Способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, например отработанные смазочно-охлаждающие жидкости, и может найти применение в машиностроительной, металлообрабатывающей отраслях промышленности. Способ заключается в деэмульгировании масел суспензией на основе гидроксидов железа и кальция, полученной при очистке сточных вод гальванопроизводства, взятой в количестве 0,5...10,0 частей сухого остатка на 1 часть эмульгированного нефтепродукта, и последующей электрокоагуляцией при плотности тока 60 -200 А/м² в течение 10 - 15 мин с использованием растворимых анодов или гальванической парой. Для активации осадков возможно добавление в них 5...20 мас.% на сухой осадок гидроксида кальция. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, например смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), и может найти применение в машиностроительной, металлообрабатывающей отраслях промышленности.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих СОЖ, путем электрохимического насыщения коагулянтом и газовыми пузырьками кислорода и водорода, микробиологического разложения в культиваторе в течение 7 10 суток с последующим смешением 1/3 2/3 объема сточных вод с насыщенным коагулянтом и термофильной анаэробной обработкой в течение 3 5 суток. Дестабилизированные сточные воды подвергаются осветлению в электрокоагуляторе с растворимыми электродами [1] Недостатками этого способа являются его многостадийность, высокая чувствительность к колебаниям температуры и значительная длительность. Для его осуществления необходимы большие производственные площади.

Кроме того, в состав СОЖ входят антисептические добавки, подавляющие развитие микроорганизмов и снижающие эффективность микробиологической очистки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки сточных вод от масел, включающий деэмульгирование отработанными растворами ванн травления, отделение масел отстаиванием в течение 15 20 мин и последующую коагуляцию в электролизере с растворимыми железными или алюминиевыми электродами при плотности тока 90 100 А/м² в течение 5 - 10 мин [2] Недостатками этого способа является невозможность повторного использования воды, полученной в результате очистки для приготовления эмульсии СОЖ, ввиду того, что отработанные растворы ванн травления имеют высокое содержание солей различных металлов, а катионы тяжелых металлов в данных условиях (pH 6,8 7,4) не полностью переходят в гидроксиды. Кроме того, высокая агрессивность отработанных травильных растворов требует использования дорогостоящей химзащищенной аппаратуры.

Цель изобретения повышение качества очистки воды, выделенной при разрушении эмульсии СОЖ, и создание замкнутой системы водоснабжения.

Поставленная цель достигается тем, что сточные воды, содержащие эмульгированные нефтепродукты, деэмульгируют суспензией осадков-отходов очистки сточных вод гальванопроизводства на основе гидроксидов железа и кальция, взятых в количестве 0,5.10,0 частей сухого остатка суспензии на 1 часть эмульгированного нефтепродукта.

Осадок, содержащий гидроксиды железа и кальция, а также деэмульгированные масла отделяют фильтрацией, а фильтрат подвергают коагуляции или в электрокоагуляторе при плотности тока 60 200 А/м² в течение 10 15 мин с использованием растворимых анодов или в гальванокоагуляторе.

Используемые для деэмульгирования сточных вод, содержащих нефтепродукты, железосодержащий и кальцийсодержащий осадки имеют следующий химический состав в перечислении на оксиды металлов в мас.

для железосодержащего осадка: Fe₂O₃- от 30 до 80; Cr₂O₃ от 0,5 до 15; ZnO от 0,5 до 5,0; CdO от 0,2 до 1,0; NiO от 0,5 до 2,0; для кальцийсодержащего осадка: Fe₂O₃ от 5 до 15; CaO от 10 до 60; Cr₂O₃ от 0,5 до 15; ZnO от 0,5 до 5,0; CdO от 0,2 до 1,0; NiO от 0,5 до 5,0.

Обработка осадком сточных вод позволяет разрушить эмульсию нефтепродуктов как путем химических реакций за счет образования нерастворимых кальциевых мыл, так и за счет высокой адсорбционной способности осадка гидроксидов металлов.

С целью экономии листового металла и увеличения поверхности контакта электрокоагуляцию проводят с использованием стружечного (засыпного) анода. Для анода может быть использована железная или алюминиевая стружка. Предупреждение пассивации электродов и стабилизация тока осуществляются механическим перемешиванием стружки за счет вращения анода.

Для электрообработки воды используют также гальванокоагуляцию, что позволяет снизить расход электроэнергии.

При длительном хранении суспензии осадка-отхода очистки сточных вод его активность может снижаться. Для увеличения активности осадка в суспензию добавляют гидроксид кальция, взятый в количестве 5.20 мас. на сухой остаток.

