PL207191B1 - Przepływowa instalacja do oczyszczania ścieków eksploatacyjnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przepływowa instalacja do oczyszczania ścieków eksploatacyjnych. Instalacja jest stosowana na kopalniach ropy naftowej i gazu ziemnego.

Powszechnie znana i stosowana w przemyśle górnictwa naftowego i gazownictwa instalacja do oczyszczania ścieków jest wyposażona w zestaw przewodów rurowych, przez które połączone są pompa dozująca i agregat sprężarkowy, współpracujące ze zbiornikiem napowietrzającym, który na całej długości posiada dyfuzory rurowe. Napowietrzane ścieki są tłoczone do separatora koalescyjnego, który ma układ w postaci szkieletu ze stali nierdzewnej wypełniony pianką poliuretanową. Separator jest połączony ze studzienką kontrolną, z której oczyszczone ścieki są tłoczone do wód gruntowych.

Znana z polskiego opisu patentowego nr 178667 instalacja do usuwania węglowodorów posiada między innymi zbiornik recylkulacyjny wyposażony w urządzenie do natleniania, separatory koalescencyjne, dozownik flokulanta. W zbiorniku recylkulacyjnym odbywa się wstępne grawitacyjne rozdzielenie trakcji osadu, który pozostaje w zbiorniku oraz frakcji oleistej którą tłoczy się do separatorów membranowych, gdzie są oddzielane cząstki zawiesiny i krople emulsji od wody.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 178771 oczyszczanie zemulgowanych ścieków prowadzi się między innymi przy użyciu koagulanta, przy czym jako koagulant stosuje się roztwór siarczanu glinu.

Przepływowa instalacja według wynalazku zawierająca zbiorniki magazynowy, napowietrzający połączone przewodami rurowymi z pompami dozującymi i agregatem sprężarkowym, charakteryzuje się tym, że zbiornik napowietrzający w dolnej części jest wyposażony w dyfuzory w kształcie krążków wykonanych z piasku kwarcytowego o granulacji ziarna 0,41 do 0,55 mm zlepionego żywicą epoksydową w stosunku 1:10 i poprzez rynnę przepływową jest połączony ze zbiornikiem sedymentacyjnym i filtrem workowym posiadają cym wkł ady z tkaniny baweł nianej, charakteryzującej się zdolnoś cią filtrowania zawiesiny o średnicy cząstek równej 50 μm. Rynna przepływowa na całej długości ma umieszczone przegrody sedymentacyjne pomiędzy którymi są zamontowane układ dozowania koagulanta i układy dozowania flokulantów, przy czym układy te są wyposażone w odpowiadające im dozowniki i odpowiadające im blok koagulanta wykonany z siarczanu glinu w postaci stałej oraz bloki flokulantów wykonane z anionowego poliakryloamidu o różnej zawartości substancji czynnej. Głębokości zanurzenia bloku koagulanta i bloków flokulantów w przepływających ściekach są regulowane w zależności od ilości zanieczyszczeń znajdujących się w ściekach po procesie ich napowietrzania.

Powyższe rozwiązanie umożliwia prowadzenie procesu oczyszczania ścieków eksploatacyjnych w warunkach występujących na wybranej kopalni oraz otrzymanie określonych parametrów wody ściekowej. Ponadto instalacja charakteryzuje się niskimi kosztami budowy i eksploatacji oraz prostą obsługą.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pokazano schemat ideowy przepływowej instalacji.

Przepływowa instalacja jest wyposażona w zbiornik magazynowy 1 składający się z komory 1a w której jest zanurzona pierwsza pompa dozująca 2 oraz z komory osadnika wstępnego 1b. Ścieki surowe w ilości 10 m³ są pobierane za pomocą pierwszej pompy dozującej 2 z komory 1a i tłoczone pierwszym przewodem rurowym 3 do zbiornika napowietrzającego 4, do którego agregatem sprężarkowym 5 doprowadza się sprężone powietrze. Zbiornik napowietrzający 4 ma kształt walca, na dnie którego są umieszczone dyfuzory 6 w postaci krążków o średnicy 18,5 cm wykonane z piasku kwarcytowego o granulacji ziarna 0,41 do 0,55 mm zlepionego żywicą epoksydową, przy czym stosunek ilości żywicy epoksydowej do piasku kwarcytowego jest równy 1:10, a wielkość otrzymanych porów wynosi 20 do 150 μm. Rozmieszczenie dyfuzorów 6 umożliwia napowietrzenie ścieków surowych w całej objętości zbiornika napowietrzającego 4. Tak dobrane parametry pozwalają na uzyskanie w zbiorniku napowietrzającym 4 efektu napowietrzania drobnopęcherzykowego. Optymalny czas napowietrzania ścieków surowych wynosi 6 godzin, a ilość dostarczonego powietrza sprężonego jest równa 8 m³/m³ ścieków. Podczas prowadzonego procesu napowietrzania następuje wyflotowanie zanieczyszczeń ropopochodnych oraz wypełnienie środków powierzchniowo czynnych. Zanieczyszczenia te przez okno przelewowe 7 zbiornika napowietrzającego 4 drugim przewodem rurowym 3 są zawracane do komory osadnika wstępnego 1b. Z kolei zredukowane i częściowo oczyszczone z substancji ropopochodnych i organicznych oraz substancji powierzchniowo czynnych ścieki, ze zbiornika napowietrzającego 4 króćcem przelewowym 8 przepływają strumieniem z prędkością 20 dm³/min do rynny przepływowej 9. Rynna przepływowa 9 wykonana jest z rur kanalizacyjnych z PCV o średnicy

