Каляуш Олександр Іванович. Розробка комплексу спеціалізованих судів та їх СЕУ для очищення містить нафту підсланевих води
Тип:
Автореферат
Краткое содержание:
Во введении дана оценка актуальности проблемы предотвращения загрязнения водной среды нефтесодержащей подсланевой водой, которая образуется в результате эксплуатации СЭУ. Сформулированы цели и задачи диссертационной работы, представлены научная новизна и практическая значимость работы. В первой главе выполнен анализ процесса образования нефтесодержащей подсланевой воды при эксплуатации СЭУ. Образование нефтесодержащей подсланевой воды на современном этапе развития технологий и материалов остается обстоятельством неизбежным, хотя и 8 меняющим свой характер. Подсланевая вода образуется в результате протечек в системах, протечек в корпусе судна, через дейдвудные устройства. Показано, что нефтепродукты в подсланевой воде могут находиться в двух состояниях: в виде пленки или слоя и в эмульгированном состоянии. Указанное обстоятельство оказывает определяющее влияние на выбор и обоснование технологии очистки судовой нефтесодержащей подсланевой воды. Появление той части нефтепродуктов, которые находятся в виде слоя, зависит, в основном, от таких возможных эксплуатационных ситуаций как аварийная их протечка, а образование эмульгированных нефтепродуктов определяется условиями хранения и наличием других загрязнений в подсланевой воде. Результаты исследования процесса образования подсланевой воды показывают также, что количество эмульгированных нефтепродуктов в подсланевой воде превосходит требуемую степень очистки, что является еще одним обстоятельством, которое необходимо учитывать при выборе и обосновании технологии очистки воды. Анализ природоохранных требований, выполненный в первой главе, показал, что условия водоотведения очищенной НПВ, которые определяют значение требуемой степени очистки НПВ, могут быть разными для разных участков водных путей. В то же время выполненный анализ существующего судового оборудования (судовых установок, плавучих очистных станций) показывает, что эти технические средства ориентированы на фиксированное значение степени очистки: соответственно 10 – 15 мг/л и 5 мг/л. Кроме того, опыт эксплуатации существующего очистного оборудования показывает, что это оборудование не всегда надежно обеспечивает требуемую очистку. Анализ возможных путей решения исследуемой проблемы при эксплуатации судов на внутренних водных путях показал, что одним из наиболее целесообразных способов очистки подсланевой воды является применение специализированных судов, СЭУ которых оснащены очистным оборудованием. Однако развитие и применение такого способа решения проблемы охраны окружающей среды при эксплуатации судов и их СЭУ на внутренних водных путях требует теоретических и экспериментальных исследований в части разработки технологии очистки НПВ с учетом различных условий водоотведения очищенной воды, когда требуемое качество очистки НПВ как основной параметр, характеризующий работу очистного оборудования, может принимать разные значения. Кроме того, необходимо разработать устройство для очистки озонированием с применением в качестве источника озона ультрафиолетового излучателя, схемы комплектования и компоновки очистным оборудованием судовых энергетических установок специализированных судов для очистки НПВ, а также на основе экспериментальных исследований разработать зависимости, описывающие процессы адсорбции и озонирования, которые позволяют конструирование очистных устройств с разной производительностью очистки 9 седиментация адсорбция абсорбция подача НПВ на очистку очищенная НПВ НПВ и разной степенью очистки. Изложенное определило содержание исследований, результаты которых представлены в настоящей диссертации. Во второй главе представлен анализ применяемых в судовых установках и других устройствах для очистки подсланевой воды технологических схем очистки, который показал отсутствие единого подхода к разработке и обоснованию технологии очистки подсланевой воды. Начало формирования такого подхода в области очистки сточной воды было положено А. Л. Кульским. Теоретические основы технологии очистки и кондиционирования воды, разработанные А. Л. Кульским, основывались на постулате о том, что каждому состоянию загрязнений в воде соответствует свой способ очистки. Развитие этого принципа в области очистки нефтесодержащей воды было осуществлено в работах В. И. Решняка. Вклад в решение исследуемых проблем был внесен А. С. Курниковым и его учениками: С. П. Зубриловым и Н. В. Растрыгиным. Автор настоящей работы дополнил упомянутые достижения теоретическими и экспериментальными исследованиями возможности применения озонирования с использованием ультрафиолетовых источников излучения и адсорбции для очистки подсланевой воды от эмульгированных нефтепродуктов. Сформулированы основные факторы, определяющие выбор технологии очистки, а также основные требования к технологии очистки подсланевой воды, которая реализуется в очистных комплексах специализированных судов для очистки НПВ в условиях меняющихся требований к качеству очищенной воды. Результаты теоретических исследований по обоснованию и выбору технологии очистки подсланевой воды в очистных комплексах специализированных судов позволили предложить базовые варианты такой технологии. Базовая технология, которая показана на рис. 1, обеспечивает очистку нефтесодержащей воды до остаточного содержания нефтепродуктов 1 – 5 мг/л и предусматривает: – абсорбцию как способ очистки нефтесодержащей воды от нефтепродуктов, содержащихся в очищаемой воде в виде отдельной фазы — слоя или пленки; – седиментацию как способ очистки НПВ от нефтепродуктов, которые находятся в НПВ в виде крупных частиц; – адсорбцию как способ очистки от эмульгированных нефтепродуктов. Рисунок 1 - Базовая технология очистки НПВ 10 озонирование адсорбция фильтрование подача НПВ на очистку очищенная НПВ седиментация Для случаев, когда требуется более глубокая очистка или обеззараживание очищаемой воды, предложена другая базовая технология, которая дополнительно предусматривает очистку озонированием и фильтрование (рис. 2). Такая технология обеспечивает очистку до остаточного содержания нефтепродуктов в очищенной воде 0,1 – 0,5 мг/л. Рисунок 2 - Технология глубокой очистки нефтесодержащей воды с применением озонирования Озонирование предусматривает применение источников ультрафиолетового излучения и может быть реализовано в разных вариантах конструкции очистного оборудования. При этом в диссертации предложены такие варианты конструкции, которыми без существенных затрат времени и усилий, а также без изменений конструкции специализированных судов и их СЭУ могут быть доукомплектованы очистные комплексы специализированных судов. Третья глава настоящей диссертационной работы посвящена исследованию процесса очистки НПВ адсорбцией и включает в себя теоретическую и экспериментальную части. Теоретические исследования процесса очистки воды в адсорбционных фильтрах основаны на изучении свойств выходной кривой (рис. 3), которая является наиболее информативной технологической характеристикой работы адсорбционного фильтра.
