RO116271B1

RO116271B1 - Procedeu pentru epurarea apelor reziduale provenite din industria de extractie a titeiului

Info

Publication number: RO116271B1
Application number: RO9601992A
Authority: RO
Inventors: Ecaterina Draghici; Georgeta Cosma; Cristina Cosma; Aureliea Ballo; Margareta Nicolau; Dorina Toma; Ancuta Paula Balalia; Stefania Mitila
Original assignee: Societatea Com A Petrostar Sa; Inst De Cercetari Si Proi Ecta
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2000-12-29

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de epurare a apelor reziduale provenite din procesele de extractie a titeiului. Procedeul pentru epurarea apelor reziduale, conform inventiei, asigura separarea apei din produsele petroliere reziduale, prin aceeaca cuprinde tratarea apei intr-o prima faza fizico-chimica, de coagulare-floculare, realizata in doua trepte, urmata de epurare biologica in doua trepte si filtrare pe nisip. Coagularea-flocularea consta intr-o treapta cu polielectrolit cationic ladoze de 1...2,5 g/m3 substanta activa si o alta treapta cu sulfat de aluminiu solutie, la doza de 60...89g/ m3 Al2(SO)3, urmata de separare gravitationala. Faza de epurare biologica se realizeaza si aceasta in doua trepte, in sistem biofiltre imersate, aerobe, si in sistem functionand cu suport de carbune activ, granular.

Description

Invenția se referă la un procedeu de epurare a apelor reziduale provenite din procesele de extracție a țițeiului, ape reziduale ce conțin și strat de țiței și produse petroliere emulsionate și dizolvate, precum și alți impurificatori de natură organică, cum ar fi fenoli, alchilfenoli, cetone etc și anorganică, de exemplu: cloruri, sulfați, carbonați, suspensii.

Este cunoscut un procedeu de epurare chimică a apelor reziduale, brevet RO 75618, ce constă în tratarea apei reziduale ce conține o serie de hidrocarburi, funcție de materiile prime folosite, la un pH cuprins între 4 și 4,5, prin supunere la o distilare pentru recuperarea hidrocarburilor, apa reziduală este introdusă dozat în bazine de tratare chimică în care are loc hidroliza ionilor de aluminiu, formând hidroxidul de aluminiu care acționează asupra impurităților din apa supusă tratării, ducând în final la epurarea acesteia. Folosirea apei reziduale drept coagulant se recomandă, în special, la tratarea apelor prin coagulare-flotație, deoarece flocoanele de hidroxid de aluminiu sunt mai ușoare decât cele de hidroxid feros și astfel flocularea se produce mai repede și se reduce și timpul de decantare.

Flotația, în special flotația cu reactivi chimici, este unul din procedeele recomandate de diverși autori pentru epurarea apelor cu conținut de produse petroliere. Sunt utilizați, în special, sulfatul de aluminiu sau polielectroliți organici cationici. Randamentele variază la diverse procedee, funcție de caracteristicile apelor inițiale și de parametrii și condițiile de lucru, prezentând, în același timp, domenii de variație destul de mari chiar la același procedeu. Astfel, în cazul utilizării sulfatului de aluminiu sunt raportate randamente de 37...80% în îndepărtarea suspensiilor, 71...92% pentru îndepărtarea produselor petroliere și 24...58% pentru CCO, comparativ cu situația utilizării unui polielectrolit cationic, când randamentele de epurare la aceiași indicatori se situează în domeniile 71. ..92%, 75...85% și,respectiv, 39...70%. Chiar în cazul obținerii unor randamente superioare, flotația prezintă inconveniente legate de consumul de energie și instalațiile specifice necesare lucrului cu aer sub presiune.

Coagularea-flocularea cu reactivi anorganici, organici sau combinați stă la baza a numeroase procedee de epurare a apelor cu conținut de produse petroliere.

Ca și coagulanții anorganici, sunt recomandate săruri de Fe:FeS0₄, FeCI₃ sau de Al:AI₂(S0₄)₃, uneori în asociație cu polielectroliți organici anionici. Pentru destabilizarea unor ape puternic emulsionate, se recomandă utilizarea unor polielectroliți, de exemplu CaCI₂ pentru atingerea unui grad de recuperare a produselor petroliere de 80%. Prin combinarea procedeelor de coagulare-floculare cu AI₂(S0₄)₃ în doze de

200...950 ml/l cu adsorbția pe betonită se pot asigura randamente de epurare de 86,9% pentru suspensii, 92% produse petroliere, 73% CCO și 63,5% CB05.

