RU124674U1 - WASTE WATER TREATMENT SYSTEM FOR OIL AND GAS PRODUCING PLATFORMS AND TERMINALS - Google Patents

Abstract

1. Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов, состоящая из блока биологической очистки и блока доочистки, отличающаяся тем, что блок биологической очистки содержит реагентный узел и по крайней мере два анаэробно-аноксидных и два аэробных отсека, а блок доочистки содержит узлы фильтрации, соединенные параллельно и/или последовательно.2. Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов по п.1, отличающаяся тем, что реагентный узел включает систему программируемого ввода реагентов и порошкообразного угля.3. Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов по п.1, отличающаяся тем, что блок доочистки содержит по крайней мере два выпуска очищенной воды.1. The wastewater treatment system for oil and gas production platforms and terminals, consisting of a biological treatment unit and a post-treatment unit, characterized in that the biological treatment unit contains a reagent unit and at least two anaerobic-anoxide and two aerobic compartments, and the post-treatment unit contains filtration units connected in parallel and / or in series. 2. A system for treating household wastewater of oil and gas platforms and terminals according to claim 1, characterized in that the reagent unit includes a programmable input system of reagents and powdered coal. The wastewater treatment system for oil and gas platforms and terminals according to claim 1, characterized in that the aftertreatment unit contains at least two discharges of purified water.

Description

Изобретение относится к области глубокой комбинированной (физико-химической и биологической) очистки бытовых и производственных сточных вод на малогабаритных блокированных установках, в том числе расположенных на нефтегазодобывающих платформах и терминалах. Большинство известных малогабаритных установок производят очистку сточных вод только от органических примесей и не включают процессы изъятия соединений азота и фосфора, удаление которых необходимо осуществлять из сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов.The invention relates to the field of deep combined (physico-chemical and biological) treatment of domestic and industrial wastewater in small-sized blocked installations, including those located on oil and gas platforms and terminals. Most of the known small-sized plants purify wastewater only from organic impurities and do not include processes for the removal of nitrogen and phosphorus compounds, which must be removed from wastewater from oil and gas production platforms and terminals.

Из уровня техники известна «Установка для глубокой биологической очистки сточных вод» [1], представляющая собой емкость, в цельнонесущем корпусе которой размещены приемная камера с подводом сточных вод, камера аэротенка, вторичный отстойник и стабилизатор активного ила. Приемная камера содержит фильтр грубой очистки и средство его обдува, поплавковые датчики уровня, эрлифт перекачки сточных вод, посредством которого она сообщается с камерой аэротенка, и насос перекачки залповых притоков. Недостатком установки является отсутствие возможности анаэробной и аноксидной обработки, вследствие чего невозможно достичь глубокой очистки от азота и фосфора.The prior art "Installation for deep biological wastewater treatment" [1], which is a tank in a solid bearing housing which houses a receiving chamber with a wastewater supply, an aeration tank, a secondary settling tank and an activated sludge stabilizer. The receiving chamber contains a coarse filter and a means of blowing it, float level sensors, airlift for pumping wastewater, through which it communicates with the aeration tank chamber, and a pump for pumping volley tributaries. The disadvantage of the installation is the lack of the possibility of anaerobic and anoxide treatment, as a result of which it is impossible to achieve deep purification from nitrogen and phosphorus.

