Способ получения сорбента для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества

 

Изобретение относился к способам получения сорбентов для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества, и может быть использовано в природоохранной технологии различных отраслей техники. Целью изобретения является увеличений емкости сорбента и повышение его прочности , а также обеспечение повторного использования сорбента. Для осуществления способа получения сорбента для обезвреживания жидких отходов коагулянтом очистки нефтесодержащих вод коагулянт вносят в поры вспученного вермикулита с последующей сушкой и карбонизацией. Коагулянт вводят в количестве 20-250% от массы вермикулита . Это позволяет вести подготовку сорбента на основе коагулянта и по- , следующее загущение и обезвреживание отходов с использованием относительно крупных (размером 1-7 мм), а не тонкодисперсных порошков коагулянта (1- 20 мкм), что существенно упрощает аппаратурное оформление способа, а также способствует более эффективному обезвреживанию отходов. 2 з.п. ф-лы, 8 табл. о Ј (Л

союз СОВетсних

СОЭВЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1) С 02 F 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flo изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ П<НТ СССР (21) 44 364 18/26 (22) 12,02.88 (46) 15.02.91. Бюл. !1 - 6 (71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт неметаллор-одной л омьппленности и Севастопольский опытно-показательный морской рыбный горт (72) Ю.М.Ильин, Н.Н.Черниговский, В.П.Самойлов, В.С.Сергеев и Ф.И.Юшутнн (53) 663.63.8(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 715498, кл . С 02 F 1/52, 1978 . (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение относится к способам получения сорбентов для обезвре" живания жидких отходов, содержащих органические вещества, и может быть использовано в природоохранной техноИзобретение относится к способам получения сорбентов для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества,и может быть использовано в природоохранной технологии различных отраслей техники, например в химической промьапленности, производстве строительных материалов, на морском и речном флоте.

Цель изобретения — увеличение емкости сорбента и повьппение его проч„„SU„„1627525 А 1

2 логии различных отраслей техники.

Целью изобретения является увеличениемкости сорбента и повышение его прочности, а также обеспечение повторного использования сорбента. Для осуществления способа получения сорбента для обезвреживания жидких отходов коагулянтом очистки нефтесодержащих вод коагулянт вносят в поры вспученного вермикулита с последующей сушкой и карбонизацией. Коагулянт вводят в количестве 20-250Х от массы вермикулита. Это позволяет вести подготовку сорбента на основе коагулянта и последующее загущение и обезвреживание отходов с использованием относительно крупных (размером 1-7 мм), а не тонкодисперсных порошков коагулянта (120 мкм), что существенно упрощает аппаратурное оформление способа, а также способствует более эффективному обезвреживанию отходов. 2 з.п. ф-лы, 8 табл. ности, а также обеспечение повторного использования.

Для осуществления способа перед сушкой и карбониэацией коагулянт очистки нефтесодержащих сточных вод вносят в поры вспученного вермикулита путем пропитки в количестве 20-250К от массы вермикулита, после сушки и карбониэации полученный сорбент может использоваться для повторного погло" щения коагулянта очистки нефтесодер1627525 жащих вод или других жидких отходов, содержащих органические вещества.

Общее количество циклов пропитка" карбониэация ограничено объемным заполнением пор продуктами пиролиза, но не превьппает три цикла ввиду потери механической прочности вермикулитом при прокаливании. При обезвреживании жидких отходов с содержанием воды более 257 (обычно 25-75X) для облегчения процесса термического обезвреживания во вспученный вермикулит дополнительно могут быть введены отходы деревообработки (опилки, стружка) 15 в количестве до 200Х от массы вспученного вермикулита.

Верхний предел насыщения вспученного вермикулита жидкими отходами обусловливается количеством жидкости, 20 которую вмещает материал без отстоя жидкой фазы, т.е. при таком насыщении сорбент может транспортироваться и храниться как сыпучий материал. Нижний предел насыщения вспученного вер- 25 микулита коагулянтом очистки нефтесодержащих вод обусловливается минимальным количеством нефтепродуктов, необходимых для модификации поверхности вспученного вермикулита с целью полу- 30 чения сорбента для дальнейшего поглощения органической составляющей отхода. Оптимальное соотношение компонентов при повторных циклах поглощениекарбониэация определяется для кащцого типа отходов с учетом содержания в них органических примесей и твердых веществ. Верхний предел количества вводимых в систему отходов деревообработки обусловливается минимальным 40 количеством непоглощенных опилками нефтепродуктов, необходимым для модификации поверхности вспученного вермикулита органическими веществами.

1 45

Способ уничтожения жидких отходов заключается в последовательности операций поглощения сорбентом отходов коагуляции нефтесодержащих вод дру гих жидких отходов органического про50 исхождения с последующей термообработкой или (и) захоронением отходов.

Использование отходов коагуляции нефтесодержащих вод в качестве модификатора поверхности вспученного вермикулита резко снижает расход коагулянта, исключает технически весьма

1 сложную операцию обезвоживания и термообработки ксерогеля коагулянта.

Термообработка насыщенного жидкими отходами вермикулита не является, в отличие от известного способа, обязательной операцией и служит лишь для повторного использования вспученного вермикулита и снижения токсичности отходов при хранении.

Пример 1. Вспученный вермикулит пропитывают шпамами химкоагуляционной очистки льяльно-балластных (судовых нефтесодержащих) вод °

Состав шламов, мас.Х: гидроксид железа 33 илистые, глинистые и другие нерастворимые в 107.-ной НС1 вещества 9; нефтепродукты 31; вода 27.

Количество отделяемой от системы воды определяют выдерживанием смеси вермикулит-шпамы в течение 4 ч. Теплоту смачивания вермикулита определяют путем высушивания при 102 С в течение

2 ч и определения теплового эффекта при заливании в эвакуированную пробирку керосина. Некоторые характеристики вспученного вермикулита в зависимости от содержания шпамов приведены в табл. 1. Иэ данных табл. 1 видно, что внесение во вспученный вермикулит более 250 мас.7 шпамов приводит к отделению от материала жидкой фазы. При содержании шламов до 200 — 250 мас.7 материал не теряет сыпучести. При внесении шпамов менее 207 не достигается модификация поверхности вспученного вермикулита нефтяными компонентами °

Пример 2. Вспученный вермикулит пропитывают шпамами коагуляции нефтесодержащих вод состава, указанного в примере 1, и высушивают, подо вергают карбонизации при 380 С (в течение 75 мин). Прочность сорбента определяют как отношение массы остат" ка на сите + 3,0 мм к массе вермикулита, пропитанного шпамами и высушенного при 102 С в течение 2 ч. Слипшиеся конгломераты частиц вермикулита разбивают энергичным встряхиванием сита. Результаты приведены в табл.2.

Иэ данных табл. 2 видно, что вермикулит не выдерживает более 3 циклов пропитка — обжиг.

Пример 3. Вспученный вермикулит смешивают с опилками и пропитывают шламами согласно примеру 1.

Смесь подсушивают в течение 2 ч при

102 С. Результаты приведены в табл.3.

Из данных табл. 3 видно, что при содержании опилок в смеси более 210Х от массы вермикулита степень модифи1627525

Количество циклов термического обеэвр ежи в а ния

Прочность, 7

62

14

30 кации его поверхности органической составляющей шламов значительно падает.

Пример 4. Вспученный вермикулит, пропитанный шламами коагуляции

5 нефтесодержащих СВ в количестве 1007 от массы вермикулита высушивают и подр вергают карбониэации. К полученному сорбенту добавляют жироводную эмульсию с температурой 40 С иэ жироловушки цеха переработки рыбы (протухшие, пережженные и другие неутилиэируеиые жиры). Пропитанный жиром сорбент подвергают термическому обезвреживанию при 820 С. Жиры выгорают полностью.

В аналогичных условиях у вспученного вермикулита без предварительной пропитки нефтесодержащими шламами объемного заполнения пор жирами не происхо- 20 дило — жировые компоненты лишь обволакивают частицы вермикулита.

Данные примера 1 и примера 5 свидетельствуют о близости характеристик сорбентов, полученных на основе коагулянтов из гидролиэированных солей железа и алюминия.

Предпочтительной областью использования способа, исходя иэ максимальной емкости сорбента по поглощаемому обезвреживаемому веществу, являются вязкие жидкости и текучие пастообраэные вещества. Поэтому в табл ° 5 приведена емкость по модельной жидкости вспученного вермикулита, пропитанного

1007 от массы носителя шлаиами и карбонизированного при 380 С в течение

75 мин. Состав шлаиов соответствует указанному в примере 1. Модельная м дкость состоит из смеси керосина 45 и мазута марки Ф-5. Емкость сорбент в по нефтепродуктам определяют лропиткой сорбентов указанными веществами при 24 С с последующей выдержкой слоя сорбента в 1 см на фильтре Лотта без вакуумирования воронки.

Из данных табл. 5 следует, что с возрастанием вязкости резко возраста ет емкос т ь с ор бент а .

В табл. 6 приведены данные по прочности сорбентов на основе вермикулита, пропитанного шламами с влажностью около ЗОХ, при различном нефтесодерВ качестве коагулянта могут бьггь использованы как гидролизуемые соли железа, так и гидролизуемые соли алюминия.

П р и и е р 5. Вспученный вериикулит пропитывают шламами очистки льяльно-балластных вод состава, мас.7,: гидроксид железа 6; гидроксид алюминия 27; илистые, глинистые и другие нерастворимые в 1ОХ- НС1 вещества

8; нефтепродукты 29; вода 29. Некоторые характеристики полученного сорбента в зависимости от содержания шламов приведены в табл. 4.

Механическая прочность вспученного вермикулита, пропитанного коагулянтом на основе солей алюминия, после териического обезвреживания (температура карбоннзации 380 С, время — 75 мин, содержание шламов — 100Х от массы вермикулита), следующая

1 жанни. Количество шламов (по сухому веществу, беэ учета содержания нефтепродуктов) 1002 от массы вермикулита.

Прочность сорбента определяют по методике, описанной в примере 2, после одного цикла карбонизации при 380 С в течение 75 мин.

Иэ данных табл, 6 следует, что минимальным нефтесодержанием шламов, обеспечивающим приемлемую для реализации способа прочность сорбента яв1 ляется ЗЕ.

Сравнительные с известным способом характеристики сорбентов на основе коагулянта нефтесодержащих сточных вод представлены в табл. 7 и 8 и показывают улучшенные показатели по.емкости сорбента, теплоте смачивания и прочности при термическом обезвреживании.

Формула изобр етения

1. Способ получения сорбента для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества, включающий сушку и карбонизацию коагулянта от очистки нефтесодержащих сточных вод, отличающийся тем, что, с целью увеличения емкости сорбента и повышения его прочности, а

162752 также для обеспечения повторного использования, предварительно коагулянтом пропитывают вспученный вермикулит в количестве 20-2507 от массы вермикулита.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что к вспученному

Та блица 1

Количество внесенного коагулянта, мас.7

250 260

100

15

Количество отделяющейся из системы свободной жидкости, мас.7

Теплота смачивания вермикулита керосином, Мкал/г

205 206 206

184 197

178

Та блица 2

Содержание шпамов, мас.7

100

200

Количество циклов термического обезвреживания

Прочность, %

О 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 >0 79 71 70 14 62 63 60 9 68 61 58 7

-ТаблицаЗ

Т

Количество опилок в смеси, мас .7, 100 200 21 О

Теплота смачивания, 11кал/г

205 205 20

181

Та бли ца4

Количество ннесенного козгулянта, мас .7.

250

260

100

Теплота смачивания сорбента керосином, Икал/г

214

217

207

217

1 » 7

1,8

Количество отделившейся из системы свободной жидкости, мас . 7.

5 ц

Ь вермикулиту добавляют отходы деревообработки в количестве до 2007 от массы вермикулита.

3, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что нефтесодержание коагулянта нефтесодержащих сточных вод составляет не менее 37..

1627525

Табли ца 5

100

Та блица 6

Пока зат ели

Вид коагулянта

Феррооксидный

Алюмооксидный

10 29

58 63

Таблица 7

Кар бонизированный коагулянт

Состав сорбента

1 > 15

Емкость по керосину, мас.7

Теплота смачива24

3 5

Содержание керосина

7. объемн .

Емкость сорбента, мас.7

Пефетесодержание, мас.Ж 2 3

Прочность, Х 23 47 ния керосином, Мкал/г 1430

Емкость по мазуту после 1 цикла тер.мического обезвремивания, мас. Х 16

Прочность после

1 цикла термического обезвреживания, Х

Прирост массы сорбента после 1 цикла термического обезвреживания, Х 18

Э 25 50 75

240 220 185 105

10 31 2 3

56 62 26 52

Вспученный вермикулит, пропитанный коагулянтом, Х

20 100 250 260

170 155 82, 65 0

178 184 197 205 206 206

85 95 180 240 210 210

100 100 100 62 66 66

1627525

Та блица8

Редактор И.Сегляник

Заказ 315 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Количество внесени го коагулянта, Х от массы вермикулита

Емкость по жиробелковой массе, мас. Я

0 15 20 100 250 260 Чистый карбониэированный коагулянт

16 16 82 140 74 19 23

Составитель Л.Ананьева

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец