Установка очистки сульфидно-щелочных стоков

Установка очистки сульфидно-щелочных стоков, включающая последовательно соединенные блок предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей; блок очистки от сероводорода и аммиака, содержащий узел смешения для подкисления СЩС, и колонну отпарки сероводорода и аммиака путем подачи водяного пара в низ колоны, на выходе паров из колоны установлены конденсатор-холодильник и сепаратор, обеспечивающие конденсацию водяного пара с возвратом в колонну отпарки; блок биологической очистки сточных вод с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность. Достигается: расширение арсенала технических средств для осуществления очистки сульфидно-щелочных стоков от сульфидов, аммиака, фенолов, нейтральных углеводородов, осуществление очистки СЩС с одновременным получением потока газа, содержащего не менее 60% масс сероводорода и подходящего в качестве компонента сырья для установок получения элементарной серы методом Клауса.

Полезная модель относится к области очистки сульфидно-щелочных стоков (СЩС), образующихся на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях.

Сульфидно-щелочные стоки являются наиболее загрязненными стоками, т.к. содержат в своем составе фенолы, нейтральные углеводороды, сульфиды, аммиак, взвешенные примеси. Наличие на предприятии большого количества технологических процессов, в результате деятельности которых образуются стоки, значительно различающиеся по качественному и количественному составу, обуславливает большой диапазон изменения концентрации загрязнителей в суммарном стоке. Типичным содержанием в стоке являются сульфиды - 2800-20000 мг/дм³, азот аммонийный - 750-5000 мг/дм³, фенолы - 200-1000 мг/дм³ , нефтепродукты - 200-3000 мг/дм³, взвешенные вещества - 100-350 мг/дм³.

Известна биохимическая очистка от фенолсодержащих соединений с помощью штамма Pseudomonas aeruginosa XP-25, иммобилизованного на сорбенте (патент на изобретение RU 2270807, дата подачи заявки: 07.04.2004). Но непосредственная биологическая очистка СЩС невозможна из-за высокой концентрации сероводорода, губительно действующего на штамм микроорганизмов.

Известна установка очистки сульфидно-щелочных стоков карбонизацией (Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов / Я.А.Карелин [и др.]. - М.: Стройиздат, 1982). Установка включает реактор-колонну, оборудованную маточником для подачи углекислого газа. На тарелках реактора-колонны СЩС реагирует с углекислым газом, с выделением сероводорода, фенола. Недостаток установки заключается в сбросе отдуваемых газов на дожигание в печь, что вызывает загрязнение атмосферы оксидами серы. Наличие значительного количества непрореагировавшего углекислого газа в отдуваемых газах (80-95% объемных) и низкая концентрация сероводорода (5-15% объемных) исключает возможность утилизации сероводорода в печах Клауса.

Наиболее близким по технической сущности является установка очистки сернисто-щелочных стоков производств олефинов пиролизом углеводородов (патент на полезную модель RU 13797, дата подачи заявки: 20.10.1999). Установка включает узел очистки, где из СЩС экстракцией извлекают органические соединения, затем отделенные от экстрагента и очищенные от органики (масла, полимеры, фенол) СЩС подают в узел отпарки, а отпаренные СЩС поступают в узел окисления, где соединения, содержащие серу, окисляются воздухом в присутствии катализатора. Недостаток установки заключается в наличии сброса отпаренных газов на факел, окисление воздухом не приводит к непосредственному удалению соединений серы из стоков, меняется только их тип.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является:

- расширение арсенала технических средств для осуществления очистки сульфидно-щелочных стоков от сульфидов, аммиака, фенолов, нейтральных углеводородов.

- осуществление очистки СЩС с одновременным получением потока газа, содержащего не менее 60% масс сероводорода и подходящего в качестве компонента сырья для установок получения элементарной серы методом Клауса.

Технический результат достигается на установке очистки сульфидно-щелочных стоков включающей последовательно соединенные:

- блок предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей;

- блок очистки от сероводорода и аммиака, содержащий узел смешения для подкисления СЩС и колонну отпарки сероводорода и аммиака путем подачи водяного пара в низ колоны. На выходе паров из колоны установлены конденсатор-холодильник и сепаратор, обеспечивающие конденсацию водяного пара с возвратом в колонну отпарки и получение потока, увлажненного сероводородсодержащего газа с примесью аммиака, отводящегося с установки.

