CC BY
46енешія конкретного і судовых энергети-роверенные методы по и моторного топ-ж и применение ка-В ближайшем буду-ки и нейтрализации вляемые к качеству і стране действуют шах эти требования азности применения в соответствии со
[21] Очистка отработавших газов дизеля от сажи зернистым фильтром / О, А. Гладков, В.И. Шопин, А.Н. Медякин, В.К. Шпраер // Двигателестроение. - ¡984. - № 12. - С. 22-23.
[22] Р. Хельферих, К. Йошида. К. Огасавара. Характеристики регенерации керамических уло-витлей твердых частиц в отработавших газах дизеля. SAE Technical Paper Series, 1991, Ss 910327, pp. 121-134.
[23] Рябчиков О.Б. Влияние перегрева тяжелых топлив на характеристики дизеля с неразделенной камерой сгорания // ВИНИТИ. - М.: АН СССР. Экспресс-информация. - 1986. -Вып. 45(220).-С. 3-8.
[24] Салимов А.У., Балабеков М.Т., Багдасаров А.М. Вопросы теории электростатического распиливания. -Ташкент, «ФАН». 1968. - 110 с.
[25] Смайлис В.И. Малотоксичные дизели. - Л.: Машиностроение, 1972. - 224 с.
[26] Сомов В.А.. Ищук Ю.Г. Судовые многотопливные двигатели. - Л.: Судостроение, 1984. - 240 с.
[27] Sprengler G., Haupt G. - MTZ, 1970, Bd. 31, X» 3, S. 102.
:пособов уменьшения >гам НИР X—1-І / Руко-
■азов дизелей / Анализ ИИД. - М. - 1994. -
а, 1967.-256 с. промышленности и в
е основы термофорси-8-2502.
ых судов. - Л.: Судо-
Выбросы вредных ве-
імность отработавших
ахов горения // докл на »родов”. - М., 1997. пламени “ - пат. РФ
ых двигателей - «Эко-
тгических установках.
. заведений: Учебник. -ратуры, 1984.-512 с. кльный расход топли-993. - 50 с.
V двигателей вн\тренне-ГАВТ, 2000. - С 84-96. ж и повышение эколо-гехнологий. Дисс. док-
судовых дизелях, - Л.:
вым зажиганием. - М.:
Химия. 1979.-224 с. мня топлив и масел. -
THE W AYS OF EXHAUST GASES TOXICITY REDUCTION OF PISTON ENGINES V. S. Panov, A. S. Kurnikov
The article deals with the measures helping to reduce the quantity of noxious substances in exhaust gases discharged by piston engines
УДК 502:628.3
А. О. Писарев, аспирант.
А. С. Курников, д. т. н., профессор, ВГАВТ.
603950 Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ СУДОВЫХ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД
В работе расслштривается проблема очистки судовых нефтесодержащих вод. Произведен анализ эффективности существующих систем очистки, сделаны выводы о преимуществах тех или иных методов. Предложена принципиально новая схема системы на основе выполненного обзора.
1. Нефтесодержащие воды и их контрольные параметры
Нефтепродукты являются одними из наиболее распространенных антропогенных загрязнителей поверхностных водоемов и водотоков, а в некоторых регионах также и подземных источников питьевого водоснабжения. Они попадают в окружающую среду в результате техногенных аварий, сброса неочищенных и недостаточно очищенных нефтесодержащих сточных вод (НВ). Поэтому проблема эффективной очистки НВ, наряду с другими мероприятиями по предотвращению загрязнения водных источников нефтепродуктами, является одной из наиболее актуальных в современных условиях.
Нефтепродукты и близкие к ним по свойствам масла содержатся в производственных сточных водах подавляющего числа предприятий промышленности, транспорта и сферы услуг, поверхностном стоке с территорий этих предприятий, а также отработанных технологических растворах различного назначения - смазочно-охлаждающих жидкостях, моечных и обезжиривающих растворах и тому подобных эмульсиях производственного назначения.
Источниками попадания нефти в водоемы с речных и морских судов являются [3]:
1) слив балластных и промывочных вод из грузовых отсеков танкеров;
2) слив льяльных вод машинно-котельных отделений, а также смывка топливных бункеров и воды, принятой в опорожненные топливные цистерны в качестве балласта.
