АО «Инженерный центр «Баренц-регион» предлагает современную систему эффективной очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ, составленную с учетом последних достижений технологии и техники.

Для достижения заданных требований к качеству воды предлагается использовать установку напорной флотации.

Метод напорной флотации - один из наиболее универсальных, компактных и непродолжительных по времени способов кондиционирования воды и уплотнения осадка. Он обеспечивает высокую степень очистки от взвешенных веществ разной природы, БПК, нефтепродуктов, СПАВ, жиров и других нежелательных примесей, высокую концентрацию флотошлама. Метод успешно применяется как в коммунальном хозяйстве, так и в различных отраслях промышленности, и во многих случаях является основой создания систем замкнутого водопользования. Метод напорной флотации основан на насыщении воздухом части осветленной воды при давлении 4-6 атм. и ее смешении с очищаемой водой во флотационной установке. Последующая декомпрессия, непосредственно в корпусе флотатора, приводит к образованию микропузырьков воздуха (размером 20-50 мкм), которые прилипают к частицам загрязнений или коагулянта и всплывают на поверхность, образуя флотошлам. Флотошлам собирается со всей поверхности в центр флотатора специальным сборником. Для повышения эффективности очистки необходима реагентная обработка стока – коагулянтом и флокулянтом. Точки подачи, типы и дозы химреагентов определяются в ходе лабораторного тестирования стоков. Физико-химическую очистку предлагается проводить на установке напорной флотации.

Сточная вода поступает в камеру коагуляции, куда также подается коагулянт для перевода мелкодисперсных и растворенных компонентов во взвешенное состояние. После камеры коагуляции стоки обрабатываются флокулянтом и самотеком поступают на установку напорной флотации. Уловленные загрязнения в виде флотошлама направляются на утилизацию, а осветленная вода – на использование. Подача реагентов осуществляется автоматически. Ожидаемое качество очистки после флотационной очистки по взвешенным веществам и по нефтепродуктам зависит от марок и дозировок реагентов – коагулянтов и флокулянтов, однако 5 мг/л по взвешенным веществам и нефтепродуктам в очищенной воде гарантируется.

Для удаления взвешенных частиц и эмульгированных нефтепродуктов подается раствор коагулянта.

Для данного типа стоков, характерно наличие взвешенных частиц различной природы, а также нефтепродуктов. Взвеси и тонко эмульгированные нефтепродукты чрезвычайно малые по размерам, образуют весьма устойчивую коллоидную (эмульсионную) систему. Агрегативная устойчивость такой дисперсной системы определяется степенью дисперсности, поверхностными и электрокинетическими свойствами частиц, а также наличием других примесей (электролитов, поверхностно-активных и иных веществ). Одним из распространенных методов нарушения агрегативной устойчивости таких систем является коагуляция, под которой понимается процесс образования в системе из мелких частиц более крупных агрегатов, легко удаляемых из воды механическими методами.

Для очистки воды наибольшее распространение получила гетерокоагуляция, в основе которой лежит взаимодействие мелкодисперсных и коллоидных частиц с агрегатами, образующимися при введении в воду коагулянтов — солей, способных образовывать мелкокристаллические или аморфные структуры, малорастворимые в воде. При гетерокоагуляции сточных вод в настоящее время широко используют неорганические коагулянты в виде солей алюминия и железа. Таким образом, перед ступенью флотации необходим ввод коагулянтов, которые образуя в сточной воде аморфные структуры с высокой поверхностной энергией адсорбируют частицы загрязнений.

В качестве коагулянта предлагается использовать хлорид железа (III) или полиоксихлорид алюминия, однако использование алюминиевого коагулянта сопряжено с необходимостью корректировки рН исходной сточной воды. В растворно-расходных ёмкостях происходит растворение некоторого количества коагулянта (готовиться 10% раствор как правило на период не более 8 часов) и дальнейшее его дозирование насосами-дозаторами непосредственно в поток исходной воды.

Непосредственно узел дозировки коагулянта представляет собой ёмкость, приготовления 10% раствора хлорида железа, объёмом 15 м3, оборудованную мешалками, а также бункером и шнековым дозатором, что позволяет готовить раствор коагулянта в автоматическом режиме, в задачу оператора входит только контроль наличия твёрдого реагента в бункере. Приготовленный раствор перекачивается в расходную ёмкость отдельным химически стойким насосом. Узел приготовления реагентов, это автономные системы, практически не требующие обслуживания, а лишь периодического контроля уровня твёрдого товарного реагента (коагулянта) в бункере.

