автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Глубокая очистка поверхностного стока методом сорбционно-механического фильтрования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Гусева здровна .

ГЛУБОКАЯ ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА МЕТОДОМ СОРБЦИОННО-МЕХАНЙЧЕСКОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ

Специальность 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, -

строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете.

Научный руководитель:, доктор технических наук,

профессор -Б.Г.Мишуков.

Научный консультант: доктор технических наук,.

зав. ОНИЛ ПГУПС Е.Г.Петров

Официальные оппоненты: доктор технических наук.

профессор Ю.А.Ильин кандидат технических наук,* доцент А.Н.Ким..

.. Ведущая организация - Ленгипроинжпроект

Защита состоится "У&" марта 1997 г. в -/5 час на васе-^-шии специализированного Совета К 063.31.03 в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете до адресу: 198005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., Д.4^исед.

С диссертацией ыожно ознакомиться в библиотеке университета..

Автореферат разослан "января 1597 г. ■

Ученый секретарь специализированного Совета, /

кандидат технических наук, доцент ¡у-ЦСС^ Г.П.Комина

- о ~

;: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЁОТН

Актуальность темы. Жесткие требования к защите водоемов и ограниченные возможности в использовании процессов их самоочищения предопределяют необходимость глубокой очистки всех категорий сточные вод, сбрасываемых в водоем. ■

В связи о тем, что в последнее время наметилась тенденция существенного увеличения глубтяы очистки промышленных сточных вод, серьезную - опасность для водных объектов стал представлять • поверхностный сток с территорий жилых застроек и прсмпредприятий.

Характерными загрязнителями поверхностных сточных вод являются нефть и нефтепродукты. В свйеп с тем, что основная часть загрязнений находится в адсорбированном на твердых примесях состоянии, сна легко удаляется гравитационным способом.' Удаление остаточных загрязнении, находящихся в растворенном состоянии, представляет достаточно сложную задачу. Один из наиболее жестких и труднодостижимых показателе:"! качества очистки поверхностного стока- ПДК. нефтепродуктов' для водоемов рыбохозяйотвенного значения.

Основой существующих . схем очистки поверхностных сточных вод обычно является традиционная система процессов коагуляции, отстаивания, фильтрования и сорбции.

Для сорбционнси очистки воды используют множество материалов ' Естественного и искусственного происхождения, однако, чаще всего • применяют активные угли. • В свяеи с высокой стоимостью и дефицитностью последних актуальным становится расширение круга относительно дешевых сорбентов, ссрбционные свойства которых позволяют использовать их для целен доочистки.

Цель ?рязсе«тсциошшй работы состояла в разработке технологии доочистки от нефтепродуктов поверхностного стока, прошедшего стадию предварительного осветления.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- на основании сравнительного анализа вкбрать сорбционный материал для доочистки поверхностного стока;

- разработать методику рзсчета параметров рвботы прокгводс-• твенного фильтра по удалении нефтепродуктов выбранным сорСентсм;

- выбрать методы регенерации адсорбента, оягоЗсгать нш^ол?«* перспективные ив них в опытнс-промь'пленнкх условиях;

- разработать математические модели выбранных способов регенерации; ■

- произвести проверку результатов работы в производственных .условиях;

- обосновать технико-экономическую эффективность•разработанной технологии доочистки.

Научная нсшнана работы. В качестве сорбционного материала был применен алкмосиликатный адсорбент/ активированный магнием (AAA). Технология изготовления сорбента разработана в лаборатории водоснабжения и водоотведения Петербургского университета путей сообщения под руководством доктора технических наук Е.Г.Петрова.

Созданный первоначально для целей водоподготовки высокоцветных природных вод и очистки гальваностоков, AAA,, примененный на, стадии доочистки поверхностного стока, обеспечивает содержание нефтепродуктов в очищенной воде нз уровне требований инспектирующих организаций к водоемам хозяйственно-питьевого водопользова-. ния- 0,3 мг/л.