В настоящее время накоплен достаточно большой опыт для оптимального решения большинства технологических и технических проблем, возникающих при очистке судовых НВ. Вместе с тем, во многих случаях на практике реализуются проекты, в которых не учтены особенности состава нефтесодержащих стоков и свойства содержащихся в них загрязняющих веществ. Так, в первую очередь не учитывается то, что судовые НВ являются многокомпонентными и многофазными водными системами.
НВ практически всегда одновременно с нефтепродуктами содержат также механические частицы, поверхностно-активные вещества, органические соединения и во многих случаях тяжелые металлы. При разработке технологических схем очистки кроме многокомпонентное™ этих сточных вод необходимо непременно учитывать состояние и степень агрегативной устойчивости нефтепродуктов, содержащихся в сточных водах (рис. 1) [1].
Обычно нефтепродукты находятся в НВ в неэмульгированном, грубоэмульгиро-ванном, тонкоэмульгированном и молекулярном состояниях. В зависимости от условий образования, концентрации примесей и состава сточных вод в них преобладают нефтепродукты в том или ином фазово-дисперсном виде. При высоких концентрациях их и отсутствии в стоках стабилизирующих веществ, в первую очередь поверхностноактивных, основное количество нефтепродуктов находится в виде крупных капель.
П Фазовое состояние
Нефтепродукты, образующие в воде поверхность раздела (нерастдоренные нефтепродукты)
Нефтепродукты, не образующие в воде поверхность раздела (растворенные нефтепродукты)
Соетояное нефтепродуктов в судовых НВ
Дисперсное состояние
Н «эмульгированные нефтепродукты
Гру боэмульгироваи-ные нефтепродукты
Т онкоэмульгирован-мыс нефтепродукты
Степень стабильности
Нестабилязированные
частицы
нефтепродуктов
Сдабостабклтохро-ванные частицы нефтепродуктов
Силькостабилизиро-вакные частицы нефтепродуктов
Рис. 1. Характеристика состояния нефтепродуктов в судовых НВ
В случае низких концентраций нефтепродуктов, практически все они находятся в тонкоэмульгированном состоянии, тем более при наличии в сточных водах стабилизирующих веществ. Образование высокодисперсных эмульсий происходит в результате механического диспергирования нефтепродуктов в стоках, главным образом, при перекачке и движении НВ в трубопроводах.
Тонкоэмульгированные частицы нефтепродуктов в сточных водах могут быть не-стабилизированными, слабостабилизированными или сильностабилизированными содержащимися в стоках ингредиентами. Стабилизирующее действие проявляют находящиеся в сточных водах ПАВ, высокомолекулярные органические соединения, а также твердые примеси коллоидной степени дисперсности. Чаще всего на практике агрегативная устойчивость тонкоэмульгированных примесей обеспечивается анион-
херов;
мывка топливных качестве балласта, тимального реше-ощих при очистке 1>ТОТСЯ проекты, в и свойства содер-ютывается то, что ши системами, ржат также меха-! соединения и во сих схем очистки гменно читывать содержащихся в
, грубоэмульгиро-«:имости от усло-них преобладают их концентрациях :дь поверхностно-|упньгх капель.
•po-
rn
*ро-
в
;е они находятся в ■ос водах стабили-исходит в резуль-ным образом, при
[ах могут быть не-билизирова иными ►не проявляют на-кие соединения, а всего на практике :ечивается анион-
ными и неионогенными ПАВ, которые используются для приготовления разнообразных технологических растворов или сбрасываются в сточные воды после применения дія каких-либо других технологических целей.
Значения основных показателей НВ приведены в табл. 1 [7].
Таблица 1
Значения основной показателей судовых НВ
Показатели Пределы величин
Взвешенные вещества (ВВ), мгУдм1 75.. 2200
БПК5, мг/дм3 84. .320
Коли-индекс, кол/дм3 1,1-10* ..41010
pH 6,5. ..8,5
Концентрация нефтепродуктов, мг/дм 130.. 18000
Источники и количественные потери нефти при эксплуатации судов указаны в табл. 2 [3].