PL 207 191 B1

500 mm i długości 40 do 60 m, z wyciętymi fragmentami ścian. W rynnie przelewowej 9 odbywa się drugi etap oczyszczania ścieków z równoczesnym wykorzystaniem procesów koagulacji a następnie flokulacji. Rynna przepływowa 9 na całej długości ma rozmieszczone przegrody sedymentacyjne 10, pomiędzy którymi w wyciętych fragmentach ścian są umieszczone układ dozowania koagulanta 11 oraz dwa układy dozowania flokulantów 12. Układ dozowania koagulanta 11 jest zbudowany z dozownika 11a oraz bloku koagulanta 11b wykonanego z siarczanu glinu w postaci stałej. Układy dozowania flokulantów 12 są zbudowany z oddzielnych jednakowych dozowników 12a oraz oddzielnych bloków flokulantów 12b i 12c wykonanych z anoniowego poliakryloamidu o różnej zawartości substancji czynnej, o następujących przyporządkowanych im nazwach handlowych Magnasol AN-1 oraz Magnasol AN-2. Bloki te w kontakcie z zanieczyszczoną wodą ulegają rozpuszczeniu i powodują wytrącenie zanieczyszczeń w postaci osadów. Głębokość zanurzenia bloku koagulanta 11b oraz bloków flokulantów 12b i 12c w przepływających ściekach jest regulowana i odpowiada ilości zanieczyszczeń znajdujących się w ściekach po procesie napowietrzania. Z kolei trzy przegrody sedymentacyjne 10 usytuowane bezpośrednio za blokiem dozowania koagulanta 11 oraz blokami dozowania flokulantów 12 są umieszczone na wysokości 2/3 przekroju rynny przepływowej 9, natomiast pozostałe przegrody na 1/4 jej wysokości. Przegrody te wymuszają ruch burzliwy przepływu oczyszczanych ścieków oraz umożliwiają ich wymagany kontakt ze środkami chemicznymi w postaci bloków koagulanta 11b oraz flokulantów 12b i 12c. Kontakt ten powoduje wytrącenie zanieczyszczeń w postaci osadów pokoagulacyjnych. Oczyszczone ścieki wraz z osadem pokoagulacyjnym są kierowane trzecim przewodem rurowym 3 do zbiornika sedymentacyjnego 13, gdzie odbywa się częściowe oddzielenie osadów pokoagulacyjnych. Następnie w celu doczyszczenia i usunięci nie oddzielonych zawiesin, ścieki za pomocą drugiej pompy dozującej 2 są tłoczone do filtra workowego 14 z wymiennymi wkładami, przy czym jako wkład filtra stosuje się worek wykonany z tkaniny bawełnianej, charakteryzującej się zdolnością filtrowania zawiesiny o średnicy cząstek 50 um. Oczyszczona z osadu pokoagulacyjnego woda ściekowa o zawartościach zanieczyszczeń określonych w zezwoleniu wodno-prawnym przepływa do fosy.

Zastosowanie przepływowej instalacji w procesie oczyszczania ścieków eksploatacyjnych umożliwiło redukcję zawartości zanieczyszczeń:

- zawiesiny 92%

- substancji ropopochodnych 86%

- substancji organicznych mierzonych wskaźnikiem ChZT(Cr) 76%

- utlenialności 59%

- fenoli 58%

- środków powierzchniowo czynnych anionowych 63%

- środków powierzchniowo czynnych niejonowych 66%

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Przepływowa instalacja do oczyszczania ścieków eksploatacyjnych zawierająca zbiorniki magazynowy, napowietrzający połączone przewodami rurowymi z pompami dozującymi i agregatem sprężarkowym, znamienna tym, że zbiornik napowietrzający (4) w dolnej części jest wyposażony w dyfuzory (6) w kształcie krążków wykonanych z piasku kwarcytowego o granulacji ziarna 0,41 do 0,55 mm zlepionego żywicą epoksydową w stosunku 1:10 i poprzez rynnę przepływową (9) jest połączony ze zbiornikiem sedymentacyjnym (13) i z filtrem workowym (14) posiadającym wkłady z tkaniny bawełnianej charakteryzującej się zdolnością filtrowania zawiesiny o średnicy cząstek równej 50 um, a rynna przepływowa (9) na całej długości ma umieszczone przegrody sedymentacyjne (10) pomiędzy którymi są zamontowane układ dozowania koagulanta (11) i układy dozowania flokulantów (12), przy czym układy te są wyposażone w odpowiadające im kolejne dozowniki (11 i 12a) i odpowiadające im kolejno blok koagulanta (11) wykonany z siarczanu glinu w postaci stałej oraz bloki flokulantów (12b i 12c) wykonane z anionowego poliakryloamidu o różnej zawartości substancji czynnej, zaś głębokości zanurzenia bloku koagulanta (11b) i bloków flokulantów (12b i 12c) w przepływających ściekach są regulowane w zależności od zanieczyszczeń znajdujących się ściekach po procesie ich napowietrzania.