Построена изотерма сорбции нефтепродуктов AAA, оказэвшаяся линейной в диапазоне равновесных концентраций'до 1,5 мг/л. Про-• ведены лабораторные испытания на "коротких слоях" 'адсорбента,' результаты'которых позволили разработать методику расчета процесса сорбшюнно-механического удаления нефтепродуктов и определить время защитного действия реального фильтра. . '

Выбраны наиболее эффективные методы регенерации AAA'от неф-• тепродуктов. Эксперименты проводились »с использованием методов математического планирования, что позволило получить регрессионные зависимости эффективности восстановления задерживающей способности AAA (3) от условий регенерации, построить поверхности . отклика указанных функций и определить оптимальные условия регенерации..

Практическая значимость и внедрение результатов imfimu.

Предложенная технология обеспечивает удаление нефтепродуктов до 0,3 мг/л и взвешенных веществ до 1 мг/л при содержании их в исходном стоке соответственно 2-3 мг/л и 10-15 ыг/л. Технология может быть применена ддя глубокой очистки поверхностного стокз с'территорий промэон и селитебных территорий, а также других обгектов, на поверхности которых формируются стоки преимущественно минерального состава С наличием нефтепродуктов.

- а -

Результаты исследований внедрены на станции прошшвневых стоков Гатчинского ДОК. Результаты эксплуатации сооружений с ноября 1995г па ноябрь 199бг удовлетворяют требованиям Гатчинского санэпиднадгорз и Гатчинского отдела охраны природы. По материала),! исследований выданы . рекомендации по проектирован™ очистных сооружений промплощадки "Обухово-Рыбацкое" и по реконструкции счист-. ных сооружений ЛОАП-2 г.Санкт-Петербурга.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на 2-м Международном научно-практическом конгрессе "Экология России", М., 1994; 51-63-й научных конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГАСУ (1994-139бгг); 50-й Международной научно-технической конференции молодых ученых и студентов СПбГАСУ,. 1996; 41-й Республиканской научной конференции по итогам научных исследований и внедрению их в производство, КззИСИ, 1989; Республиканской научно-практической конференции г.Ровно, 1990.

На защиту вшосятся:

- технология доочистки предварительно осветленного поверхностного стока от нефтепродуктов и результаты ее полупроиэводо-твенной проверки;

- математические модели сорбции нефтепродуктов на AAA и его регенерации от нефтепродуктов. •

; Публикации. По теме дисбертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержит 159 страниц машинописного текста, в т.ч. 17 рисунков,' 37 таблиц. Список литературы вклвчает 160 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ '

Во введении описана общая характеристика работы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе дана общая оценка поверхностного стока,- 'рассмотрены существующие схемы очистки сточных вод с территории про-

мзон и ПРОМПЛОЩЕДОК.

В настоящее щгемя в вопроса", формирования и очистки поверх-постного стока накоплен большой опыт. Весомый зкяад в зтсй облас-_ tit сделан А.П.Нечаевы:.;, Я.А.К-релпны:.;, П.И.И?™г у:-: сel:>:, М.К.Ахяе-

сеевым, Е.В.Нзйденко, В.Н.Шяфриным, ^М. В. Молоковым, - А.М.'Кургано-вым, Г.П.'Еарютиной, Н.П.Пальдяевой. . •

.Формирование поверхностного'стока зависит от ряда факторов, •в частности, климатических условий, - состояния бассейна водосбора,

■ характеризующегося благоустройством территории, родом' поверхностного покрова,. степенью_ загрязненности территории и атмосферы, интенсивностью движения транспорта и ■ пешеходов и т.д. На качество стока с территорий промпредприятий, кроме перечисленных' факторов, оказывают влияние: характер технологических процессов; схема во-доотведения хозяйственно-бытовых, промышленных и поверхностных стоков; организация системы использования горюче-смазочных -материалов, складирования и транспортирования сырья, промежуточных -продуктов и отходов производства, а также режим уборки территории и эффективность, работы систем гаэо- и• пылеулавливания.

.. К основным загрязняющим примесям поверхностного стока отно-.сят взвешенные вещества, органические соединения, содержание ко--торых характеризуется показателями ХПК и ЕПК, нефтепродукты, фенолы, соединения тяжелых металлов, биогенных элементов.

Особенностью поверхностного стока является концентрирование

■ основного количества загрязнений на твердых примесях, вследствие чего эффективность очистки его от -соединений тяжелых металлов, нефтепродуктов и других органических веществ в значительной степени определяется эффективностью освобождения его от взвешенных' веществ. В связи с этим основой существующих схем'очистки поверхностного стока с площадок-промпредприятий обычно является традиционная система процессов коагуляции, отстаивания, фильтрования и сорбции. При большом содержании нефтепродуктов сток предварительно подвергают флотации. Рдним из десяти наиболее опасных загряз-

• нителей окружающей, среды по данным ЮНЕСКО являются нефтепродукты вследствие их высокой токсичности и широкой .'распространенности. Учитывая, что содержание их в очищенной воде является при этом наиболее жестким и труднодостижимым показателем качества очистки поверхностного стока, этот показатель был рассмотрен более детально. ' ' ' ~

Источники загрязнения поверхностного стока нефтепродуктами многообразны и непредсказуемы. Нефть, бензин и масла попадают на поверхность' водосборов в основном из-за неудовлетворительного состояния,¡транспортных средств'. Содержание нефтепродуктов в по-.'

верхностном стоке меняется в широких пределах и зависит в основном от специфики отрасли. |

Согласно данным ВНШ ВОДГЕО нефтепродукты о числом углеродных атомов до 35 ( бензин, керосин, соляровые и смазочные масла ) находятся в-воде в трех различных состояниях: до 0,3 мг/л- истинно-растворенные, 0,3-1 мг/л - в виде; коллоидных систем; более 1 мг/л - в виде капель, пленок и эмульсий.

Тагам образом, при очистке поверхностного стока от нефтепродуктов до остаточного содержания их на уровне 0,3 мг/л требуется извлекать из воды полностью диспергированные и коллоидные формы углеводородов; при очистке до 0,05 мг/л помимо этого необходимо удалять также большую. часть истинно-растворенных. Отличия в свойствах нефтепродуктов в этих различных состояниях составляет суть их дифференцированного извлечения.

Наиболее часто для целей доочистки поверхностных сточных вод от нефтепродуктов" используется фильтрование через активированные угли. В связи с еысокой стоимостью , дефицитностью, а также сложностью регенерации последних в производственных условиях, все более актуальным становится поиск относительно дешевых заменителей активированных углеп, а также.способов их регенерации. •

В области изучения новых видов сорбентов, а также методов их регенерации• большой вклад сделали .И.Д.Родзиллер,' А.Д.Смирнов, М.Г.Тарнопольская, И.В.Вольф, Ю.И.Тарасевнч, И.Н.Мясников, *Е!Г.Петров. Е вопросах удаления из зоды нефтепродуктов большая роль принадлежит коллективу сотрудников под руководством A.B. Аделыиина. "

Для Удаления взвешенных веществ' и нефтепродуктов, успешно применяются различные природные материалы (цеолиты,- торф, вермикулит, слоистые и слоисто-ленточные"алюмосиликаты), синтетические плавающие и волокнистые загрузки, а таКне отходы различны;-; производств. К недостаткам перечисленных сорбентов следует откес.ти возможность вторичного загряенения счп.'деннсн годы, недостаточную степень удаления нефтепродуктов, .низкую механическую прочность материалов или невыгодность применен:!;: их с экономической точки зрения. В этом отношении вызывает интерес применение гранулнро-ванных аг"орбеитов типа ААА, изготавливаемых нз основе природных аякмосплнкзтов по. технологии, разработанной в Петербургском государственном университете путей сосбвезкя.