Таблица 2
Источники и количественные потери нефти
Источники потерь Количественные потери нефти, %
Прием топлива 30,5
Перекачка топлива с судна на судно 27,0
Откачка льяльных вод за борт 18,5
Погрузочно-разгрузочные операции танкеров 13,5
Неисправности шлангов 3,0
Отказы механизмов и арматуры 2,0
Переполнение топливных цистерн 2,0
Случайные столкновения, связанные с повреждением корпуса 1,0
Прочие причины 2,5
Определение содержания нефтепродуктов в НВ необходимо не только для оценки потерь нефти, но и для выявления влияния его на работу судовых очистных устройств.
Как установлено, нефть в НВ располагается слоями [3]. Схема ее распределения представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема распределения нефтепродуктов в льяльных колодцах:
1 - практически «чистая нефть»; 2 - свободно взвешенная нефть; 3 - стойкая нефгеводяная эмульсия; 4 - вода с содержанием нефти (80. . 120) мг/л.
Для оценки потерь нефти в НВ на ходовом режиме, кг/сут, можно пользоваться зависимостью, а также исходя из нормативов, представленных в источнике [5].
^*(55 + 65)10-4 (1)
где N6 - мощность главного двигателя, кВт, а для режимов, отличных от ходового,
Сн.сто*н * (°-5 + °-7°) • С„.хЫ> (2)
Таблица 3
Нормативы накоплений нефтесодержащих вод на серийных судах [5]
Номер группы Мощность главных двигателей, кВт Скорость накопления, м3/сут
1 До 110 0,1
2 110...360 0,2
3 360...736 0,3
4 Свыше 736 0,4
5 Суда на подводных крыльях и другие скоростные суда 0,1
2. Способы удаления судовых нефтесодержащих вод
С целью регулирования и устранения негативных последствий, вызванных загрязнением окружающей среды, во многих странах были приняты и ратифицированы Международные соглашения, а также разработаны Национальные программы по предотвращению загрязнения окружающей среды и, в первую очередь, водоемов.
Так как каждое судно является источником загрязнения окружающей среды сточными водами, сухим мусором, пищевыми отходами и нефтепродуктами, то в 1973 г. Международной морской организацией (ИМО), являющейся органом ООН, была принята Международная Конвенция, которая была дополнена в 1978 г. и получила название МАРПОЛ 73/78 по предотвращению загрязнения с судов.
В соответствии с требованиями Конвенции, все морские суда, а также суда смешанного «река - море» плавания должны быть оборудованы или техническими средствами очистки НВ, или сборными танками, что подтверждается выдачей этим судам Международного свидетельства о предотвращении загрязнения водоемов.
Согласно Правилам Российского Речного Регистра (ПРРР) [9] установлены два способа удаления НВ с судов:
- сдача загрязнений на внесудовые (береговые или плавучие) водоохранные технические средства;
- переработка загрязнений непосредственно на борту судна с помощью судового оборудования.
Судовыми водоохранными техническими средствами являются: система очистки нефтесодержащих вод (СОНВ), цистерны исходной и очищенной воды с трубопроводами, а также контрольно - измерительная аппаратура.
К внесудовым водоохранным техническим средствам относятся:
1) суда - сборщики загрязнений - суда, предназначенные для приема с других судов НВ для последующей передачи их на береговые очистные сооружения или специализированные очистные суда;
2) специализированные причалы для приема НВ;
3) специализированное очистное судно - самоходное или несамоходное судно, предназначенное для приема всех или части загрязнений, скапливающихся на судах, и последующей их переработки.
В последнее время наметилась тенденция к применению второго способа для крупных пассажирских и грузовых судов как внутреннего, так и смешанного «рекаморе» плавания, на которых устанавливаются собственные СОНВ. Это позволяет резко сократить или полностью ликвидировать простои судов, возникающие из-за сдачи загрязнений на специализированные суда или береговые сооружения.
Процесс очистки НВ сопровождается образованием осадков (шламов), которые необходимо размещать в отдельных цистернах (емкостях) с дальнейшей их сдачей на берег или специализированные суда, или перерабатывать непосредственно в судовых условиях. На борту судна основным способом переработки осадков НВ является их сжигание в инсинераторах и вспомогательных котлах [3].
