идет 57% активного ила.
Получаем на выходе из вторичного отстойника следующие показатели:
6. Аэробный стабилизатор
На стабилизацию подается избыточный активный ила из вторичных
отстойников. Стабилизация осуществляется в сооружениях типа аэротенков.
Требуемый объем аэробного стабилизатора:
Was = Qил · tas =66 · 7=462 м3 где
tas = 7 суток – продолжительность аэробной стабилизации смеси сырого
осадка и избыточного активного ила принята по СНиП [1] п.6.365.
Принимаем 1 секцию двухкоридорного аэробного стабилизатора. Размер
секции L площадь зеркала осадка LxB=5х3=15 м2. Размеры
секции приняты исходя из условий удобства компоновки с аэротенком и
обеспечения достаточной интенсивности аэрации по СНиП [1] п.6.366.
Требуемый расход воздуха на стабилизацию:
Qas=qas·Was=2·48=96 м3ч где
qas – расход воздуха для аэробной стабилизации принимается по СНиП
[1] п.6.366 в зависимости от влажности осадка qas=2 м3ч·м3.
Интенсивность аэрации осадка в стабилизаторе:
[pic] м3м2·ч что соответствует требованиям СНиП [1] п.6.366.
Объем уплотнителя стабилизированного осадка:
Vсм – суточное количество осадка и ила по объему смеси
фактической влажности;
Ту ≤ 5 ч – продолжительность уплотнения осадка по СНиП 1
Принимается один илоуплотнитель размером LxBxH=1х15х32=48 м3.
Размеры приняты по условию удобства компоновки со стабилизатором.
При влажности исходной смеси Рисх=985% и уплотненной Ру=975% (п.
367 СНиП [1]) объем уплотненного осадка составляет:
Объем иловой воды: Vил.вод = Qил – Vу = 66 – 4 = 26 м3сут.
Требуемая площадь фильтрующей поверхности:
q = 20 кгм2·ч – производительность вакуум-фильтра для аэробно
стабилизированного активного ила принята по табл. 62 СНиП [1].
Выбраны вакуум-фильтры марки БОУ-10-26 с площадью фильтрующей
поверхности [pic] м2 – 1 рабочий и 1 резервный.
Объем обезвоженного осадка:
Количество фугата направляемого в аэротенк:
Vфуг = Vy – Vв-ф = 4 – 05 = 35 м3сут.
9. Сорбционный фильтр
Сорбционный фильтр предназначен для удаления из воды оставшихся
загрязнений (СПАВ взвешенных веществ) и снижения БПК и ХПК.
Принимаем адсорбционную установку с неподвижным слоем гранулированного
Время контакта с водой принимаем 10-15 минут. Время работы фильтра
между регенерациями равно 165 дней. Продолжительность обратной промывки – 5-
Требуемый объем загрязнений поступающих на фильтр:
[pic]мгл = 00052кгм3.
Принимаем автоматическую фильтровальную установку типа CWG AC
Фильтрующий материал:
Активированный уголь типа AquaSorb 1000 зернистость: 06-236 мм
количество: 1100 л (550 кг).
Кварцевый песок зернистость: 20-315 мм количество: 150 л (225 кг).
Объем загрязнений проходящих через загрузку подобранного фильтра
[pic]кгкг·м загрузки – грязеемкость данного вида загрузки.
Количество фильтров равно:
Принимаем 2 рабочих и 1 резервный фильтр.
Получаем на выходе с фильтров следующие показатели:
10. Резервные иловые площадки
При проектировании механического обезвоживания осадка нужно
предусматривать аварийные иловые площадки на 20% годового количества
Полезная площадь иловых площадок равна:
[pic] м3м2·год – нагрузка на иловые площадки на естественном
Общая площадь иловые площадок на 25-30% больше за счет устройства
дорого и оградительных валиков:
Принимаем 4 карты площадью 64 м2 каждая и размерами 8х8 м.
Очистка дождевых стоков
Параметры работы дождевой сети определяются по СНиП [1]. К ним
P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя
назначается в зависимости от условий расположения дождевых коллекторов.
Этот период времени в годах в течение которого один раз будет происходить
переполнение сети при этом под переполнением понимают подпор в колодцах
напорный режим работы сети а не затопление территории;
q20 – интенсивность дождя лс на 1 га для данной местности
продолжительностью 20 мин при P = 1 год;
mr – среднее количество дождей за год;
А – климатический параметр определяемый по формуле: [p
zmid – среднее значение коэффициента характеризующего поверхность
[pic] – коэффициент характеризующий поверхность данного вида (табл.9
Принимаем следующую разбивку селитебной площади:
Асфальтовые мостовые – 20%;
Зеленые насаждения – 40%;
[pic] – общая площадь стока – селитебная площадь промышленного
предприятия [pic] = 100%.
Для Пермской области: q20 =70 лс·га (по чертежу 1 СНиП [1]); n =
1; [p mr = 150 при Р = 1.
На территории промышленных предприятий для сбора дождевых стоков
устанавливают аккумулирующие резервуары (по справочному пособию [3]).
Объем аккумулирующей емкости составит:
Принимаем двухсекционную прямоугольную в плане емкость с высотой зоны
отстаивания 3 м и размером 20х10 м.
Для очистки дождевых вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов
предусматривается тонкослойный отстойник работающий по противоточной схеме
Длина пластины в ярусе определяется по формуле:
[pic]ммс – гидравлическая крупность задерживаемых частиц (тяжелых
механических примесей);
[pic]м – высота яруса.
Задавшись углом наклона пластин [pic] определенным экспериментально
определяем расстояние между пластинами:
Задаемся количеством ярусов в блоке (модуле) из условия простоты
монтажа [pic]шт. Определяем высоту блока по формуле:
Ширину блока определяем из условия ширины материала листа и условий
монтажа. Назначаем ширину одной секции [pic]м.
Определяем производительность одной секции по формуле 36 СНиП [1]:
Толщиной пластин в блоке при технологическом расчете можно пренебречь.
Исходя из расхода дождевых вод (562524=2344 м3ч) определяется
количество секций отстойника:
Из конструктивных соображений и с учетом обеспечения гидравлического
режима потоков воды близкого к ламинарному назначаются другие размеры
[pic]м – из условия более равномерности распределения воды между
Таким образом [pic]м.
Принимаем отстойник со следующими размерами:
После механической очистки в тонкослойном отстойнике очищенная вода
сбрасывается в городской коллектор для совместной очистки с бытовыми
СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения.
Самохин В.Н. Канализация населенных мест и промышленных
предприятий. Справочник проектировщика. М.: Стройиздат 1981. – 639 с.
Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное
пособие к СНиП 2.04.03-85. М.: Стройиздат 1990
Ласков Ю.М. Калицун В.И. Воронов Ю.В. Примеры расчетов
канализационных сооружений: Учеб. пособие для ВУЗов. – М.: Стройиздат
Абрамов В.В. Карелин Я.А. Водоснабжение и канализация
нефтеперерабатывающих заводов. – М.: Стройиздат 1948. – 227 с.

Канализация пп.dwg

Технологическая схема очистки сточных вод
Генплан очистных сооружений
Условные обозначения:
- зеленые насаждения
К2 - производственная канализация
Экспликация сооружений