- а -

В процессах сорбционнои очистки природных и сточных вод от органических веществ наибольшее распространение получили термические и химические методы регенерации адсорбентов. Из термических методов наиболее широко применяется высокотемпературная реге-. нерация, из химических- метод экстракции.

В научной периодике последних лет широко представлены работы экологов и биотехнологов по совершенствованию технологий очистки моря и береговой полосы," а также почв- и транспортных поверхностей от нефти и нефтепродуктов о использованием микробных препаратов типа Путидойла, Дивороила и т.д. В связи с этим представляет определенный интерес возможность регенерации сорбентов биологическими методами.

Во второй главе обосновывается выбор сорбционного материала : для очистки предварительно осветленного поверхностного стока. На основании предварительных опытов был выбран АДА. По эффективности задержания нефтепродуктов материал соизмерил с «адсорбентами дру- ■ гих типов (активные угли, активированные .волокна, цеолиты). Изо- / терма сорбции нефтепродуктов на AAA линейна в диапазоне равновес- ■ ных концентраций до 1,5 иг/л. '

При пропускании через слой AAA потока жидкости ионы магния, покидая кристаллическую решетку, гидролизуются, что должно сопровождаться снижением рН очищаемой воды : .

Mg2+ + 2НаО Mg(0H)2 + 2Н+ ' ' •'(!)'

■ При этом в порах загрузки происходит процесс контактной коагуляции фильтруемого стока и вместе с ним- доочистка осветленной

, жидкости от взвешенных частиц и тонкоэмульгированных нефтепродуктов. Адгезии частиц взвеси, как правило отрицательно заряженных, способствует наличие на поверхности адсорбента положительного'заряда. Как показали исследования эл'ектрокинетических свойств AAA, ¿.-потенциал его поверхности составляет порядка +12++14 мВ. ;'

■ Таким образом, в процессе фильтрования через AAA . предвари- j тельно осветленного стока протекают два процесса- контактной ко- !

' агуляции с удалением взвешенных частиц и эмульгированных, нефте- ' продуктов, а также сорбционного удаления последних, находящихся в i растворенном состоянии. Следует отметить, что по мере работы сорбента поверхность-' его постепенно обедняется ионами магния, что

вызывает необходимость периодической -деактивации.

При концентрациях выше 0,3 мг/Я нефтепродукты нахсдятся в виде эмульсий и пленок, адсорбированных на частицах взвеси. Поэтому удаление нефтепродуктов путем фильтрования через зернистые или иные среды должно укладываться в рамки теории Фильтрования малоконцентрированных суспензий. |

В развитие теории, фильтрования, • большой вклад внесли Д.М.Минц, Р.И.Аюкаев, М.Г:Журба, Е.'В.Веницианов, В.З.Мельцер, Е.Г.Петров. •

Процесс задержания нефтепродуктов в зернистой среде состоит из двух процессов- внешней и внутренней диффузии, т.е. имеет место, смешанно- диффузионная кинетика процесса фильтрования. Из работ Е.В.Веницианова и Е.Г.Петрова следует, что математическую модель динамики сорбции из жидких сред для случая линейной изотермы и смешанно-диффузионной кинетики можно' представить в виде:

24(1-™) 1/2 -. а(ХД)- -- 5 аСз)т2-с1г .

о

сР

баСг0 ' 1 - б

ба

Сз)

-(От

.2..

бг

61;',. г2 бг-

50 5а оС -V— + — + ш— = 0

Ы Ш 51

( 2 )

( 3 )

С 4 )

ба 6 ба

— О- — (1-п); —

61 с! 6:

1.3),

- Г [С-!"-1- (а(3) 1г=а/2)3 ( 5 :

Лз>

= п

ОГ I

где ( 2 ) - уравнение 5 \

- J.U ~

( 4 ) - уравнение материального баланса вещества в системе "сорбат-сорбент"; ' .