Условия сброса НВ в водоемы определяется нормативными документами [6, 8, 10].
На основе анализа информации, приведенной в нормативной документации [6, 8, 10], можно сделать вывод, что требования, предъявляемые отечественными стандартами к предельным значениям нормируемых показателей качества очистки НВ, находятся в более узком диапазоне, чем международные.
3. Судовые системы очистки нефтесодержащих вод и особенности их действия
Суда мирового флота укомплектованы разнообразными СОНВ.
Все судовые СОНВ оснащены штатными приборами, контролирующими степень очистки НВ, а также системой управления запорными клапанами, отливным клапаном за борт и сигнализацией их положения. В случае превышения допустимого содержания нефтепродуктов в воде, сбрасываемой за борт, установка возвращает воду обратно в накопительную цистерну.
Ниже рассмотрены наиболее распространенные СОНВ и особенности их действия.
1) Судовые СОНВ типа «ФРАМ» (Голландия), «ФРАМАРИН» (Голландия), «САРЕКС» (США), «СОФРАНС» (Франция), «АКВАМАРИН» (Швеция), «HAMWORTHY MARINE» (Великобритания), «ТУРБОЛО» (Германия). «ТЕША» (Германия), «М 10» (Япония) сочетают в себе методы отстаивания и коалесценции [4].
Принципиальная схема системы "ФРАМ" (Голландия) показана на рис. 3. В схему включен: отстойный сепаратор 4, два коалесцирующих фильтра патронного типа 1 и 6 и винтовой насос 9. Система работает в напорном режиме (насос установлен перед первой ступенью очистки).
Последней ступенью очистки в системе "ФРАМ" является коалесцирующий фильтр 6. Система управления установки обеспечивает автоматический сброс накопленных в сепараторе нефтепродуктов, а также прекращение сброса очищенной воды за борт, если концентрация нефтепродуктов в очищенной воде превысит допустимое значение 15 мг/л.
В эксплуатации такая схема обработки приводит к ускоренному загрязнению коа-лесцирующего патрона и необходимости его замены. Наличие механических примесей в судовых НВ также приводит к снижению его ресурса. Кроме этого, данные системы нельзя использовать для речных судов.
Эти недостатки присущи и остальным системам, где используются методы отстаивания и коалесценции.
2) Судовые СОНВ типа «ПП Матик» работают по принципу' отстаивания и адсорбции [4].
Принципиальная схема системы "ПП МАТИК" (Швеция) представлена на рис 4. В ней использована вакуумная прокачка НВ.
Системы данного типа обеспечивают очистку обрабатываемых вод до концентрации нефтепродуктов 15 мг/л. Для более тонкой очистки требуется дополнительная ступень. Этот факт делает невозможным использование этих систем на судах внутреннего плавания, что и является основным недостатком.
Рис. 3. Схема СОНВ "ФРАМ":
1,6- фильтры коалесцирующие, 2,11,12 - клапаны электромагнитные, 3 - устройство поплавковое, 4 - сепаратор отстойный, 5 - коллектор, 7 - дифманометр, 8 - блок наклонных пластин, 9-насос винтовой, 10-цистерна исходных НВ, 13-прибор контроля содержания нефти в НВ.
Отвод нефтепродуктов
£ ')» борт
На повторную обработку
Рис. 4. Схема СОНВ «ПП Матик»:
1 - насос вакуумный, 2 - отстойник, 3,5,6- клапаны -электромагнитные, 4 - датчик уровня нефтепродуктов, 7 - емкость сборная, 8 - фильтр тонкой очистки 9 - цистерна исходных НВ, 10 - прибор контроля содержания нефти в НВ.
К преимуществам можно отнести малое энергопотребление.
3) Метод отстаивания и фильтрации применяется в системах типа «ГИДРОПУР» (Франция), «УСФА» (Россия), «1ШО» (Германия).
Очистка НВ в системе «ГИДРОПУР» осуществляется в двух основных элементах: отстойнике 8 и в фильтре тонкой очистки 5 рис. 5.
