Водоотведение нефтеперерабатывающего завода

НПЗ 17.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-08-1
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
2. Вертикальный отстойник с биокоагулятором 8
3. Напорная флотация 9
5. Вторичные отстойники 12
6. Аэробный стабилизатор 14
7. Илоуплотнитель 14
8. Вакуум-фильтры 15
9. Сорбционный фильтр 15
10. Резервные иловые площадки 17
Очистка дождевых стоков 18
Список литературы 21
В данном курсовом проекте рассматривается водоотведение и очистка
сточных вод нефтеперерабатывающего завода.
Количество сточных вод составляет [pic]м3сут =1458 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 мгл400 4
Нефтепродукты мгл - -
БПКполн мг О2л 7000 5
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 вертикальном отстойнике с биокоагулятором. Он
позволяет снизить содержание взвеси – на 70-80 %. Эффект очистки по БПК и
ХПК составляет 50-60%.
Физико-химическая очистка. Для доочистки сточных вод от СПАВ и
органических примесей в схему включена напорная флотация. Эффект очистки по
взвеси составляет 70-80% по БПК и ХПК 60-70 %.
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 БПК перед
подачей в систему оборотного водоснабжения включена сорбция на угольных
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 160 м3 и минимальным объемом 120 м3 с размером
секции 15х12 м. Согласно СНиП [1] число секций усреднителя должно быть не
менее двух обе рабочие.
Число типовых секций объемом 120 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.
2. Вертикальный отстойник с биокоагулятором
Расчет отстойников производится по кинетике выпадения взвешенных веществ
с учетом необходимого эффекта осветления:
С[pic]= С[pic] - средняя концентрация загрязнений общего потока по
взвешенным веществам = 400 мгл;
С[pic]-концентрация взвешенных веществ на выходе из отстойника=120
Расчетное значение гидравлической крупности:
[pic]- коэффициент использования проточной части отстойника = 0.35
для вертикальных отстойников [1].
[pic] - продолжительность отстаивания соответствующая заданному
эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h= 500 мм. При
n[pic]- показатель степени зависящий от агломерации взвеси в процессе
осаждения = 0.1 [1];
Производительность одного вертикального отстойника:
d[pic] - диаметр впускного устройства = 14 м
[pic] - турбулентная составляющая в зависимости от скорости потока в
отстойнике. При скорости потока [p
Определение требуемого количества отстойников:
Принимается два отстойника d=9 м и обратным расчетом по формулам
уточняется фактический эффект осветления: при n =2 qset = 12 * 192 =
Тогда гидравлическая крупность задерживаемых частиц составит
[pic]=015 ммс. Это соответствует эффекту=74 %. Фактически
концентрация взвешенных веществ в осветленной воде составляет:
Количество осадка выделяемого при первичном отстаивании в сутки и в час
максимального притока:
[pic]- плотность осадка = 1 гсм[pic]
Биокоагулятор представляет собой вертикальный отстойник с кольцевой
отстойной зоной и центральной камерой биокоагуляции в которой
осуществляется перемешивание и контакт излишнего активного ила со сточными
водами. Чтобы снизить расход воздуха в центральной камере биокоагуляции в
углах предусматривают четыре треугольные короба а на глубине 25-30 м
устанавливают горизонтальные короба с фильтрующими пластинами.
Смесь воды с излишками активного ила подают подводящим лотком в
центральную трубу. Сточную воду вводят в биокоагулятор ниже фильтрующих
пластин чтобы избежать засорения их крупными примесями. Концентрация
подаваемого активного ила составляет приблизительно 7 гл а его количество
должно составлять приблизительно 1% от расхода сточных вод.
К фильтрующим пластинам подводят сжатый воздух. При помощи сжатого
воздуха перемешивают активный ил со сточными водами и поддерживают ил во
взвешенном состоянии. Интенсивность аэрации сохраняют в пределах 18-20
3. Напорная флотация
Метод флотации используется для очистки сточных вод загрязнённых
отходами нефти продуктами её переработки жирами маслами смолами
латексами продуктами органического синтеза поверхностно-активными
веществами красителями и др.
Флотационный метод очистки обеспечивает помимо удаления механических
примесей на 70-80% загрязнений (растворённых и коллоидных) также снижение
БПК и ХПК на 60-70 % удаление летучих компонентов.
Флотатор представляет собой отстойник радиального типа со встроенной
внутри круглой в плане флотационной камерой оборудованной вращающимся
водораспределителем и механизмом сгребания пены.
Принимается 2 установки напорной флотации KWI Minicell (MNC) (рабочая
Флотатор MNC - компактная флотационная установка предназначена для
очистки природной воды и сточных вод различных производств с небольшим
расходом (4-52 м3ч) имеющих показатели по взвешенным веществам до 3000
Установки MNC поставляются в сборе с камерой хлопьеобразования и
суппортом что значительно упрощает монтажные работы.
Технические характеристики:
Производительность q - 20 м3ч
Диаметр установки – 317 м.
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=840 мгл. Это больше 150
мгл поэтому регенерация активного ила требуется. Принимаем аэротенк-
смеситель с регенератором.
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]:
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
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 сырой осадок из первичного отстойника и
избыточный активный ил из вторичных отстойников. Стабилизация
осуществляется в сооружениях типа аэротенков.
Требуемый объем аэробного стабилизатора:
Was = Qил · tas =205 · 7=1435 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=6х4=24 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=2·1435=287 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=1х11х32=35 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 = 205 – 123 = 82 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 = 123 – 15 = 108 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 182 дня. Продолжительность обратной промывки – 5-
Требуемый объем загрязнений поступающих на фильтр:
Определим количество загрязнений подлежащих извлечению:
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
m – масса загрязнений кг
A – гряземкость для данного вида загрузки кгкг
Определяем количество фильтров.
N = Vобщ V 1 фильтра = 403 156 =26 шт.
Принимаем 3 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.

НПЗ 17.dwg

Генплан очистных сооружений
Очистные сооружения НПЗ
Кафедра водоснабжения и водоотведения
Изм.КолЛистNдо Подп.Дата
Мелехин А.Г.nРомахина Е.Ю.nЗаболотных А.В.
Технологическая схема очистки сточных вод
Условные обозначения:
- зеленые насаждения
К2 - производственная канализация
Первич. отст+nбиокоагулятор
Технологическая схема
Экспликация сооружений
Вертик. отст+биокоагулятор
Аэробный стабилизатор
Гравитац. илоуплотнитель