Из уровня техники известна установка комбинированной очистки, сточных вод [2], включающая фильтрующее самоочищающееся устройство, усреднитель расходов, реагентное хозяйство для коагуляции и флокуляции примесей сточных вод, осветлитель для отделения скоагулированных примесей, биореактор доочистки и устройство для обеззараживания очищенной воды, отличающаяся тем, что осветлитель выполнен в виде адгезатора с восходящим потоком сточных вод, заполненного ершовой насадкой, биореактор доочистки оснащен ершовой насадкой и эрлифтными нишами для рециркуляции стоков через ерши, обросшие биоценозом, в том числе нитрифицирующим, а устройство для обеззараживания выполнено в виде трех ступеней фильтров, заполненных зернистым индивидуальным в каждой ступени катализатором, при этом первая ступень обеззараживающих фильтров имеет нисходящий поток сточных вод, а вторая и третья - восходящие потоки стоков и систему барботеров для непрерывного барботажа воздухом.The prior art installation of combined treatment, wastewater [2], including a filtering self-cleaning device, an average cost, a reagent farm for coagulation and flocculation of wastewater impurities, a clarifier for separating coagulated impurities, a post-treatment bioreactor and a device for disinfecting purified water, characterized in that the clarifier is made in the form of an adhesive with an upward flow of wastewater filled with a ruff nozzle, the post-treatment bioreactor is equipped with a ruff nozzle and airlift niches for recycling wastewater through ruffs overgrown with biocenosis, including nitrifying, and the disinfection device is made in the form of three stages of filters filled with a granular individual catalyst in each stage, while the first stage of the disinfection filters has a downward flow of wastewater, and the second and third ascending effluent flows and a bubbler system for continuous air sparging.

Используемые в устройстве коагулянты, как правило, оказывают ингибирующее воздействие на протекание последующих биологических процессов, а каталитическая загрузка со временем нуждается в достаточно сложной химической регенерации и имеет высокую стоимость. Другим недостатком устройства является возможность очистки только бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод.The coagulants used in the device, as a rule, have an inhibitory effect on the course of subsequent biological processes, and the catalytic loading over time needs a fairly complex chemical regeneration and is of high cost. Another disadvantage of the device is the ability to clean only domestic and close to them in the composition of industrial wastewater.

Известно также взятое за прототип устройство реализации способа глубокой очистки сточных вод [3], который включает усреднение состава стоков, предварительную коагуляцию поступающих стоков, биологическую очистку и осветлитель флотационного типа, а в качестве средства доочистки используется ершовая насадка. Устройство, реализующее данный способ, состоит из канализационной насосной станции (КНС), устройства фильтрующего самоочищающегося (УФС), накопителя отбросов с УФС, усреднителя расходов сточных вод, погружного насоса, денитрификационного флотореактора, аэробного минерализатора, нитрификатора, биореактора доочистки сточных вод, фильтра доочистки, илоуплотнителя, установки приготовления и дозирования реагентов, установки ультрафиолетового обеззараживания воды, сгустителя промывной воды, резервуара чистой воды.It is also known a prototype device for implementing the method of deep wastewater treatment [3], which includes averaging the composition of wastewater, preliminary coagulation of incoming wastewater, biological treatment and a flotation type clarifier, and a brush nozzle is used as a means of post-treatment. A device that implements this method consists of a sewage pumping station (SPS), a filtering device for self-cleaning (UFS), a waste collector with UFS, an average cost of wastewater, a submersible pump, a denitrification flotation reactor, an aerobic mineralizer, a nitrifier, a wastewater post-treatment bioreactor, and a post-treatment filter , sludge compactor, preparation and batching unit for reagents, ultraviolet water disinfection unit, wash water thickener, clean water tank.

В устройстве отсутствует анаэробная обработка, сопутствующая интенсивному вытеснению фосфора из активного ила. Флотопена подвергается аэробной минерализации, в результате чего возникает значительное количество нежелательных вторичных загрязнений.The device does not have anaerobic treatment concomitant with the intensive displacement of phosphorus from activated sludge. Flotopene undergoes aerobic mineralization, resulting in a significant amount of unwanted secondary pollution.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки сточной воды (достижение предельно допустимой концентрации загрязнений по БПК5, ХПК, азоту аммонийному и нитратному, по фосфору фосфатов).The objective of the invention is to increase the efficiency of wastewater treatment (achieving the maximum permissible concentration of pollution by BOD5, COD, ammonium and nitrate nitrogen, phosphorus phosphorus).

Технический результат заключается в улучшении удаления азота, фосфора и возвещенных веществ и повышении надежности работы установки в условиях неравномерного качественного и количественного состава исходной (сточной) воды.The technical result consists in improving the removal of nitrogen, phosphorus and the suspended substances and increasing the reliability of the installation in conditions of uneven qualitative and quantitative composition of the source (waste) water.