Опыт эксплуатации СОНВ "ГИДРОПУР" показал, что нередки случаи быстрого загрязнения фильтрующего материала из-за недостаточно эффективной работы блока гравитационного разделения (отстойника). Это является основным недостатком данного типа систем.
4) Метод биохимической очистки используется в СОНВ типа «ПЕТРОЛИМИНАТОР - 630».
Принцип работы биохимической СОНВ основан на биокорреляции НВ до уровня содержания в них нефтепродуктов около 1 мг/л. На рис. 6 представлена схема системы "ПЕТРОЛИМИН АТОР-63 0".
ЯУОД)ХТО»
2Е!
ройство поплав-юнных пластин, ня нефти в НВ
торную обработку
датчик уровня ерна исходных
*па «ГИДРОПУР»
ювных элементах:
с случаи быстрого шой работы блока недостатком дан-
СОНВ типа
иии НВ до уровня ;на схема системы
Рис. 5. Схема СОНВ "ГИДРОПУР":
1, 4 - датчики верхнего и нижнего уровня, 2 - насос вакуумный, 3 - приемный бак, 5 - фильтр тонкой очистки, 6,10, 12,13 - клапаны электромагнитные, 7 - коллектор, 8 - отстойник, 9 - элемент воронкообразный, 11 - цистерна исходных НВ, 14 - прибор контроля содержания нефти в НВ.
Рис. 6. Схема СОНВ "ПЕТРОЛИМИНАТОР-бЗО"
1,5- насос поршневой, 2 - отстойник, 3, 6, 8,11 - клапаны электромагнитные, 4 датчик уровня нефтепродуктов, 9 - носитель катализатора сотового типа, 7 - цистерна сбора обработанных НВ, 10- цистерна исходных НВ, 12 - прибор контроля содержания нефти в НВ
Процесс обработки в системе состоит из трёх фаз: отстой, разрушение нефтепродуктов в биологическом слое и окончательная очистка воздействием бактерий.
Наиболее существенным недостатком является длительность процесса очистки и обязательная стабильность подачи НВ. Это обусловлено особенностью взаимодействия биологических организмов с углеводородами в НВ.
5) Судовые системы «ОСНВ 4» (Россия) производят комплексную очистку НВ, сочетая методы коалесценции, флотации и озонирования для обеззараживания (рис. 7).
Многоступенчатые СОНВ данного типа позволяют производить очистку НВ до концентрации нефтепродуктов в них до 1 мг/л. Этому способствует применение озона в качестве финишной обработки.
К недостаткам можно отнести сложную конструкцию системы и трудности в наладке оборудования, а также высокую стоимость.
6) Система термического обезвреживания судовых нефтесодержащих вод типа «КУТО» изображена на рис. 8.
Рис. 7. Схема СОНВ «ОСНВ 4» (НПО «Судоремонт»):
1 - фильтр коалесиирующий, 2 - флотатор, 3 - датчики-реле раздела сред, 4 - колонна контактная, 5 - бачок вакуумный, 6 - фильтр напорный, 7 - насос, 8 - клапан манипулятор, 9 - танк напорный, 10, і 1 - эжектор, 12-прибор контроля содержания нефти в НВ «Флюорат-411».
Рис. 8. Система термического обезвреживания НВ:
1 - реакторы; 2 - узел подачи сжатого воздуха; 3 - аэратор; 4 - УФО; 5 - узел подготовки ВТЭ; 6 - котел; 7 - система огневого обезвреживания; 8, 24 - дегазаторы; 9 -цистерна исходных НВ; 10 - очищенная вода; 11 - подача пены и осадка, 12 - компрессор;
13, 25 - фильтры воздушные; 14, 16, 19,20,23,27-насосы; 15, 17, 18,22,6-аппараты теплообменные; 21 - диспергатор; 26- прибор контроля содержания нефти в НВ,
Система состоит из элементов: установка флотационной очистки (УФО) - для очистки НВ от взвешенных веществ, нефтепродуктов и СПАВ методом безреагентной напорной флотации; узла огневого обезвреживания извлеченных во флотаторе загрязняющих веществ в топке парогенератора; обработки НВ методом жидкофазного окисления при температуре (140...200)°С и давлении (1,5...2,2) МПа, прошедших предварительную очистку в УФО.