în situația unor emulsii stabilizate cu surfactanți anionici sulfonați, procedeul de coagulare-floculare recomandă tratarea cu BaCI₂ care permite precipitarea acestora și destabilizarea emulsiei; dacă emulsia este neionică, se convertește în emulsia anionică prin tratare cu cetiloleil sulfat de sodiu.

Adsorbția este, de asemenea, un procedeu recomandat de literatura de specialitate, ca materiale adsorbante fiind utilizate: perlit, diatomită, argilă, polistiren, sorbent obținut, prin prelucrarea resturilor horticole, polimer acrilonitril-butadienstirenic, derivați ai ligninei. Deși randamentele obținute sunt mari, în general peste

95%, rămâne problema regenerării, valorificării sau depozitării unor cantități mari de sorbenți epuizați.

RO 116271 Bl

Procedeele de epurare biologică sunt aplicabile, în general, după o pretratare fizico-chimică, cu excepția cazurilor când se recomandă preluarea controlată în stațiile de epurare a apelor orășenești.

Astfel, un procedeu complet de epurare a unor ape reziduale de rafinărie 50 cuprinde flotația cu aer dizolvat, sedimentare, epurare biologică cu nămol activ, care permite o îndepărtare a CCO de 99,95% și a compușilor de azotat de 72%, la un timp de retenție de 15...16 h.

Alți autori recomandă fie completarea procedeului de epurare biologică cu o treaptă de filtrare pe membrană cu recircularea concentratului, fie precedarea treptei 55 de epurare biologică de pretratare prin centrifugare sau flotație.

Utilizarea sistemului biofiltru, cu suport de fibre Kapron, a permis, prin fixarea biomasei, tratarea unor ape cu conținut de 900 mg produse petroliere/l cu randamente de 89,6% la un timp de retenție de 20 h și 95,4% la timp de retenție 40 h.

Procedeele menționate permit epurarea biologică a acestui tip de ape 60 reziduale cu randamente mari, dar în condițiile unor timpi de retenție lungi sau foarte lungi.

Procedeul pentru epurarea apelor reziduale provenite din industria de extracție asigură separarea apei de produsele petroliere, prin aceea că tratarea fizico-chimică cuprinde o fază de coagulare-floculare realizată în două trepte, prima cu polielectrolit 65 cationic, a doua cu coagulant mineral și filtrare rapidă pe nisip, urmată de epurare biologică în două trepte, în sistem biofiltru imersat, proces aerob, prima treaptă cu umplutură de inele PVC sau ceramice și a doua, cu cărbune activ granular și filtrare finală pe nisip; faza de tratare fizico-chimică se realizează prin coagulare-floculare efectuată în prima treaptă cu polielectrolit cationic la doze de 1...2,5 g substanță 70 activă/m³ și separare gravitațională într-un timp de 2,5 h, cu recuperarea țițeiului, urmată de treapta a doua de coagulare-floculare efectuată cu sulfat de aluminiu soluție, la doză de 60...80 g AI2(S0J3/m³, urmată de separare gravitațională timp de 3 h și filtrare rapidă pe nisip; faza de epurare biologică se realizează în două trepte, în sistem biofiltre imersate aerobe, primul sistem având ca suport inele PVC 75 sau ceramice și funcționând la timp de retenție hidraulică de 3 h și 3...4 mg02 dizolvat/l, urmată de decantare 1 h, iar cel de-al doilea sistem funcționând cu suport de cărbune activ granular la timp de retenție hidraulică 1,5 h și 4...5 mgO₂ dizolvat/l, decantare 1 h și finalizat cu filtrare rapidă pe nisip.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje: 8 o

- siguranță în exploatare;

- randamente globale de epurare sunt 98,3...99,3% CCOCr, 97,5...99,3% CBO₅, 99,7...99,8%fenoli, peste 99,9% produse petroliere, 93,3...97,5% suspensii, efluentul având caracteristicile impuse pentru evacuarea în receptorii naturali.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției. 85

Procedeul pentru epurarea apelor reziduale provenite din industria de extracție a țițeiului, conform invenției, constă în aceea că apele reziduale rezultate din industria extractivă a țițeiului sunt supuse unui flux unitar de epurare.

Procedeul propus folosește apele reziduale cu următorii indicatori de poluare: strat de țiței, pH=6,5...7, produse petroliere emulsionate și dizolvate = 800...3000 90 mg/l, CCOCr = 1500...6000 mg0₂/l, CB0₅ = 400...2100 mg0₂/l, fenoli = 2...10 mg/l, suspensii = 300...1200 mg/l, temperatura 46...50°C.

RO 116271 Bl

Apele epurate au, în urma aplicării procedeului, valori ale indicatorilor de poluare sub limitele impuse la evacuarea în receptori naturali: pH = 6,5...8,5, CBO₅ = 15 mgO₂/l, fenoli = 0,05 mg/l, suspensii = 40 mg/l, produse petroliere 1 mg/l.

Prima fază a procedeului propus constă în tratarea fizico-chimică prin coagulare-floculare, urmată de filtrare pe nisip. Această fază se realizează în două trepte:

în prima treaptă, se tratează apa reziduală cu polielectrolit organic cationic în doze de 1...2,5 g/m³, urmată de separare gravitațională primară, într-un timp de max. 2,5 ore.

în treapta a doua, urmează tratarea cu sulfat de aluminiu soluție, la doze de

60..80 g/m³, urmată de separare gravitațională secundarăîntr-un timp de max. 3 h, cu recuperarea peliculei de produse petroliere.

Aplicarea acestui flux permite creșterea randamentelor de epurare cu 50% față de utilizarea unui singur agent de coagulare și cu 30% față de dozarea lor simultană sau în succesiune inversă.

După prima fază fizico-chimică, urmează faza de epurare biologică a efluentului tratat fizico-chimic și care conține sau i se adaugă elementele biogene necesare în raportul 100 CB0₅:5N:1P, în două trepte tip biofiltru imersat aerob, urmate de filtrare finală pe nisip.

Astfel, în prima treaptă, apa este introdusă într-o instalație de epurare biologică, aerobă cu biofiltru imersat, cu suport de inele de PVC sau ceramice, timp de retenție hidraulică de 3 h, cu oxigen dizolvat 3...4 mg/l, urmată de o decantare de 1 h.

într-o a doua treaptă, epurarea constă în introducerea apei în instalația de epurare cu biofiltru imersat, în proces aerob, cu suport de cărbune activ granular, timp de 1,5 h, cu oxigen dizolvat 4...5 mg0₂/l.

Utilizarea epurării biologice în sistem biofiltru, conform celor prezentate, permite epurarea majoritară a încărcării organice în prima treaptă și finisarea calității efluentului în treapta a doua, la timpi de retenție mult mai mici decât cei recomandați de alte procese și procedee.

în condițiile arătate de variație a calității efluentului, aplicarea fluxului de epurare prezentat asigură obținerea unui efluent avansat epurat, valorile indicatorilor de poluare fiind sub limitele impuse la evacuarea în receptori naturali. Randamentele de epurare sunt de 98,3...99,3% CB0₅ 99,7...99,8% fenoli, peste 99,9% produse petroliere; 93,3...97,5%, suspensii.

Se prezintă, în continuare, două exemple de aplicare a invenției.

Exemplul 1. Efluentul general al unei unități de extracție a țițeiului cu caracteristicile: temperatura 46...5O°C, pH = 7, CCOCr = 6000 mg0₂/l, CB0₅ = 2100 mg0₂/l, fenoli = 6,62 mg/l, suspensii = 1200 mg/l, determinate după dezemulsionare, produse petroliere emulsionate și dizolvate = 3000 mg/l și strat de țiței este introdus în prima fază de tratare fizico-chimică, cu următoarele trepte:

Prima treaptă constă în coagulare-floculare, prin tratarea amestecului apă-țiței cu coagulant cationic organic la doza de 2,5 g/m³, urmată de separare gravitațională timp de 3,5 , după care stratul de țiței este recuperat.

Treapta a doua constă în coagulare-floculare prin tratare cu suifat de aluminiu la doza de 80 g/m³, urmată de separare gravitațională 3 h, cu recuperarea peliculei de țiței, urmată de filtrare rapidă pe nisip.