Заявленная система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов, состоит из блока биологической очистки и блока доочистки, работающих совместно.The claimed system for treating domestic wastewater of oil and gas platforms and terminals consists of a biological treatment unit and a post-treatment unit working together.

Блок биологической очистки содержит реагентный узел с возможностью гибкого дозирования реагентов (например: железосодержащего коагулянта FeCl3 или Fe2(SO4)3; порошкообразного активированного уголя (ПАУ); полимерного флокулянта) и по крайней мере два анаэробно-аноксидных и два аэробных отсеков.The biological treatment unit contains a reagent unit with the possibility of flexible dosing of reagents (for example: iron-containing coagulant FeCl3 or Fe2 (SO4) 3; powdered activated carbon (PAH); polymer flocculant) and at least two anaerobic-anoxide and two aerobic compartments.

Блок доочистки содержит узлы фильтрации, соединенные параллельно и/или последовательно.The aftertreatment unit contains filtration units connected in parallel and / or in series.

Система оборудована по крайней мере, двумя выпусками очищенной воды.The system is equipped with at least two outlets of purified water.

Узлы фильтрации блока доочистки могут задействоваться в зависимости от требований к качеству очистки воды в различных технологических схемах:The filtering units of the aftertreatment unit can be activated depending on the requirements for the quality of water treatment in various technological schemes:

- в последовательном режиме (улучшенное качество очищенной воды).- in sequential mode (improved quality of purified water).

- параллельном режиме (очищенная вода разделяется на воду на сброс и воду для повторного использования (оборотная вода)).- in parallel mode (purified water is divided into water for discharge and water for reuse (recycled water)).

Вариантом является устройство реагентного узла системы с возможностью программируемого ввода реагентов и порошкообразного угля.An option is the installation of a reagent unit of the system with the possibility of programmable input of reagents and powdered coal.

Технический результат достигается за счет увеличения количества отсеков блока биологической очистки по сравнению с аналогами, наличия блока доочистки и наличия гибкой системы ввода реагентов в анаэробно-аноксидной части блока биологической очистки, а также возможности прерывистого или разового ввода порошкообразного активированного угля.The technical result is achieved by increasing the number of compartments of the biological treatment unit in comparison with analogs, the presence of a post-treatment unit and the presence of a flexible reagent input system in the anaerobic-anoxide part of the biological treatment unit, as well as the possibility of intermittent or single injection of powdered activated carbon.

Как показали опыты, положительное влияние ввода реагентов отражается в понижении концентрации фосфора фосфатов в воде до уровня 0,1-0,2 мг/л и в накоплении содержания фосфора в активном иле до 5-7% вместо традиционного уровня безреагентной биологической очистки 2-3% от веса сухих веществ активного ила.As experiments have shown, the positive effect of introducing reagents is reflected in a decrease in the concentration of phosphorus phosphates in water to the level of 0.1-0.2 mg / l and in the accumulation of phosphorus content in activated sludge to 5-7% instead of the traditional level of non-reagent biological treatment 2-3 % by weight of dry solids of activated sludge.