Основным недостатком данных СОНВ является высокая энергоемкость процесса очистки, большая номенклатура оборудования и сложность его обслуживания. Кроме того, для эксплуатации данных систем необходимо котельное оборудование с выработкой пара высоких параметров. Данная СОНВ не получила широкого применения на флоте.
Представленные типы СОНВ являются наиболее распространенными на современных судах внутреннего и смешанного «река - море» плавания. Сравнительный анализ удельных показателей позволяет определить наиболее эффективные из них (табл. 4).
Таблица 4
Удельные показатели систем очистки судовых нефтесодержащих вод
Метод обработки
■г Физико-химический
Удельные показатели Биохимический Петролимннатор 6301 «ФРАМ» [**] «ПП МАТИК» [**] «ГИДР011УР» 1**] «ОСНВ 4» [♦] «КУТО» [***|
Концентрация нефтепродуктов после обработки, мг/л 1 15 15 15 1 8
Мощность, кВт/(м3/сут) 1,8 1,6 1,7 1,4 1,9 3
Производительность, м /сут 5 5 5 5 5 5
Г абариты, м>/(м3/сут) 2,4 1,22 1,43 1.12 0,95 3,3
Потребляемая мощность за год. кВт 3285 2920 2860 3150 3158 5475
Вид дезенфектанта - - - - озон пар
Наличие расходного материала (кроме дезенфектанта) ил
) данные ФГУП ЦКБ НПО «Судоремонт»
* ) данные Одесской национальной морской академии
***) данные ОАО «Дальневосточный научно-исследовательский ин-
ститут технологии судостроения»________________________________
Очевидно, что системы, обрабатывающие НВ физико-химическим методом при заданной производительности, имеют более низкие показатели энергопотребления и меньшие габаритные размеры, чем биохимические СОНВ.
Биохимические СОНВ обеспечивают более глубокую очистку НВ. чем физикохимические СОНВ. Однако при этом они нуждаются в дополнительном расходном материале, а именно, биологическом иле, что способствует увеличению эксплуатационных расходов. Кроме того, необходимо учитывать длительность процесса очистки НВ и трудности при пуско - наладочных работах.
Метод жидкофазного окисления, реализованный в КУТО, обеспечивает нормативные показатели качества очистки НВ [6, 8], однако является значительно более энергоемким по сравнению с физико-химическими методами очистки. Кроме того, в качестве дезенфектанта в КУТО используется пар, что делает практически невозможным ее использование на современном флоте в виду отсутствия пара высоких параметров.
Таким образом, можно констатировать, что в настоящее время на судах внутреннего и смешенного «река-море» плавания, наиболее перспективными являются СОНВ с физико-химическим методом обработки. В качестве обеззараживания чаще всего применяется озон.
4. Принципиальная схема предлагаемой судовой СОНВ
На основе проведенного анализа различных типов систем, авторами предлагается новая принципиальная схема судовой СОНВ. В отличие от других в ее состав были включены простые, но в то же время весьма эффективные узлы. К ним относятся: гидроциклоны, имеющие минимальные массо-габаритные размеры, вертикальный отстойник, струйные насосы в виде эжектора.
Предлагаемая принципиальная схема СОНВ позволит производить глубокую очистку и обеззараживание поступающих на обработку НВ (рис. 9).
Воздух из атмосферы
Рис. 9. Принципиальная схема судовой системы очистки нефтесодержащих вод
I - насос винтовой; 2 - трехпродуктовый гидроциклон; 3 - двухпродуктовый гидроциклон,
4 - озонатор; 5 - деструктор озона; 6 - фильтр контактный; 7 - цистерна - отстойник; 8 - шламоприемный отсек; 9 - цистерна накопления нефтепродуктов; 10 - эжектор водовоздушный;
II - прибор контроля концентрации нефтепродуктов; 12 - клапан электромакнитаый.
Части схемы сгруппированы в три отдельных и последовательно соединенных блока: предварительной (поз. А), основной (поз. Б) и финишной очисток (поз. В).