Дозировка реагента происходит перед камерами хлопьеобразования.

В камеру хлопьеобразования, примерно через 2-3 минуты после дозировки коагулянта осуществляется дозировка флокулянта.

Марку и дозировку флокулянта предстоит выбрать в процессе предварительных экспериментальных работ. Дозировка флокулянта осуществляется насосом-дозатором из расходных емкостей флокулянта.

Узел дозировки и приготовления флокулянта представляет собой растворные ёмкости, оборудованные шнековыми дозаторами и бункерами для хранения некоторого количества реагента, для интенсификации процесса растворения данные ёмкости оборудованы мешалками. Процесс приготовления как коагулянта, так и флокулянта происходит полностью в автоматическом режиме, оператору необходимо только следить за количеством реагента непосредственно в бункере. Приготовленный реагент винтовыми насосами перекачивает его в расходную ёмкость, откуда происходит дозировка заданного количества флокулянта в поток исходной воды.

Оптимальная доза флокулянта определяется в процессе пробного флокулирования при проведении пусконаладочных работ. В растворно-расходных ёмкостях происходит растворение суточного количества флокулянта и дальнейшее его дозирование насосами-дозаторами непосредственно в поток сточной воды.

Узлы приготовления и дозировки коагулянта и флокулянта требуется размещать в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее +5С⁰.

Сточная вода после дозировок реагентов, с сформировавшимися хлопьями коагулянта-флокулянта, поступает на установку напорной флотации. На флотаторе из воды извлекаются все скоагулированные загрязнения (95-98%). Часть осветленной на флотаторе воды отводится на установки насыщения воды воздухом, образуя рецикл в количестве 15-30% от расхода исходной воды.

Растворение газа в воде происходит в установках насыщения воды воздухом. Часть осветленной на флотаторе воды отбирается рециркуляционным насосом и подается в установки насыщения воды воздухом под давлением ~5,5 атм. Специальная конструкция установок насыщения воды воздухом позволяет достигать эффективного растворения газа в воде. После установок насыщения воды воздухом, насыщенная газом (сатурированная) вода проходит через редукционный клапан, на котором происходит потеря давления с 5,5атм. до давления в подающем трубопроводе. При этом происходит выделение из сатурированной воды огромного количества микропузырьков.

В очищаемую воду, содержащую сформировавшиеся хлопья коагулянта, подается водовоздушная смесь от сатуратора. Эта вода поступает в центральную часть флотатора. Из центральной распределительной колонны смесь распределяется по всему объему флотатора. Во флотаторе происходит интенсивное разделение загрязнений. Скоагулированные хлопья загрязняющих веществ, увлекаемые пузырьками воздуха, поднимаются на поверхность воды и образуют устойчивый слой флотошлама.

По рельсу цилиндрической части вращается каретка, на которой установлен спиральный сборник. Вращаясь, спиральный сборник зачерпывает флотошлам и сбрасывает его в центральную трубу для вывода из флотатора. Флотошлам выходит из флотатора самотеком. Вода без загрязнений собирается в кольцевом канале, закрепленном на внутренней поверхности в средней части цилиндрического корпуса. Вода выходит из флотатора самотеком через регулируемый перелив, установленный на наружной стенке флотатора. Осевшие загрязнения выводятся под действием гидростатического давления с помощью пережимных клапанов в нижней части флотатора.

Установка имеет очень надежную и легко настраиваемую систему удаления флотошлама. Уровень воды в ванне регулируется. Флотатор имеет спиральный сборник флотошлама для удаления максимального количества шлама. Скорость сборника регулируется через частотный преобразователь двигателя в зависимости от количества флотошлама. Это позволяет поддерживать высокую концентрацию выводимого флотошлама.

Флотатор оборудован двумя приводами двигателями:

- двигатель каретки. Вращается постоянно, регулируется частотным преобразователем;

- двигатель спирального сборника. Вращается постоянно, регулируется частотным преобразователем.

Флотаторы снабжены крышками для минимизации внешних воздействий, таких как дождь и ветер, а также для предотвращения попадания в атмосферу дурно пахнущих газов.

Предлагаются следующие опции специального исполнения:

• исполнение из нержавеющей стали или из углеродистой стали с антикоррозионным покрытием;
• установка герметичной крышки над поверхностью флотатора.