Технический результат достигается также за счет устройства гибкого ввода реагента - дозами в различное время. Это следует из того факта, что предполагается не коагуляция сточных вод, а связывание фосфатов. При этом анион ортофосфорной кислоты P04 " при концентрации более 0,5 мг/л (по фосфору) является более активным (вследствие более высокой валентности), нежели CCV" и ОН" в соединениях МеСО₃ и Ме(ОН)2 (Me - металл Fe или Al) и вытесняет их из указанных соединений. Отсюда следует, что активное изъятие фосфатов продолжается в аноксидной части блока биологической очистки и частично - в аэробной части, что дает возможность прерывистой подачи реагента (разовая, пульсирующая) в зависимости от условий вытеснения фосфатов в анаэробной части. В ночные часы при поступлении слабоконцентрированного стока реагент не нужен, в дневные часы в период поступления концентрированного стока подача реагента наиболее целесообразна (достигается экономия реагентов и снижение выноса металлов с очищенной водой).The technical result is also achieved due to the flexible input of the reagent - doses at different times. This follows from the fact that it is not supposed to coagulate wastewater, but phosphate binding. Moreover, the anion of orthophosphoric acid P04 "at a concentration of more than 0.5 mg / l (phosphorus) is more active (due to higher valency) than CCV" and OH "in the compounds MeCO ₃ and Me (OH) 2 (Me - metal Fe or Al) and displaces them from these compounds, which implies that the active removal of phosphates continues in the anoxide part of the biological treatment unit and partly in the aerobic part, which makes it possible to intermittently supply a reagent (single, pulsating) depending on the conditions for the displacement of phosphates in of the anaerobic part. When a weakly concentrated runoff is blunted, a reagent is not needed; during the daytime during the period of concentrated runoff, the supply of a reagent is most expedient (reagent savings and reduction of metal removal with purified water are achieved).

Гибкая система подачи реагентов предусматривает различные режимы, реализующиеся известными способами:A flexible reagent supply system provides for various modes that are implemented by known methods:

- ввод одного реагента;- input of one reagent;

- ввод двух реагентов последовательно;- input of two reagents in series;

- ввод двух реагентов одновременно;- input of two reagents at the same time;

- ввод смеси реагентов.- input of a mixture of reagents.

Включение в анаэробную часть установки устройства прерывистого либо разового ввода порошкообразного активированного угля (барбодажных устройств), обусловлено тем, что его поверхности достигается наивысшая концентрация аммонийного азота.The inclusion in the anaerobic part of the installation of a device of intermittent or one-time input of powdered activated carbon (barbage devices), due to the fact that its surface reaches the highest concentration of ammonium nitrogen.

Схема заявленного изобретения приведена на Фиг.1The scheme of the claimed invention is shown in figure 1

Предлагаемая система содержит блок биологической очистки с подачей в него исходной (сточной) воды и блок доочистки, и оборудована по крайней мере, двумя выпусками очищенной воды - воды на сброс и воды для повторного использования (оборотной воды).The proposed system contains a biological treatment unit with the supply of source (waste) water and a post-treatment unit, and is equipped with at least two outlets of purified water - water for discharge and water for reuse (recycled water).

Показанный на Фиг.1 блок биологической очистки состоит из двух сообщающихся анаэробно-аноксидных отсеков 1 и 2, и двух аэробных (оксидных) отсеков 3 и 4. Блок доочистки состоит из двух узлов фильтрации (песчаного фильтра 8 и ультрафильтра 9) и обвязки трубопроводов с запорной араматурой, позволяющей изменять работу блока доочистки в параллельном или последовательном режиме работы узлов.The biological treatment unit shown in FIG. 1 consists of two communicating anaerobic-anoxide compartments 1 and 2, and two aerobic (oxide) compartments 3 and 4. The aftertreatment unit consists of two filtration units (sand filter 8 and ultrafilter 9) and piping piping with shutoff valve, which allows changing the operation of the aftertreatment unit in parallel or sequential mode of operation of the nodes.

В отсеки 1 и 2 из реагентного узла 7 подаются реагенты в соответствии с программой работы установки по качеству очищенной воды, в эти же отсеки подается циркулирующий активный ил из вторичного отстойника 5. Отсеки 1 и 2 периодически взмучиваются при помощи барботажных устройств (на Фиг.1 не показаны).Reagents are supplied to compartments 1 and 2 from reagent unit 7 in accordance with the installation program for the quality of treated water, circulating activated sludge from the secondary settling tank 5 is fed into these compartments. Compartments 1 and 2 are periodically blown using bubblers (in FIG. 1 not shown).

В отсеках 1 и 2 осуществляется денитрификация нитратного азота и связывание фосфатов. Из этих отсеков смесь сточных вод, активного ила и добавленных реагентов далее направляется в аэробные (оксидные) отсеки 3 и 4, в которых осуществляется окисление загрязнении, в том числе аммонийного азота.Compartments 1 and 2 carry out denitrification of nitrate nitrogen and the binding of phosphates. From these compartments, the mixture of wastewater, activated sludge and added reagents is then sent to the aerobic (oxide) compartments 3 and 4, in which the pollution is oxidized, including ammonia nitrogen.