A) Блок предварительной очистки.
Включает в себя сборную цистерну-отстойник исходных НВ. Очистка происходит в статическом режиме и сопровождается выделением нефтепродуктов и тяжелых примесей.
Б) Блок основной очистки.
Он состоит из батареи гидроциклонных аппаратов (трехпродуктового и двухпродуктового) и предназначается для дальнейшего выделения механических примесей и грубодисперсных нефтепродуктов из поступающих на обработку стоков.
B) Блок финишной очистки.
Служит для более тонкой очистки предварительно обработанных НВ. Это достигается за счет использования контактного фильтра (патент РФ № 2162061) с загрузкой из активированного угля и судового озонатора.
Задачами системы являются:
- повышение эффективности обработки судовых НВ;
- уменьшение массо-габаритных показателей системы очистки;
- обеспечение возможности повторного использования продуктов после очистки в технических целях.
¡я на судах внутрен-jmh являются СОНВ кивания чаше всего
горами предлагается их в ее состав были й. К ним относятся: •еры, вертикальный
>дить глубокую очи-
За борт
Напоеторную / обработку
жатих вод шй гнзроииклон; стойник. 8 - шла-I водовотцушный:
ИТНьШ-
гельно соединенных 1ИСТОК (поз. В).
•чистка происходит в и тяжелых примесей.
уктового и двухпро-ических примесей и стоков.
гных НВ. Это дости-2162061) с загрузкой
стов после очистки в
В цистерне-отстойнике (поз. 7) происходит отстаивание в статическом режиме исходных НВ. Тяжелые примеси концентрируются в нижней части емкости, для сбора которых предусмотрен шламоприемный отсек (поз. 8). Нефтепродукты накапливаются в верхней части цистерны-отстойника, откуда самотеком отводятся в цистерну накопления (поз. 9)
Отстоявшиеся НВ из исходной цистерны-отстойника (поз. 7) подаются винтовым насосом (поз. 1(1)) в блок основной очистки (поз. Б). Трехпродуктовый гидроциклон (поз. 2) в поле центробежных сил производит разделение эмульсии на три составляющие фазы: тяжелые примеси, легкие нефтепродукты и очищенную жидкость. Тяжелые примеси отводятся в шламоприемный отсек (поз. 8), нефтепродукты в цистерну накопления (поз. 9), а очищенная жидкость подается на последовательно присоединенный двухпродуктовый гидроциклон (поз. 3). В нем происходит дальнейшее разделение эмульсии. Выделяется остаточный нефтепродукт, а осветленная вода насосом (поз. 1(2)) подается на блок финишной очистки (поз. В).
Озонатор (поз. 4) вырабатывает окислитель (03) и через водовоздушный эжектор (поз. 10) подает смесь в контактный фильтр (поз.6), где происходит разрушение тон-коэмульгированных нефтепродуктов и сорбция на активированном угле. Очищенная до нормируемых показателей концентрации нефтепродуктов (5 мг/л) вода сбрасывается за борт через электромагнитный клапан (поз. 12(2)). Контроль степени очистки фиксирует прибор (поз. 11), установленный на выходе из системы. В случае превышения уровня концентрации нефтепродуктов очищенная жидкость направляется в цистерну-огстоиник исходных НВ через электромагнитный клапан (поз. 12(1)).
Как свидетельствует многолетняя практика [1], надежная качественная очистка НВ возможна исключительно при реализации многоступенчатых технологических схем извлечения нефтепродуктов и других загрязняющих ингредиентов. Попытки использования простых решений для получения очищенных вод требуемого качества дают только кратковременный эффект и не пригодны при длительной эксплуатации очистных систем.
Список литературы
[1] Актуальные проблемы очистки нефтесодержащих сточных вод С.O.K. № б / 2007., Национальный университет водного хозяйства и природопользования, К.Л. Прокопьев, С.В. Олифе-рук, А.П. Романенко, г. Ровно (Украина).
[2] Водоподготовка: Учеб пособие для вузов / Б.Н. Фрог, А.П. Левченко; под ред. Г.И. Нико-ладзе. - М.: МГУ, 1996. - 677 с.