/ (5 ) - граничное условие для уравнения ( 3 ); ( б ) - условие в центре зерна;' г - координата в зерне сорбента; d - диаметр зерна; .(Xrid/2; ш - пористость загрузки;

D - коэффициент-внутренней диффузии загрязняющего компонента

внутри зерна; v - скорость фильтрования, м/ч; р - коэффициент внешней диффузии. Решение системы уравнений ( 2 )-( 4 ) представляет собой семейство теоретических кривых вида

■ . U - F(X,T,H) ' ( 7 )

где U - уровень проскоковой концентрации загрязняющего вещества в фильтрате ( безразмерная концентрация сорбируемого компо--. нента ): ' ' ' . .';-■',

X - безразмерная толщина слоя загрузки;

. Т - безразмерная продолжительность сорбционного.процесса;-Н - критерий Био, характеризующий относительный вклад.внешне-и внутридиффуаионно'го массопереноса. По результата?.! решения системы уравнений (2}-(4) Е.Г.Петро-

■ вым. был построен атлас теоретических кривых вида U=F(X,T) для 3<Hi16,. дающий возможность на основании лаборзторных экспериментов рассчитывать параметры работы реального.фильтра.

Одним из методов, позволяющих определить . продолжительность • фидьтроцикла, не-проводя натурных испытаний, является фильтрова-• ние через короткие слои адсорбента. При моделировании процесса фильтрования на коротких слоях, в "отличие от моделирования на;, длинных, не должно быть автомодельного режима, при котором в TeJ ... чение достаточно длительного времени наблюдается постоянство ка-' , честза фильтрата на выходе из слоя. Основная задача моделирования ' ;на коротких слоях состоит в определении динамики удаления загряа- ■'. _ ;„,' няющего компонента, т.е.' изменения уровня - проскоковой концентра- >"" ции U во времени t. Таким образом, уже на начальной стадии фшгьт- ■ ровааия концентрация нефтепродуктов на выходе иэ короткого слоя в'

каждый момент времени должна быда выше, чем в предыдущий.

В связи о тем, что атмосферные осадки в ' Санкт-Петербурге и области выпадают неравномерно и состав их непостоянен, для проведения экспериментов в качестве имитата использовался природный поверхностный cjiA бассейна Ладожского озера (р.Фонтанка), отличающийся стабильностью и схожестью состава с поверхностным'стоком, характерным для региона. В связи с тем, что основными загрязнителями поверхностного стока' с территорий промзон нефтепродуктами являются соляровые и смазочные масла, в качестве имитата нефтепродуктов решено было использовать дизельное топливо. Требуемая навеска дозировалась в сосуд Ыариотта и в течение 2ч размешивалась * лопастной мешалкой с интенсивностью 100 об/мин . Во избежание • расслаивания • процесс фщьтрования проводился при непрерывном перемешивании модельного раствора. " '.

Полученные экспериментальные кривые вида U=f(t), согласно методике Е.Г.Петрова, были .сопоставлены с атласом тёоретических кривых. Результаты сопоставления, приведенные на рис.1, свидетельствуют) что полученные.наборы точек соответствуют какой-либо теоретической кривой для критерия Био Н=5-?. Следовательно, про- • цесс сорбции нефтепродуктов укладывается в рамки динамики сорбции для.области смешанно-диффузионной кинетики. По результатам сопоставления была разработана методика расчета параметров работы производственного фильтра. Алгоритм, вычислений приведен'на, рис.2. Согласно расчету параметров реального фильтра .для UP=0,1; dp=0,8 мм; Хр«=2С)00 мм и vp=3m/4 время защитного действия непрерывно работающего фильтра должно составлять' величину 'порядка 30+35 сут. Учитывая непостоянство выпадения осадков в Санкт-Петербурге и области, можно предположить) что на практике необходимость регенерации фильтров возникнет 1-2 раза в сезон.

