Измерение уровня нефти в воде (OIW) долгое время было сложной задачей из-за изменчивости анализируемого материала и среды измерения.

 

Определение уровня содержания нефтепродуктов в воде с помощью УФ-флуоресценции

Анализ нефти в воде - это глобальная проблема, которая затрагивает многие отрасли, аналитические методы и регулирующие органы. Из-за негативного воздействия нефти на окружающую среду существуют строгие ограничения на количество нефти, допустимого в воде. Несоблюдение этих ограничений может привести к большим штрафам. В то время как любая отрасль, выпускающая добываемую воду, нуждается в проверке на наличие нефти в воде, ее конкретные потребности могут различаться в зависимости от отрасли. Нефтяная отрасль больше всего заботится об измерении общего количества масел и смазок (TOG) в сточных водах. Для промышленной предварительной очистки сточных вод, общественных водоочистных сооружений и большинства других отраслей, не связанных с нефтяной промышленностью, сбрасывающих добываемую воду, наиболее важно проверить содержание масел и жиров (FOG) в их стоках. FOG отличается от TOG тем, что он содержит большое количество животных и растительных компонентов в нефти. FOG может быть особенно опасным в сточных водах, потому что это может привести к засорению канализационных линий, что вызывает переполнения канализации (SSO).

Специалисты, ответственные за проведение измерений нефти в воде, понимают, что данные измерения являются сложной комплексной задачей. Сточные воды из разных источников могут содержать много разных видов углеводородов, каждый из которых имеет различный химический состав. Помимо отсутствия химической однородности во множестве масел, было разработано большое разнообразие методов количественного определения нефтепродуктов в сточных водах.

Измерение уровня нефтепродуктов в воде (OIW) долгое время было сложной задачей из-за изменчивости анализируемого материала и среды измерения. Нефть, в зависимости от ее компонентов, может сильно различаться по растворимости в воде и может создавать эмульсии капель с очень переменным размером. Эта изменчивость в значительной степени зависит от применений, в которых используется вода, и проблема является наиболее серьезной при проведении оперативного анализа.

Существенной задачей при применении методов, отличных от лабораторного анализа, является подтверждение корреляции между концентрацией масла и показаниями прибора, когда это применимо. В большинстве случаев обнаружение загрязнения, когда оно превышает некоторый допустимый или нормативный порог, является достаточным.

Практический Пример

В недавнем проекте ультрафиолетовый флуоресцентный датчик, чувствительный к полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ), был испытан на теплообменнике на заводе по производству газа. Реакция датчика на утечку масла оказалась быстрой и значительной.

В эксперименте участвовал датчик нефтепродуктов Hach FP 360 scнастроенный на флуоресцентные ПАУ, обычно присутствующие в нефтепродуктах, которые в основном являются производными нафталина, антрацена и фенантрена. Их общей структурной особенностью является система сопряженных связей, которые придают им флуоресцентные свойства.

В качестве испытательного полигона была выбрана установка Linde Industrial Gases на юго-западе Колорадо, поскольку персонал предприятия был обеспокоен частыми утечками теплоносителя в охлаждающую воду, что вызывало проблему, когда масло превышало порог в 10 ppm. Эти утечки загрязняют воду в теплообменнике нефтепродуктами, что делает невозможным его использование в целях охлаждения. Проблемы, вызванные такими утечками, варьируются от относительно незначительных неудобств и очистки до значительного, дорогостоящего инцидента, приводящего к полной остановке завода и потерям в тысячи долларов.

Система Мониторинга

Датчик Hach FP 360 sc (0-5000 ppb, с титановым корпусом) использовался для контроля подачи пробы из водовыпускного отверстия теплообменника. Система была установлена в подсобном сооружении, в котором находилась система подачи химических веществ для контроля коррозии вблизи градирни. Датчик был подключен к sc-контроллеру, который был оснащен платой реле, способной отправлять аналоговый сигнал либо на центральный пост мониторинга, либо локально отображать сигнал тревоги в случае превышения предписанного уровня OIW.

Другой возможностью для удаленного доступа и управления была опция беспроводной связи, включенная через глобальную пакетную радио службу (GPRS), предоставляемую большинством компаний сотовой связи.

Результаты

После нескольких дней нормальной работы с показаниями, близкими к нулю, была обнаружена утечка масла из теплообменника в воду градирни. За считанные минуты зонд записал данные, показывающие, что уровень наличия нефтепродуктов в воде изменяется от нуля до 100 процентов (относительная шкала).

Эта мгновенная реакция датчика на утечку помогла персоналу предприятия довольно быстро начать контрмеры, чтобы предотвратить крупномасштабную аварию.

В дополнение к потерям по нефти компании пришлось очистить загрязненную охлаждающую воду, используя дополнительный биоцид, маслопоглощающие маты, увеличить уровень хлора, слить всю градирню, а затем восстановить уровни хлора и полимера в охлаждающей воде.

Описание Датчика Нефтепродуктов FP360 sc

Hach FP 360 sc - это новый подход к решению конкретной задачи обнаружения нефти в воде в широком диапазоне концентраций. Как и для любого технологического прибора, зонд снижает частоту лабораторных анализов. Одним из основных преимуществ конструкции зонда является возможность размещать прибор практически где угодно, а УФ-флуоресцентная технология обеспечивает высокую чувствительность и специфичность анализа OIW (наличие нефти в воде).

Датчик, предназначенный для измерений на месте, не имеет движущихся частей или насосов для обслуживания. Техническое обслуживание ограничивается простой периодической очисткой измерительного окна датчика, калибровкой его электроники каждые два года и заменой ксеноновой лампы каждые четыре года. Блок очистки доступен для применений с низким расходом, где существует вероятность загрязнения.

Например, когда датчик погружен в медленно движущийся загрязненный образец, очистка может потребоваться ежедневно или даже чаще, в зависимости от состояния образца и его происхождения. Для погруженных установок очистка может быть выполнена на месте, если это необходимо, в случае если зонд оснащен дополнительной системой автоматической очистки струей воздуха, управляемой с того же контроллера.

В случае предварительной фильтрации проточной кюветы и пробы техническое обслуживание может состоять только из периодической очистки фильтра, установленного в линии отбора пробы, питающей проточную кювету. Фактически, на большинстве заводов не проводилось техобслуживание датчика в течение более 45 дней испытаний.

Преимущества Метода УФ-флуоресценции Совместно с Использованием Датчика Нефтепродуктов FP360 sc

• Сигналы, излучаемые цифровым флуоресцентным УФ-датчиком FP360, оказались пропорциональными концентрации нефти в воде;
• Датчик нефтепродуктов FP360 sc адекватно и специфически реагирует на нефтепродукты, содержащие ПАУ, включая сырую нефть;
• Датчик нефтепродуктов FP360 sc обеспечивает лучшую чувствительность и селективность в анализе OIW, чем УФ-поглощение;
• Производительность датчика можно улучшить, внедрив специально разработанную проточную ячейку, обеспечивающую более быстрый поток, и / или автоматизированную систему очистки для монтажа в открытом канале;
• Отклик датчика может быть откалиброван с использованием либо имеющихся в продаже стандартов, либо на основе анализа взятой пробы;

Компания АкваАналитикс является официальным представителем Hach в России и странах СНГ. Для получения подробной информации о методах и инструментах для определения нефтепродуктов в воде свяжитесь с нашими специалистами удобным для вас способом. Пишите нам на почту info@aquaanalytics.ru, звоните по указанным телефонам на странице Контакты или используйте форму обратной связи.