Очистка пластовых вод

1.3. Очистка пластовых вод.

Нефтепродукты являются одним из наиболее распространенных антропогенных загрязнителей, загрязняющих поверхностные водоемы, водотоки и, в некоторых районах, подземные источники питьевой воды. Нефтепродукты попадают в окружающую среду в результате неочищенных или неправильно очищенных сточных вод, техногенных аварий, а также неконтролируемого сброса дождевых и талых вод на территории, загрязненной различными нефтепродуктами и маслами.

При очистке нефти и воды чаще всего используется комбинированная система очистки. Это связано с тем, что нефть и вода представляют собой эмульсии, состоящие из двух или более несмешивающихся жидкостей, по крайней мере одна из которых является дисперсионной средой, а другая существует в виде дисперсной фазы, обычно в форме мелких капель.

Нестабильность эмульсии - важное свойство, которое имеет преимущество для процессов разделения при очистке. Нестабильность эмульсии выражается в спонтанной агрегации капель. При этом происходит разрушение эмульсии и разделение ее на два жидких слоя. В зависимости от метода очистки эмульсионную нестабильность можно разделить на пять групп.

Первая группа – это эмульсии, в которых капли масла осаждаются на поверхности жидкости. Такие эмульсии образуются в результате водонефтяных осадков, содержащих легкие фракции нефтепродуктов.

Вторая группа — это эмульсии, в которых частицы нефтепродукта разного размера находятся во взвешенном состоянии, а более крупные частицы связаны с более мелкими.

Третья группа состоит из частиц нефтепродуктов различных размеров, равномерно распределенных по всему объему.

Четвертую группу нефтесодержащих вод образуют отдельные капли нефтепродукта в виде хлопьев и пены на поверхности.

Пятая группа состоит из нефтесодержащей воды, которая образует сплошную пленку на поверхности воды.

Для очистки нефтесодержащих вод используется ряд методов, включающих такие системы очистки, как механическая, физико-химическая, химическая, биологическая и термическая нейтрализация.

1.3.1. Механические методы очистки нефтесодержащих вод.

В ходе механической очистки нефтесодержащих вод удаляются крупные загрязнители и крупнодисперсные примеси, которые могут присутствовать как в твердом, так и в жидком виде.

1. Процеживание. Нефтесодержащие воды перед тем, как попасть в отстойные цистерны, проходят через решетки (сита). При этом вода проходит через множество отверстий решеток (сит) диаметром от 5 до 20 мм, что позволяет отделить нефтесодержащие вещества от посторонних объектов и крупных твердых частиц.
2. Отстаивание. Этот процесс происходит за счет действия несбалансированных гравитационных и плавучих сил, известных как силы Стокса. Если размер капли слишком мал, на ее движение значительное влияние оказывают броуновское движение и электростатические силы, из-за чего капли не могут всплыть на поверхность. Однако, когда капли достигают определенного критического размера, сила плавучести начинает преобладать, и капли поднимаются на поверхность более плотной жидкости, образуя слой из близко расположенных капель или непрерывную пленку. Этот метод позволяет снизить содержание нефтепродуктов в воде до 100 миллионов частиц на 1 литр.
3. Центрифугирование. Процесс очистки основывается на действии центробежной силы, которая разделяет компоненты эмульсии в зависимости от их плотности или размера частиц. Этот метод сопровождается флокуляцией и коалесценцией и позволяет уменьшить содержание нефтепродуктов в воде до 5–15 мг/л.

1.3.2. Физико-химические методы очистки нефтесодержащих вод.

Физико-химические процессы являются наиболее эффективными для очистки нефтесодержащих вод. Физико-химическая очистка позволяет улучшить качество стоков до концентраций загрязняющих веществ, соответствующих требованиям для сброса в дренажную систему или непосредственно в водоем.