RO 116271 Bl

140

Efluentul tratat fizico-chimic rezultat are temperatura 43...46°C, pH =

6.5.. .6.8, CCOCr = 750 mg0₂/l, CB0₅ = 178 mgOg/l, fenoli = 4,33 mg/l, suspensii = 40 mg/l, produse petroliere » 35 mg/l. Efluentul este introdus în instalația de epurare biologică, aerobă, în două trepte, tip biofiltru imersat, și anume, în prima treaptă biofiltru cu suport de inele PVC sau ceramice, care funcționează la timp de retenție hidraulică de 3 h și 0₂ dizolvat - 4 mg/l, urmată de decantare de 1 h, ce asigură îndepărtarea majoritară a încărcării organice dizolvate, efluentul acestei trepte având CCOCr = 240 mg0₂/l, produse petroliere =18 mg/l, fenoli = 0,05 mg/l.

Treapta a doua constă în epurarea cu biofiltru cu suport de cărbune activ granular, care funcționează la timp de retenție hidraulică de 1,5 h și 0₂ dizolvat 5 mg/l, urmată de decantare 1h și filtrare rapidă pe nisip, ce asigură finisarea calității efluentului, care prezintă CCOCr = 40 mg0₂/l, CB0₅ =15 mg0₂/l, fenoli = 0,01 mg/l, produse petroliere <, 1 mg/l, suspensii = 30 mg/l, temperatura

18.. 25°C și se încadrează în condițiile de evacuare în receptori naturali.

Exemplul 2. Un efluent provenind din procesul de extracție, având caracteristicile pH = 6,5...7, CCOCr = 1500 mg0₂/l, CB0₅ = 400 mg0₂/l, fenoli 2 mg/l, suspensii 500 mg/l, produse petroliere emulsionate și dizolvate = 800 mg/l este supus aceluiași flux de tratare prezentat în exemplul 1, cu specificația că doza de polielectrolit utilizată la dezemulsionare este de 1 g substanță activă/m³. Efluentul final are următoarele caracteristici pH = 6,5...7, CCOCr = 25 mg0₂/l. CB05 = 10 mg0₂/l, fenoli < 0,006 mg/l, produse petroliere < 0,2 mg/l, suspensii = 20 mg/l-

Claims

Revendicări

1. Procedeu pentru epurarea apelor reziduale provenite din industria de extracție a țițeiului, ce constă în tratarea fizico-chimică prin coagulare-floculare, epurare biologică și filtrare prin nisip, caracterizat prin aceea că, tratarea fizico-chimică cuprinde o fază de coagulare-floculare realizată în două trepte, prima cu polielectrolit cationic, a doua cu coagulant mineral și filtrare rapidă pe nisip, urmată de epurare biologică în două trepte, în sistem biofiltru imersat, proces aerob, prima treaptă cu umplutură de inele PVC sau ceramice și a doua, cu cărbune activ granular și filtrare finală pe nisip.
2. Procedeu de epurare a apelor reziduale provenite din industria de extracție a țițeiului, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, faza de tratare fizicochimică se realizează prin coagulare-floculare efectuată în prima treaptă cu polielectrolit cationic la doze de 1 ...2,5 g substanță activă/m³ și separare gravitațională într-un timp de 2,5 h, cu recuperarea țițeiului, urmată de treapta a doua de coagulare-floculare, efectuată cu sulfat de aluminiu soluție, la doză de 60...80 g AI₂(S0₄)₃/m³, urmată de separare gravitațională timp de 3 h și filtrare rapidă pe nisip.

145

150

155

160

165

170

175

RO 116271 Bl

180 3. Procedeu de epurare a apelor reziduale rezultate din industria de extracție a țițeiului, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, faza de epurare biologică se realizează în două trepte, în sistem biofiltre imersate aerobe, primul sistem având ca suport inele PVC sau ceramice și funcționând la timp de retenție hidraulică de 3 h și 3...4 mg0₂ dizolvat/l, urmată de decantare 1 h, iar cel de-al doilea sistem

185 funcționând cu suport de cărbune activ granular la timp de retenție de 1,5 h și 4...5 mgO₂ dizolvat/l, decantare 1 h și finalizat cu filtrare rapidă pe nisip.