Отсеки 3 и 4 сообщаются между собой и со вторичным отстойником 5. Оседающий в отстойнике активный ил (на Фиг.1 не показан) частично возвращается в отсеки 1 и 3, а его избыток накапливается в илоуплотнителе 6 и далее направляется на обезвоживание и утилизацию. Подача воздуха в отсеки 3 и 4 осуществляется при помощи мелкопузырчатых аэраторов.Compartments 3 and 4 communicate with each other and with the secondary settling tank 5. The activated sludge settling in the settling tank (not shown in FIG. 1) partially returns to compartments 1 and 3, and its excess accumulates in the sludge compactor 6 and then goes to dewatering and disposal. Air supply to compartments 3 and 4 is carried out using fine-bubble aerators.

Узел дозирования реагентов позволяет реализовать гибкую схему подачи реагентов: подача одного из реагентов, либо последовательный ввод одновременно одного, двух или трех реагентов, приготовление и дозирование смешанных (композитных) реагентов, инициирующих ход реакции в требуемом направлении, либо интенсифицирующих осветление воды.The reagent dosing unit allows you to implement a flexible reagent supply scheme: supply of one of the reagents, or sequential input of one, two or three reagents simultaneously, preparation and dosing of mixed (composite) reagents, initiating the course of the reaction in the desired direction, or intensifying water clarification.

Гибкие системы ступенчатой химико-биологической очистки сточных вод в совокупности с мобильной реагентной обработкой повышают эффективность и надежность процесса очистки. В результате указанных мер достигаются показатели качества очищенной воды, приближающиеся к предельно-допустимым для сброса по санитарно-гигиеническим и рыбохозяйственным нормативам.Flexible step-by-step chemical-biological wastewater treatment combined with mobile reagent treatment increase the efficiency and reliability of the treatment process. As a result of these measures, indicators of the quality of treated water are achieved, approaching the maximum permissible levels for discharge according to sanitary-hygienic and fishery standards.

Биологически очищенные сточные воды из блока биологической очистки 1 поступают на блок доочистки 2, который может работать по параллельной, либо последовательной схеме в зависимости от требований к качеству очищенной воды и требований к ее качеству. При наиболее жестких требованиях к качеству очищенной воды блок доочистки работает по последовательной схеме, при которой вода вначале поступает на песчаный фильтр 8, а затем на ультрафильтр 9. Очищенная таким образом вода может повторно использоваться для технических нужд (в смывных бачках и т.п.). В случае сброса очищенных стоков в водоем или закачивании их в нефтеносные пласты в качестве балластной воды возможно использование параллельной схемы, при которой вода после песчаного фильтра 8, минуя ультрафильтр 9, сразу направляется на утилизацию. В случае использования вместо ультрафильтра 9 мембранного блока доочистки возможна подача биологически очищенных стоков сразу на мембранный блок, минуя песчаный фильтр 8. Также возможна и параллельная работа песчаного фильтра 8 и ультрафильтра (мембранного блока) 9 на сброс и утилизацию соответственно.Biologically treated wastewater from the biological treatment unit 1 enters the aftertreatment unit 2, which can operate in parallel or sequential circuit depending on the quality requirements of the treated water and its quality requirements. With the most stringent requirements for the quality of the treated water, the aftertreatment unit operates according to a sequential scheme, in which the water first enters the sand filter 8, and then to the ultrafilter 9. The water thus purified can be reused for technical needs (in flush tanks, etc. ) In the case of discharge of treated effluents into a reservoir or pumping them into oil-bearing strata as ballast water, it is possible to use a parallel circuit in which the water after sand filter 8, bypassing ultrafilter 9, is immediately sent for disposal. In the case of using a post-treatment membrane unit instead of an ultrafilter 9, it is possible to supply biologically treated effluents directly to the membrane unit, bypassing the sand filter 8. The sand filter 8 and ultrafilter (membrane unit) 9 can also be operated in parallel for discharge and disposal, respectively.

