Интенсивная биотермическая обработка осадков нефтесодержащих сточных вод тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.04, кандидат технических наук Зеленцов, Данила Владимирович

• Зеленцов, Данила Владимирович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зеленцов, Данила Владимирович

Введение.

Глава 1 Методы и сооружения обработки нефтесодержащих сточных

1.1 Виды, состав и свойства осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий.

1.1.1 Нефтесодержащие осадки.

1.1.2 Избыточные активные илы.

1.1.3 Шламы оборотного водоснабжения.

1.1.4 Осадки химводоочистки.

1.2 Анализ методов обработки осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий.

1.3 Выводы по главе 1.

Цели и задачи исследований.

Глава 2 Теоретические предпосылки технологии интенсивной биотермической обработки осадков нефтесодержащих сточных вод.

2.1 Температурные стадии процесса аэробного компостирования осадков.

2.2 Особенности технологии компостирования осадков нефтесодержащих сточных вод.

2.3 Теоретические основы процессов • биохимического окисления органической части осадков нефтесодержащих сточных вод.

2.4 Теоретические основы процесса фильтрации воздуха через слой осадков нефтесодержащих сточных вод

2.5 Интерпретация компостируемой массы с использованием матриц состояния.

2.6 Выводы по главе 2.

Глава 3 Лабораторные исследования процесса биодеструкции осадков нефтесодержащих сточных вод и аэрационных характеристик компостных смесей на их основе.

3.1 Объекты и методы исследований.

3.2 Оценка достоверности полученных данных. Разработка математической модели, описывающая процесс биоконверсии углеводородов при компостировании лабораторных образцов компостных смесей

3.3 Результаты лабораторного исследования компостных смесей.

3.4 Выводы по главе 3.

Глава 4 Промышленные испытания технологии интенсивной биотермической обработки осадков нефтесодержащих сточных вод.

4.1 Объекты и методы исследований.

4.2 Результаты исследований состояния крупнотоннажного массива компостируемых осадков нефтесодержащих сточных вод.

4.3 Выводы по главе 4.

Глава 5 Разработка технологии и конструктивного оформления комплекса биотермической обработки осадков нефтесодержащих сточных вод в условиях водного хозяйства

5.1 Комплекс биотермической обработки нефтесодержащих осадков на Михайловско-Коханском месторождении ОАО «Самаранефтегаз».

5.2 Комплекс совместной обработки и утилизации осадков сточных вод ОАО «Куйбышевский НПЗ».

5.2.1 Обработка осадков нефтесодержащих сточных вод в инокулирующих штабелях.

5.2.2 Обработка осадков нефтесодержащих сточных вод в высоконагружаемом кавальере биодеструкции.

5.2.3 Обработка осадков нефтесодержащих сточных вод в бурте дозревания.

5.4 Разработка технологического регламента комплекса.

5.5 Технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии дробного биотермического компостирования.

5.6 Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интенсивная биотермическая обработка осадков нефтесодержащих сточных вод»

Деятельность нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), сопровождается образованием больших объемов осадков нефтесодержащих сточных вод (ОНСВ).

В настоящее время подавляющее большинство ОНСВ размещается в накопителях, что отрицательно влияет на компоненты природной среды. Объемы ОНСВ сопоставимы с объемами осадков городских сточных вод, шламов обработки металлов, осадков стоков агропромышленного комплекса и др [59, 126].

Обработка ОНСВ требует строительства дорогостоящих сооружений их обезвоживания, деструкции токсичных углеводородов и другой легкоразлагаемой органики, минерализации и обеззараживания [66,108,111113].

Перспективным направлением обработки ОНСВ выступает биотермическое компостирование, хорошо изученное и достаточно широко применяемое для осадков городских сточных вод, твердых бытовых и агропромышленных отходов, избыточных активных илов и др. видов легкоразлагаемых органоминеральных материалов.

В отличие от осадков городских сточных вод, ОНСВ, обладают органической частью на основе широкого спектра углеводородов, в том числе и трудноразлагаемых. В связи с этим, продолжительность компостирования ОНСВ и затраты на реализацию технологий значительно выше, чем у осадков городских стоков. В подобных условиях возникает необходимость интенсификации процесса компостирования.

Существуют различные методы интенсификации биотермического компостирования осадков: путем введения биогенных добавок, адаптированных штаммов инокулирующих микроорганизмов, корректировки объемного соотношения компонентов, оптимизации состава и среды, а также различных методов аэрации. Однако информация по ним до сих пор носит противоречивый характер. Не учтена специфика свойств большого разнообразия видов ОНСВ в разрезе реализации интенсивного биотермического компостирования в практику обработки больших объемов осадков нефтесодержащих сточных вод, обладающих повышенной плотностью и низкой воздухопроводностью. Отсутствует научно-обоснованный технологический регламент и конструктивно-технологическое оформление комплексов биотермического компостирования ОНСВ большой производительности.

Целью настоящей работы является научное обоснование и создание конструктивно-технологического оформления способа интенсивного компостирования ОНСВ с использованием механизированных комплексов биотермической обработки.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Теоретически и экспериментально обоснована новая технология интенсивной биотермической обработки осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий с использованием инокулирующих добавок, порообразующих наполнителей и комбинированной механо-пневматической аэрации.

2. Экспериментально исследованы аэрационные свойства компостов на основе ОНСВ, а также установлены кинетические закономерности разложения углеводородов в процессе биотермической обработки осадков.

3. Получена математическая модель, установившая зависимость скорости окисления от состава компостной смеси.

4. Разработана методика использования цифровых матриц состояния, анализа температурно-временных характеристик и учета аэрационных свойств компоста на каждой из температурных фаз для управления процессом биотермической обработки осадков.

Практическая значимость работы и ее реализация:

1. Математическая зависимость между составом компостной смеси и скоростью окисления нефтепродуктов использована при подготовке технических решений по реконструкции существующего полигона биодеструкции осадков ОАО «Куйбышевский НПЗ» и при ликвидации бездействующей части буферного пруда ОАО «Куйбышевский НПЗ».

2. Конструктивно-технологическое оформление комплекса биодеструкции нефтеотходов с использованием полученных данной работе результатов является научно-теоретической базой создания новых и модернизации существующих объектов обращения осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий.

3. Разработан технологический регламент процесса компостирования на основе комбинированной аэрации в условиях специализированных комплексов биотермической обработки осадков нефтесодержащих сточных вод.

4. Разработанная технология интенсивной биотермической обработки осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий с использованием инокулирующих добавок, порообразующих наполнителей, дробного компостирования и комбинированной механо-пневматической аэрации внедрена при строительстве комплекса биотермической обработки осадков на Михайловско-Коханском месторождении ОАО «Самаранефтегаз» и при реконструкции существующего полигона биодеструкции осадков ОАО «Куйбышевский НПЗ».