Результаты опытно-промышленных испытаний работы ААА в технологии очистки поверхностного отока, проведенных на станции очистки промлпвневых стоков Гатчинского ДСК летом и осенью 1995 г. свидетельствуют, что при содержании взвешенных йеществ и йефте-продуктов соответственно 15-40 и 2-5 мг/л качество очищенной воды практически удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сточным водам, допустимым' к сбросу в водоем хозяйственно-питьевого водопользования (содержание нефтепродуктов- 0',3 мг/л, взвешенных ве-' ществ- менее 1 мг/л). В .Процессе фильтрования наблюдалось незначительное. понижение рН фильтрата, .что согласуется, с предположен:!-

Теоретические кривые динамики сорбции из жидких сред • при смешанно-диффузионной кинетике для Н=5

Рис. £. Методика расчета параметров сорбционно-механичесйого удаления нефтепродуктов на ААА.

чительное понижение рН фильтрата, что согласуется с предположением о протекании внутри тела загрузки процесса контактной коагуляции на хлопьях.М£(ОН)2- По реаультатал опытно-промышленных испытаний была рассчитана сорбционная емкость ААА по нефтепродуктам, составившая величину порядка 9 мг/г ААА'.

Следует отметить, что работа фильтра была прекращена по достижении предельных потерь напора, а не по проскоку загрязнений в фильтрат. Следовательно, фактическая сорбционная емкость ААА должна быть выше. Следует тагане! отметить, что продолжительность работы опытно-промышленного фильтра'. ( 44 сут ) оказалась больше полученной на основании расчетов/

Третья глава посвящена выбору способов и определению оптимальных условий регенерации ААА от нефтепродуктов. В отношении ААА в лабораторных условиях были опробованы, термическая регенерация, обработка сорбента растворам кислот, щелочей, соды, а также АПАВ.

О пригодности того или.'иного метода судили по эффективности регенерации 3 (%), представляющей собой отношение проскока загрязнений в фильтрат после фильтра,- загруженного свежим адсорбентом, к проскоку после фильтра, -подвергнутого регенерации. Все остальные параметры ( крупность и высота загрузки, диаметр фильтров, качество исходной воды, скорость и время с начала фильтрования ) были одинаковы. Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют что наиболее эффективными■из рассмотренных -Методов оказались термический и обработка СПАВ.- Результаты исследований показали, чтц оба метода требуют последующей активаций поверхности сорбента ионами магния.'.

Опыты, проведенные совместно о Санкт-Петербург.ским технологическим университетом,_ свидетельствуют, что существует также возможность регенерации сорбента микробными препаратами типа Пу-тидойла. Эффективность регенерации оказалась соизмеримой с эффективностью регенерации СПАВ.

Задача выбора оптимальных условий термтеской и химической регенерации решалась с использованием методов 'многофакторного планирования эксперимента. В качестве параметра оптимизации была выбрана эффективность регенерации (ЭД); в 'качестве факторов, значило -влияющих на процесс были приняты: ,

- для термической регенерации-температура (Т,°С) и продолжительность обжига ^,мин);.

- для химической регенерации . относительный объем (У=Урвг/Уадс) и'концентрация (С,Х) ре-

генерационного раствора по сульфонолу.

Путем реализации ортогонального плана второго порядка были получены регрессионные зависимости:

-для терморегенерации ' 1

Э=-84,04+0,398'Т+4,635't-0,001'Т't-Q,00038'Т^-0,0535't^ ( 8 )

- для химической .регенерации

3=16)9+£618'C+14,81Y-5,Z-G2-1J3-V2 % ( 9 )

С использованием ЭВМ были построены приведенные на рис.3 и 4 поверхности отклика функций (8)и(9).