Используемые источники информацииInformation Sources Used

1. Бушев Д.С., Дремов О.В. Установка для глубокой биологической очистки сточных вод. Патент РФ №2367620 // Бюл. №2620091. Bushev D.S., Dremov O.V. Installation for deep biological wastewater treatment. RF patent No. 2367620 // Bull. No. 262009

2. Куликов Н.И., Судьин А.И., Куликова Е.Н. Установка комбинированной очистки сточных вод. Патент РФ на изобретение №2270809 // Бюллетень Изобретения. Полезные модели. №6. 2006.2. Kulikov N.I., Sudin A.I., Kulikova E.N. Combined wastewater treatment plant. RF patent for the invention No. 2270809 // Bulletin of the Invention. Useful models. No. 6. 2006.

3. Куликов Н.И., Куликова Е.Н., Приходъко Л.Н., Куликов Д.Н. Способ глубокой очистки сточных вод. Патент РФ на изобретение №23395887 / Бюллетень Изобретения. Полезные модели. №33. 20083. Kulikov N.I., Kulikova E.N., Prikhodko L.N., Kulikov D.N. The method of deep wastewater treatment. RF patent for invention №23395887 / Bulletin of the Invention. Useful models. No. 33. 2008

4. Шишло Г.В. Способ глубокой доочистки биохимически окисленных сточных вод. Патент РФ на изобретение №2297984 // Бюллетень Изобретения. Полезные Модели. №12. 2007 г.4. Shishlo G.V. The method of deep purification of biochemically oxidized wastewater. RF patent for the invention No. 2297984 // Bulletin of the Invention. Useful Models. No. 12. 2007 year

5. Шишло Г.В. Унифицированная модульная установка для биохимической очистки сточных вод. Патент РФ на изобретение №2280622 // Бюллетень Изобретения. Полезные Модели. №21. 2006 г.5. Shishlo G.V. Unified modular plant for biochemical wastewater treatment. RF patent for the invention No. 2280622 // Bulletin of the Invention. Useful Models. No. 21. 2006 year

6. Кармазинов Ф.В., Крючихин Е.М., Пробирский М.Д., Трухин Ю.А., Кинебас А.К., Николаев А.Н. Способ биологической очистки бытовых, городских и производственных сточных вод. Патент РФ №2294899 // Бюллетень Изобретения. Полезные Модели. №7. 2007 г.6. Karmazinov F.V., Kryuchikhin E.M., Probirsky M.D., Trukhin Yu.A., Kinebas A.K., Nikolaev A.N. The method of biological treatment of domestic, urban and industrial wastewater. RF patent No. 2294899 // Bulletin of the Invention. Useful Models. Number 7. 2007 year

Claims (3)

1. Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов, состоящая из блока биологической очистки и блока доочистки, отличающаяся тем, что блок биологической очистки содержит реагентный узел и по крайней мере два анаэробно-аноксидных и два аэробных отсека, а блок доочистки содержит узлы фильтрации, соединенные параллельно и/или последовательно.1. The wastewater treatment system for oil and gas production platforms and terminals, consisting of a biological treatment unit and a post-treatment unit, characterized in that the biological treatment unit contains a reagent unit and at least two anaerobic-anoxide and two aerobic compartments, and the post-treatment unit contains filtration units connected in parallel and / or in series. 2. Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов по п.1, отличающаяся тем, что реагентный узел включает систему программируемого ввода реагентов и порошкообразного угля.2. The system for treating household wastewater of oil and gas platforms and terminals according to claim 1, characterized in that the reagent unit includes a programmable input system of reagents and powdered coal. 3. Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов по п.1, отличающаяся тем, что блок доочистки содержит по крайней мере два выпуска очищенной воды.

3. The system for treating domestic wastewater of oil and gas platforms and terminals according to claim 1, characterized in that the aftertreatment unit contains at least two discharges of purified water.

Images