[3] Грановский М.Г. Универсальная электроустановка для очистки жидкостей на судах. - J1.: Судостроение, 1978. - 92 с.
[4] Ермошкин Н.Г., Калугин В.Н., Корнилов Э.В., Кулешов И.Н. Судовые установки очистки нефтесодержащих вод: Учебн, пособие. - Одесса: Феникс. - 44 с.
[5] Курников А.С. Концепция повышения экологической безопасности судна. - Н. Новгород: Изд-во ВГАВТ, 2002. - 80 с.
[6] Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года и Протокола 1978 года. - М: ЦРИА «Морфлота, 1980. - 364 с.
[7] Оценка эффективности новых технических решений по экономии топливных ресурсов на речных судах// Отчет по НИР. Руковод. В.А Кутыркин, № 944607. - Н. Новгород: ВГАВТ, 1994. — 113с.
[8] Правила предотвращения загрязнения внутренних водных путей сточными и нефтесодср-жащими водами с судов: ПР 152-002-95. Введ. 01.12.95 - М.: Минтранс РФ, 1995. - 26 с.
[9] Российский Речной Регистр. Правила: В 3 т. - Введ. 01.10.96. - М: Марин Инжиниринг Сервис. 1995.
[10] Суда внутреннего и смешанного (река — море) плавания. Санитарные правила и нормы: СанПин 2.5.2-703 - 98. Введ. 01.01.99 - М.; Минздрав России, 1998. - 144 с.
TOPICAL PROBLEMS OF SHIPS OILY WASTE WATER TREATMENT
A. 0. Pisarev, A. S. Kurnikov
This report concerns to a problem of ships waste water treatment. The analysis of efficiency of the systems, which have already existed was made. The conclusions about advantages different kind of methods were made. The new principal scheme of system was constricted by authors which based on the analysis.
УДК 627.746
Н. Ф. Попов, д. т. н., профессор.
Н. Н. Арефьев, к. т. н., доцент.
А. Е. Групдуль, аспирант, ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА УСИЛИЙ В СВЯЗЯХ И ПАРАМЕТРОВ ДВУХОПОРНОГО ГРУНТОПРОВОДА ДЛЯ ЗЕМЛЕСОСА ПР. 1-517-03
Приведена методика и результаты расчёта усилий в связях и параметров двухопорного грунтопровода для землесоса пр. 1-517-03. Предложен вариант двухопорного грунтопровода для дальнейших расчётов.
В настоящее время основу дноуглубительного флота Волжского ГБУ ВП и С составляют высокопроизводительные землесосные снаряды проекта 1-517-03. Благодаря высокой производительности они обеспечивают сравнительно низкую себестоимость извлечения и транспортирования грунта кубометра грунта. Традиционно они используются с гибким плавучим грунтопроводом длиной 500-600 м.
Однако при углублении Волго-Каспийского канала, ширина которого составляет в настоящее время 100 м и требуется укладка грунта на мелководье длина грунтопровода может быть уменьшена в 5-6 раз, что позволит существенно снизить расход топлива и смазочных материалоз на кубометр извлекаемого и транспортируемого грунта.
Весьма серьёзным препятствием для работы землесоса пр. 1-517-03 с традиционным гибким плавучим грунтопроводом в этих условиях является ветро-волновой режим. Многолетняя практика показывает, что при высоте волны 0,5 м и выше разрываются шаровые соединения и связи между понтонами.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что в этих условиях могут использоваться самоотвозящие земснаряды или землесосы с подвесными грунтопроводами. Однако первые имеют низкие технико-экономические показатели процесса дноуглубления, а вторые - ограниченную дальность отвода грунта.
Поэтому специалистами Волгоградского РВП и Волжского ГБУ ВП и С была поставлена ВГАВТ задача разработать новые средства отвода грунта для указанных выше условий, способные не только функционировать в условиях ветрового волнения, но и обеспечивать работу землесоса с более высокой производительностью по грунту и повышенным коэффициентом использования рабочего времени. При этом дальность отвода грунта должна быть не менее 100м, а осадка нового грунтопровода не более осадки гибкого существующего. По сравнению с гибкими плавучими грун-