- блок биологической очистки сточных вод с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность.

Полезная модель поясняется фигурой чертежа, где изображена схема установки очистки сульфидно-щелочных стоков.

Установка включает:

1 - блок предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей;

2 - блок очистки от сероводорода и аммиака;

3 - блок биологической очистки;

4 - узел смешения для подкисления СЩС;

5 - отпарная колонна;

6 - конденсатор-холодильник;

7 - сепаратор.

Установка работает следующим образом: Сульфидно-щелочной сток 7 поступает на блок 1 предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей. Блок 1 может включать устройства физико-химической и/или механической очистки нефтесодержащих сточных вод, например флотаторы, смесители и камеры хлопьеобразования процессов коагуляции и флокуляции, отстойники. Из блока 1 выходит очищенный СЩС, с содержанием нефтепродуктов не более 50 мг/дм³ и взвешенных веществ не более 25 мг/дм³. Наличие нефтепродуктов в СЩС снижает эффективность очистки от фенола и фенолсодержащих соединений на стадии биологической очистки 3. Таким образом, наличие данной стадии способствует достижению заявленного технического результата.

СЩС после очистки от нефтепродуктов поступают на блок 2 очистки от сероводорода и аммиака. В узле смешения 4 осуществляется понижение рН СЩС путем смешения СЩС с кислым потоком, например с углекислым газом и/или серной кислотой. После чего СЩС поступают на верх отпарной колонны 5. В низ колонны 5 подведен пар, с помощью которого осуществляется отпарка сероводорода и аммиака. Пары головного погона из колонны 5 частично конденсируются в конденсаторе-холодильнике 6. Далее в сепараторе 7 происходит отделение сероводородного газового потока 8 от жидкостного потока, 9 возвращаемого в колонну 5. Поток 8 содержащий сероводород - 70,4% масс, аммиак - 17,5% масс, воду - 12,1% масс и отвечающий требованиям, предъявляемым к сырью установок получения элементарной серы методом Клауса, может быть направлен на установку получения серы методом Клауса.

Поток отпаренного СЩС с низа колонны 5, с содержанием сульфидов не более 15 мг/дм³ и аммонийного азота не более 25 мг/дм³, направляется на блок 3 биологической очистки. Проведенная очистка от сероводорода и аммиака предотвращает гибель микроорганизмов в блоке 3.

Очистка на блоке 3 биологической очистки сточных вод осуществляется с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность. Используется стандартное оборудование для биологических методов очистки, например реакторы с иммобилизованными на сорбенте микроорганизмами, аэротенки.

Очистка может осуществляться с помощью следующих штаммов и методов:

- Pseudomonas aeruginosa ХР-25 ВКПМ В-8613 (патенты на изобретение RU 2270805, 2270806, 2270807);

- Rhodococcus opacus BKM Ac-2546D (патент на изобретение RU 2405036);

- Aureobacterium saperdae 6-204 (патент на изобретение RU 2201446);

- Rsodococcus sp (патент на изобретение RU 2107665). Биологическая очистка позволяет обеспечить содержание фенола не более 0,5 мг/дм³, в очищенном стоке 10.

Состав потоков представлен в таблице

Сероводородный газ (поток 8) включает: сероводород - 70,4% масс., аммиак - 17,5% масс., вода - 12,1% масс.

Таким образом, установка позволяет очистить сульфидно-щелочные стоки от сульфидов, аммиака, фенолов, нейтральных углеводородов, с одновременным получением потока газа, содержащего более 60% сероводорода и подходящего в качестве компонента сырья для установок получения элементарной серы методом Клауса.

Установка очистки сульфидно-щелочных стоков, включающая последовательно соединенные блок предварительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных примесей; блок очистки от сероводорода и аммиака, содержащий узел смешения для подкисления сульфидно-щелочных стоков (СЩС), и колонну отпарки сероводорода и аммиака путем подачи водяного пара в низ колоны, на выходе паров из колоны установлены конденсатор-холодильник и сепаратор, обеспечивающие конденсацию водяного пара с возвратом в колонну отпарки; блок биологической очистки сточных вод с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность.