Сорбент для очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к сорбентам для удаления нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды и может быть использовано при очистке водоемов и сточных вод. Сорбент содержит коксованную рисовую шелуху и тонкодисперсный порошок карбида кремния ft -модификации, полученные при термообработке рисовой шелухи в количестве 0,1-20 мае.%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцилЛисти <Е ских

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4929562/26 (22) 22.04.91 (46) 23.04.93. Бюл. № 15 (75) Л.В.Бунчук, Н.Г.Арещенко и Ю.И.Сухарников (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 524561, кл. В 01 J 20 /00, 1976, Патент США № 3902998, кл. В 01 D

15/00, 1975.

Патент США ¹ 4831010. кл, В 01 J

20/00, 1983.

Изобретение относится к охране окру, жающей среды, вчастности к сорбентамдля удаления нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды, и может быть использовано при очистке водоемов и сточных вод.

Целью предлагаемого изобретения является повышение скорости поглощения загрязнен йй.

Поставленная цель достигается тем, что для очистки поверхности воды от масляных и нефтяных загрязнений используют сор- бент, содержащий коксованную рисовую шелуху и тонкодисперсный порошок карбида кремния Р-модификации при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

Тонкодисперсный порошок карбида кремния Р-модификации — 0,1 — 20

Коксованная рисовая шелуха — Остальное

Рисовая шелуха является отходом рисо переработки и. в своем составе содержит. Ы„, 1810103 А1 (ч). В 01 J 20/00, С 02 F 1/28 (54) СОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ

НЕФТЯНЫХ И МАСЛЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (57) Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к сорбентам для удаления нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды и может быть использовано при очистке водоемов и сточных вод. Сорбент содержит коксованную рисовую шелуху и тонкодисперсный порошок карбида кремния Р-модификации, полученные при термообработке рисовой шелухи в количестве 0,1 — 20 мас.%, 1 табл. кремнезем и различные полимерные органические вещества в количестве до 70% массовых .

В процессе коксования рисовой шелухи (термообработка без доступа воздуха) органические вещества удаляются, и остается кремнеуглеродсодержащий продукт состава SI02 — 38 — 42 ; С вЂ” 50 — 52, известный под названием коксованная рисовая шелуха, являющийся основой предлагаемого сорбента.

Последний является однородным микропористым гидрофобным продуктом, имеющим волокнистую структуру, очень развитую поверхность за счет аморфных форм кремнезема и углерода (уд, поверхность коксованной рисовой шелухи -400 м /г), малый

2 насыпной вес (0,1 г/смз) — все этом обуславливает его высокую сорбционную способность по отношению к углеводородам и ведет к повышению скорости поглощения загрязнений. Тонкодисперсный порошок карбида кремния P -ìîäèôèêàöèè с удельной повер1810103 хностью порядка 20 м /r, получаемый в про2 цессе высокотемпературной обработки коксованной рисовой шелухи, несет электростатический заряд. Присутствие его в сорбенте обеспечивает электризацию поверхности сорбента, в результате чего сродство его к нефтепродуктам и маслам существенно возрастает, повышается сорбционная активность, сокращается время контакга сорбента с загрязнениями, необходимое для полной очистки воды до ПДК, а это повышает скорость поглощения загрязнений.

Одновременно за счет электростатических сил повышается структурная прочность сорбированной массы, что облегчает . удаление ее с поверхности воды механическими средствами.

Количество карбида кремния в предлагаемом сорбенте установлено экспериментально и составляет 0,2 — 20%,: от массы сорбента, При уменьшении количества карбида кремния менее 0,1 не обеспечивается электризация всей поверхности сорбента, а. следовательно, уменьшается сорбционная способность, что приводит к снижению скорости поглощения загрязнений, Кроме того, нарушается структурная прочность сорбированной массы, что затруднит удаление ее, Увеличение карбида кремния свыше

20 снизит соответственно содержание в сорбенте коксованной рисовой шелухи, а это ухудшит гидрофобные свойства и сорбционную способность сорбента и приведет к уменьшению скорости поглощения загрязнений.

Предлагаемый сорбент для очистки воды является экологически чистым, т,к. он не содержит токсичных веществ, является химически устойчивым, сохраняет свои сорбционные свойства при температурной обработке, что обеспечивает воэможность регенерации его и многократное использование.

Примеры осуществления способа в лабораторных условиях.

Пример1.

Сорбент имеет следующий состав, мас.%:

Тонкодисперсный карбид кремния Р-модификации — 0,1

Коксовая рисовая шелуха 99,9 состава SiOz 40, С вЂ” 55, примесей 5

Сорбент готовили следующим образом:

1,5 кг рисовой шелухи подвергали коксованию при температуре 600 С в течение.1 часа

Сорбент наносили на поверхность, загрязненную мазутом в количестве 500 г и перемешивали. в инертной атмосфере, В результате удаления органических веществ получили остаток 500 г коксованнойрисовой шелухи, 100 г которой использовали для синтеза при t = 1600 С тонкодисперсного карбида кремния j3-модификации, который получили в количестве 30 г, Для определения оптимального расхо-. да используемого сорбента четыре навески

"0 сорбента 50, 75, 100, 150 г готовили смешением коксованной рисовой шелухи с тонкодисперсным порошком SiC j3-модификации.

Техника проведения очистки следующая:

Сосуд заполняли водой и всю ее поверхность покрывали нефтью в количестве

500 г.

Для улучшения контакта содержимое сосуда перемешивали, варьируя продолжи20 тельность 30, 60, 12, 180 с, затем сорбент с поглощенной нефтью удаляли механическим способом и взвешивали, Э кспериментал ьно определена. оптимальная навеска сорбента, равная 100 r u

25 установлено время ее контакта с нефтью 1 мин, достаточное для поглощения нефти до

ПДК, Количество сорбированной нефти определяли по разности веса сорбента до и по30 . сле очистки.

Определен расход сорбента (сорбционная способность, 1 вес, ч. на 4,96 вес.ч. сы.рой нефти.

Скорость поглощения нефти при этом

35 4,96 составила Ч=. 60 0,083 г/с, 60 с

После сбора нефти сорбент регенерировали путем отжима вакуумным насосом при комнатной температуре. Затем сорбент ис40 пользовали повторно. При таком способе регенерации количество циклов можно повысить до 5.

П ример2.

Сорбент имеет следующий состав, 45 „„o

Тонкодисперсный карбид кремния Р-модификации - — 20

Коксованная рисовая шелуха — 80 состава SION — 42, С вЂ” 53o прим. 5%

Методика приготовления сорбента и техника проведения очистки анологичны примеру 1.

1810103

0,05

Сорбент в количестве 100 r, состоящий из тонкодисперсного SiC 0.05 r (0,05 ) и коксованной рисовой шелухи 99,95 г (99,95 ), наносили на поверхность воды загрязненной нефтью 500 г, и перемешивали, Для очистки нефти данным сорбентом до

ПДК продолжительность контакта оказалась равной 15 мин, Определен расход сорбента и время, достаточное для поглощения мазута до

ПДК, равные соответственно 95 г сорбента (коксованная рисовая шелуха 76 r (80 ) и тонкодисперсный SIOz j3-модификации 19 г (20%) и 30 с, Таким образом расход сорбента составлял 1 вес. ч. на 5.2 вес.ч, мазута, Скорость поглощения V = = 0,173

52

30c г/с.

ПримерЗ.

Сорбент имеет следующий состав, мас. $:

Тонкодисперсный карбид кремния j3-модификации — 5

Коксованная рисовая шелуха — 95 состава SiOz — 38, С 52%, Хприм, — 10

Методика приготовления сорбента и техника очистки аналогичная примеру 1, Сорбент наносили на поверхность воды загрязненной вакуумным маслом 500 г и перемешивали.

Установлены расход сорбента и время, достаточное для поглощения вакуумного масла до ПДК, равные соответственно 90 r: коксованной рисовой шелухи 85,5 r (95 ) и тонкодисперсного SiC P-модификации 4,5 г (5 ) и 1 мин.

В результате расход сорбента составляет; 1 вес.ч, на 5,5 вес,ч, вакуумного масла.

5,5 г

Скорость поглощения V = — = 0,90

60 с г/с, Пример 4.

Сорбент имеет следующий состав, мас. :

Тон кодиспе рсн ы и карбид кремния 3-мо-. дификации

Коксованная рисовая шелуха — 99,95 состава SiOz — 40, С вЂ” 55, Х прим, — 5

Методика приготовления сорбента и техника проведения очистки аналогичная примеру 1.

С поверхности воды сорбент с Hpôòûî удаляли механическим способом и взвешивали.

Вес сорбента с поглощенной нефтью

5 530 г, Расход сорбента одна (1) вес,ч. на

4,3 вес,ч. нефти, скорость поглощения

900 = 0,0045 г/с.

Пример5, 10 Сорбент имеет следующий состав, мас. :

Тонкодисперсный карбид кремния 3-модификации — 25

15 Коксованная рисовая шелуха состава: SlOz — 40, С вЂ” 55%, Х прим. 5о

Методика приготовления сорбента и

20 техника проведения очистки аналогичны примеру 1.

100 г сорбента, состоящего на 25 г(25 ) из тонкодисперсного карбида кремния /3. модификации и на 75 г(75%) иэ коксованной

25 рисовой шелухи, наносили на поверхность воды, с налитой нефтью в количестве 500 г и перемешивали. Время, необходимое для поглощения нефти до ПДК, равно 15 мин, Расход сорбента: 1 вес.ч. на 3 вес,ч. нефти.

CKopocTb поглощения V = 00 = 0.0022 r/с.

Зг

900 с

Из примеров видно, что при выходе эа предельные интервалы значения состава сорбента, скорость поглощения эагрязне35 ний уменьшается, Кроме того, увеличение количества карбида кремния сверх предлагаемого приводит к удорожанию сорбента.

Предлагаемый сорбент для очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений

40 прост в изготовлении и технологически оправдан для применения, экономичен и обладает значительными преимуществами — большая скорость поглощения загрязнений, — высокая степень очистки воды от нефтя45 ных и масляных загрязнений, — простота сбора сорбента с поверхности воды, — возможность многократной регенерации сорбента посредством термообработки в

50 инертной атмосфере или вакууме без отжатия из него загрязняющих компонентов позволяет снизить его стоимость, — высокие технические характеристики сорбента: микропористость, сорбционная спо55 собность, не претерпевающие изменений при утилизации нефти и масел, .— предлагаемый сорбент является гидрофобным и экологически чистым.

1810103

Состав навесок представлен в таблице:

Составитель Л,Бунчук

Техред М.Моргентал Корректор М, Керецман

Редактор

Заказ 1407 Тираж. Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Сорбент для очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений, содержащий про-. дукт термообработки рисовой шелухи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения скорости поглощения загрязнений, в качестве продукта термообработки используют коксованную рисовую шелуху и он дополнительно содержит тонкодисперсный порошок карбида кремния j3-модификации при следующем соотношении компонентов, мас. : тонкодисперсный

5 порошок карбида кремния Р -модификации 0;1-20; коксовайная рисовая шелуха — остальное,