При очистке сточных вод от эмульгированных легких нефтепродуктов ( например керосина) в очищаемые стоки могут дополнительно вводиться маслосодержащие стоки с температурой кипения масел свыше 200^oC, которые за счет укрупнения частиц гидроксидов железа (флокулянт) повышают эффективность очистки и скорость фильтрации.

Пример 1 (воспроизведен в условиях прототипа).

Сточную воду, содержащую эмульгированные нефтепродукты (отработанная СОЖ марки "Укринол") в количестве 25000 мг/л, pH 13, нейтрализуют отработанным травильным раствором до pH 7. Затем после отстаивания масел в течение 15 мин сточную воду подвергают электролизной обработке.

Электрохимическую обработку осуществляют в аппарате, представляющем собой вертикальную емкость объемом 6 л с электродами (катод графит, анод - вертикальные железные пластины). Расстояние между электродами 20 мм, плотность анодного тока 100 А/м², сила тока 3 А, напряжение 6 В. Показатели качества воды приведены в табл. 1.

Пример 2.

В сточную воду, содержащую 25000 мг/л эмульгированных нефтепродуктов (отработанная СОЖ марки "Укринол"), взятую в количестве 1 л, добавляют 1 л суспензии осадка-отхода очистки сточных вод гальванопроизводства, содержащую 50000 мг/л гидроксидов железа и кальция ( соотношение осадок эмульгированные масла 0,5 1). После перемешивания в течение 10 мин осадок отфильтровывают, а фильтрат обрабатывают в электрокоагуляторе с насыпным железным вращающимся анодом при плотности тока 60 А/см² в течение 10 мин. Показатели процесса и качества полученной воды приведены в табл. 1.

Примеры 3 6. Процесс проводят в условиях примера 2, но в примерах 4 и 5 электрообработку проводят в гальванокоагуляторе, содержащем смесь железа и кокса в соотношении 6 1 по массе. Условия проведения процесса, отличные от примера 2, и качество полученной воды приведены в табл. 1.

Пример 7. Процесс проводят в условиях примера 2, но используют суспензию отхода-осадка на основе гидроксидов железа, активированного добавлением 5 мас. гидроксида кальция. Условия проведения процесса и качество воды приведены в табл. 1.

Пример 8. Процесс проводят в условиях примера 7, но добавляют 10 мас. Ca(ОН)₂. Условия проведения процесса и качество воды приведены в табл. 1.

Пример 9. Процесс проводят как в примере 7, но добавляют 20 мас. гидроксида кальция. Условия проведения процесса и качество воды приведены в табл. 1.

Пример 10. Процесс проводят в условиях примера 2, но в качестве очищаемой воды используют стоки, содержащие легкие эмульгированные нефтепродукты (керосин), и перед очисткой в них предварительно вводят 5% по объему вод, содержащих эмульгированные масла с температурой кипения выше 200^oC. Условия проведения процесса, отличные от примера 2, и качество воды приведены в табл. 1.

Пример 11. Процесс проводят в условиях примера 9, но добавляют 7% по объему маслосодержащих вод. Условия проведения процесса и качество воды приведены в табл. 1.

Пример 12. процесс проводят в условиях примера 9, но добавляют 10% по объему маслосодержащих вод. Условия проведения процесса и качество воды приведены в табл. 1.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество очистки воды от нефтепродуктов, обеспечить низкое содержание солей и ионов тяжелых металлов.

Это позволяет повторно использовать очищенную воду (например, для приготовления СОЖ) и создать замкнутую систему водоснабжения. Применение отходов производства и недефицитных материалов делает предлагаемый способ экономически эффективным.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточной воды, содержащий эмульгированные нефтепродукты, включающий деэмульгирование, отделение раствора с последующей его электрокоагуляцией с использованием растворимых анодов, отличающийся тем, что деэмульгирование осуществляют суспензией на основе гидроксидов железа или гидроксидов железа и кальция, полученной при очистке сточных вод гальванопроизводства и взятой в количестве 0,5 10,0 ч. (в пересчете на сухой остаток) на 1 ч. эмульгированного нефтепродукта, а электрокоагуляцию ведут при плотности тока 60 200 А/м² в течение 10 15 мин или с использованием гальванической пары.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что суспензию активируют добавлением в нее гидроксида кальция, взятого в количестве 5 20 мас. (в пересчете на сухой остаток).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при очистке сточных вод, содержащих легкокипящие эмульгированные нефтепродукты, перед деэмульгированием дополнительно вводят 5 10 об. маслосодержащих стоков с температурой кипения масел выше 200^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1