■ Экономически наиболее приемлемые условия регенерации составляют:

- для термической регенерации- 1^5бО°С t=25 мин;

- для химической регенерации- С=2,25% V=2,5 м3/ м3, Результаты опытно-промышленных, испытаний свидетельствуют об

улучшении качества фильтрата после..' термообработанного AAA по сравнению со свежим. Это связано, по-видимому, с образованием внутри пор загрузки угольных включений,, улучшающих процесс сорб-' ции. '

В -четвертой rj&ne приведены результаты промышленных испытаний' AAA в технологии очистки поверхностного стока с территории Гатчинского ДСК. Проектная схема очистки предполагала стадию предварительного осветления и пятиступенчатую фильтрату® череа керамзит, иеэопористый ископаемый .усоль (ШУ) и березовый, активированный уголь (БАУ). Планируемая' эффективность работы, очистных сооружений согласно проекту приведена-в табл.1.

С целью удешевления процесса очистки поверхностного отока до требований, предъявляемых к сточным водам, 'допустимым к сбросу в водоем хозяйственно-питьевого водопользования, была произведена замена пятиступенчатой фильтрации ча двухступенчатое фильтрование через керамзит и AAA.' Результаты работы станции в период с марта по. ноябрь 1Э9бг. приведены в табл.2. Следует отметить, что на данном этапе из имеющихся на отанции 16 фильтров задействованы то-

Рис.3. Поверхность отклика функции -3=f(T,t)

•' - - , ■'- -18 - ■ ' . "-

■. ' Таблица 1

Проектная эффективность работы .'очистных сооружений

| Сооружение .1 1 • взвешенные вещества, мг/л нефтепродукты, 1 ' мг/л

на входе 'на выходе ' на входе на выходе

¡регулирующая 1000 ; . 100 70 40

■ , емкость

керамзитовая 100' 50 40 20

загрузка .

• дробленый 50 - 10 го 5

керамзит .

■ШУ-фильтры 10 ; 3 ' 5 1,5-2,0.

1-й ступени

МИУ-фильтры з." ■ отс. 1,5-2,0 0,3-0,5

2-й ступени ■ ,

' БАУ-фильтры ото. отс. 0,3-0,5 '.-.0,05

. ', ■ Таблица 2

Результаты работы станции промли'внесто'ков . Гатчинского- ДСК-

Сооружение взвешенные вещества, •мг/л ■ ■ нефтепродукты, мг/л

на входе на выходе на входе на выходе

регулирующая 150-200 "50-60 30-50 15-20

емкость

керамзитовая 50-60 _ 10-15 •15-20 2-5

загрузка

аЕсмоснликатнкй 10-15 отс. 2-5 0,2-0,3

адсорбент

ль ко 6. При необходимости увеличения производительности станции посредством небольших изменений в обвязке фильтров возможно введение в действие оставшихся 10-ти. Производительность станции при этом увеличится более чем в'2 раза. :

По результатам эксплуатации станции разработаны рекомендации по применению,ААА в технологии очистки поверхностного ■ стока ol взвешенных веществ и нефтепродуктов. ' Рекомендуемая скорость фильтрования составляет порядка 3 и/ч. Конец фильтроцикла в каждом из фильтров наступает либо пр достижении предельно допустимого перепада давления, который может достигать 3-4 м водяного столба (чтс фиксируется по разности показаний манометров, установленных нî входе в фильтр и на выходе из него, либо -по достижении заданной: уровня проскоковой концентрации нефтепродуктов в фильтрат).В связи с тем, что сорбционная емкость ААА по нефтепродуктам превышав'; грязеемкость сорбента, продолжительность фильтроцикла по потеря! напора будет в 5-6 раз меньше времени■защитного действия по проскоку нефтепродуктов.

В случае прекращения фильтр^щтКла' по достижении предельш допустимых потерь напора производится промывка загрузки обратил .током очищенной воды с интенсивностью ifl4-lB л/(с-м*-) в течени 5-6 мин и запуск фильтра снова в работу. Промывные воды отводятс, в регулирующую'емкость. При. проскоке в фильтрат концентраций неф тепродуктов, превышающих допустимую, производится промывка • филь трз очищенной водой, регенерация сорбента' (термическая или хими ческая) и активация его сЬлями магния 6,fëSÔ4),. ■ _ Терморегенерация ААА' производится в шахтщк однокамерных ил многоподовых печах в плотном движущемся или кипящем слое'. Пред почтительнее, использование вращающихся печей. Гидровыгруэка сор бекта из фильтра производится в контейнеры.о перфорированным дни щем; отвод воды осуществляется в регулирующую емкость. После те{ мообработки/ адсорбент вновь ' загружается в фильтр, заполнена очищенной водой.

. Химическая регенерация' ААА раствором СПАВ производится корпусе фильтра. Подача регенерационного раствора производится •циркуляционном режиме в йалравлении*снизу-вверх с интенсивное^ i=3 л/(с-м2) в течение 15 мин. Химическая регенерация требу< последующей промывки обратным током очищенной воды. Промывные pi ды сбрасываются в регулирующую емкость.

Отработанный регенерацианный раствор СПАВ, насыщенный нефтепродуктами, подаётся в уплотнитель,. куда порциями добавляется эсадок из регулирующей емкости и 10Х-Й раствор известкового молока.! Вода из уплотнителя постепенно передавливается в отстойник, а осадок, насыщенный нефтепродуктами и СПАВ, поступает на обезвоживание. . 1 '

' ( Активация сорбента производится 5£-м раствором Ме504. Подача , раствора производится в направлении снизу-вверх с интенсивностмо • ■ ' 1=4 л/(см2) в течение 15 мин. Отработанный раствор М^БС^ рекомендуется также подавать в узел уплотнения осадка для связывания . молекул СПАВ в нерастворимые комплексы.

Экономическая эффективность предлагаемой технологии у 'очистки с использованием терморегенерации ААА составляет 15,5 тыс руб/год, с использованием химической регенерации- 18,6 тыс ' руб/год (в ценах 1985г.). "

1 По. материалам исследований выданы рекомендации по проектированию очистных сооружений промплощадки "Обухове-Рыбацкое" и по реконструкции очистных сооружений. ЛПАП-2 г.Санкт-Петербурга..

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ. Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих 7-и работах: • '

1. Система очистки поверхностного стока- ( Инфо,;м. листок; N 610-93).- СПбЦНТИ, 1993,-(в соавторстве /с Б.Г.Мишуковым, И.М. Козьминой, О."Е.Бондаревой, И.И.Иваненко).. - .

2. Сорбционный метод удаления растворенных нефтепродуктов /'/ Тез. докл. секции отведения и очистки стоков 51-й науч. кояф. СПбГАСУ.- СПб., 1994.-(в соавторстве с Б.Г.Мишуковым).

3. Очистка поверхностного стока// Тез. докл. П-го Междунар. науч.-практ. конгресса'"Экология России",- М.1994.-(в соавторстве с ■Е.Г.'Шнуковым, А.П.Авсюкевичем, О.Е.Бондаревой)'.

4. 'Способ очистки поверхностного ,стока- ( Информ. листок; М 155-95).- СПбЦНТИ, 1995.- (в соавторстве с Б Г.Мишуковым).

5. Счистка ' поверхностного стока/7 Водоснабжение и санитар, техника.- 1995.- N 9.-( в соавторстве с Е.Г.Мкьукоглм, И.М.Козь- . мпн^л, О.Е.Бондаревой, И.И.Иваненко).4

6. 'Результаты полупромьшшешшх испытаний работы алюмосилика-тного адсорбента очистке поверхностного стока и методы его регенерации// Тез. докл. '53-й науч. конф. СПбГАСУ.- СПб., 1996.-е созБтсрс-зе Е.Г. Мишуковш)..

7. Методы регенерации алюмосщшкатного адсорбента // Тез. докл. 50-й Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых и студентов СГЮГАСУ.- СПб, 1996. ■ • '

\