Повышение эффективности процесса фильтрации в системах оборотного водоснабжения

1.

Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования
«Волгоградский государственный технический университет»
Факультет транспортных инженерных систем и техносферной безопасности
Кафедра «Водоснабжения и водоотведения»
МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ
на тему
«Повышение эффективности процесса фильтрации в системах оборотного
водоснабжения»
Яковлев Даниил Павлович
Группа СМ-4-22

2.

Слайд 1 Принципиальная схема очистки стоков НПЗ

3.

Слайд 2: Опока как природный сорбент
Группа углеводородов
Содержание органической части
опоки ,масс. %
Парафиновые
4,6
Нафтеновые
8,5
Непредельные
3,0
Ароматические
15,7
Смолы
40,3
Асфальтены
9,2
Кислородсодержащие соединения
18,7

4.

Слайд 3: сорбционные свойства опоки.
Наименование
показателя
Природный
сорбент
(ПС)
(без сушки)
ПС после прокаливания при ПС после прокаливания при
ПС после высушивания при
100- 120°С в течение 160- 200 500- 600°С в течение 200
25-30°С в течение 600 мин
мин
мин
Насыпная плотность, кг/м3
440-460
420
360
90-160
Размер частиц, мм
3-5
3-5
3-5
3-5
Массовая доля
45-48
51-55
61-66
91 -96
Массовая доля влаги, %, не более
1,0
1,0
1,0
1,0
Пористость, %
Нефтеемкость,
кг/кг
45-55
50-55
53-60
87-91
0,9
1,3
1,6
5.8
всплывающих в воде частиц, %

5.

Слайд 4: Физико-механические свойства
опоки до и после тепловой обработки
Наименование
показателя
Насыпная
плотность, кг/м3
Размер частиц, мм
Массовая доля
всплывающих в воде
частиц, %
Массовая доля
влаги, %, не более
Пористость, %
Нефтеемкость,
кг/кг
Природный
сорбент
(ПС)
(без сушки)
440-460
ПС после
высушивания
ПС после
ПС после
при 25-30°С в прокаливания прокаливания
течение 600 мин при 100- 120°С при 500- 600°С
в течение 160- в течение 200
200 мин
мин
420
360
90-160
3-5
3-5
3-5
3-5
45-48
51-55
61-66
91 -96
1,0
45-55
0,9
1,0
50-55
1,3
1,0
53-60
1,6
1,0
87-91
5.8

6.

Слайд 5: Установка испытания фильтрующих
загрузок

7.

Слайд 6 Требования к качеству очищенной воды на 1 л.
направляемой на подпитку блоков оборотного водоснабжения
№ пп
Наименование показателей качества
1
рН, ед.
2
Щелочность, не более, мг-экв/дм3
3
Взвешенные вещества, не более, мг/дм3
Нормы
Достигаемый
результат
11
6,9-7,6
8,47
12
3,5
5,3
10
Нефтепродукты, не более, мг/дм3
5
20,6
5
Фенол, мг/дм3
5
2,5
6
Общие фосфаты, не более, мг/дм
10,0
-
7
Сульфаты, не более, мг/дм3,
220
160
8
Хлориды, не более, мг/дм3,
200
135
9
Железо общее, не более, мг/дм3,
2,1
2,35
10
Общее микробное число, число
образующих колоний бактерий в 1 мл,
не более
1000
1196
3
20
-
10
-
50
650
13
Термотолерантные колиформные
бактерии, число бактерий в 100 мл, не
более
Биологическая активность (биоскан),
ед. не более
14
Скорость коррозии, мм/год, не более
0,1
1,138
15
Хлор свободный (актив.), не более, мг/дм3,
0,3
-
16
Общее солесодержание, мг/дм3, не более
1000
1100
17
Карбонатная жёсткость, мг-экв/л, не более
4,5
-
18
Общая жёсткость, мг-экв/л, не более
7,6
6,5
10
4
Общие колиформные бактерии, число
бактерий в 100 мл, не более

8.

Слайд 7:Влияние температуры воды на степень
очистки при удельном расходе 7 м3/ч
Начальная концентрация
нефтепродуктов в воде С0, мг/л
5
Размер фракций СР, мм
Степень очистки воды при различных температурах. %
10 °С
20 °С
20°С
50 °С
0,1-0,5
98,60
98.40
97.80
97.20
1,0-5,0
95,90
95.30
94.50
93.90
5,0-10,0
88,50
87.90
85,70
0,1-0,5
99,05
98.80
98.30
97.60
1,0-5.0
96,70
96.40
95.20
94.50
5,0-10,0
89,70
81,80
10
86.90
88,80
82.80
0,1-0,5
99,50
99,30
98,95
98,30
1,0-5,0
97,60
97,25
96.10
95.25
5,0-10,0
90,85
90.40
88.45
84.90
20

9.

Слайд 8: Зависимость концентрации нефтепродуктов
в отфильтрованной воде от температуры при
использовании различных фракций СР и начальной
концентрации нефтепродуктов в воде 20 мг/л

10.

Слайд 9:Показатели очищенной воды при различных
удельных расходах модельной сточной воды
№
опыта
Удельный
расход
воды, Содержание нефтепродуктов в очищенной воде, мг
м3/ч)
Размер фракции
0,1-0,5 мм
1
2
3
1,0
1,5
2,1
0.02
0,02
0,03
0,19
3,0
0,05
5
4Д
0,07
5,2
0,09
7
8
9
10
8,0
9,0
0,21
1,10
1.12
1.16
1,22
1.30
0,24
1.47
0.27
1.65
0.31
1.90
0,19
0.39
2.51
0,28
0,59
6,4
7,0
0.09
0,11
0,14
4
6
опоки: Размер фракции . опоки: Размер
фракции
1,0-5,0 мм
опоки: 5.0-10.0 мм
0,10
0,12
3,37

11.

Слайд 10: Показатели гидравлического
сопротивления фильтрующего массы при
различных расходах модельной сточной воды
№
Удельный расход
воды, м3/ч)
опыта
Сопротивление опоки, мм вод. ст
Размер фракции опоки: 0,1-0,5 мм
1
2
3
4
Размер фракции опоки: фракции СР: 1,0-5,0
мм 5,0-10,0 мм
6,4
380
330 317
5,5
277
240 228
4,6
245
3,5
232
221 212
208 201

12.

Слайд 11: Зависимость эффекта очистки стоков,
загрязненных нефтепродуктами, от объема раствора
V, пропущенного через слой СР (фракция 1.0-5.0мм)
при различном удельном расходе вод.

13.

Слайд 12: Зависимость эффекта очистки стоков, загрязненных
нефтепродуктом, от объема раствора V, пропущенного через слой
опоки (фракция 1.0-5.0 мм) при различной высоте слоя загрузки Н

14.

Слайд 13: Зависимость количества извлеченных
(поглощенных) нефтепродуктов от высоты слоя
опоки (расход загрязненной воды 5-6 м3/ч

15.

Слайд 14: Зависимость времени защитного
действия слоя от высоты слоя
В результате математической
обработки графической зависимости
(на рисунке) было получено уравнение
зависимости времени защитного
действия фильтра от высоты слоя
опоки (время Т в мин, высота Н в мм):
Т = 1,85Н - 7,73

16.

Слайд 15
Спасибо за внимание!