Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ

 

Изобретение относится к мембранным методам очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства. Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ путем фильтрации на полимерных фильтрах в присутствии полиэлектролита, в качестве полиэлектролита используют полиэтиленполиамин с молекулярной массой (260 - 400) ат.ед. или сульфометилольная соль 2-метил-5-винилпиридина с молекулярной массой (2,0 - 4,5) · 10⁶ ат.ед. при соотношении поверхностно-активное вещество: полиэлектролит 1 : 0,1 - 0,02, в качестве полимерного фильтра используют микрофильтрационные мембраны с диаметром пор 0,1 - 0,3 мкм. 3 табл.

Изобретение относится к мембранным методам очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ с использованием обратноосмотических мембран (Ю.И.Дытнерский. Обратный осмос и ультрафильтрация. М: Химия, 1978, с. 319-323).

Недостатком известного способа является использование обратноосмотических мембран с низкой производительностью, которые не могут быть применены для очистки больших объемов сточных вод с высоким содержанием ПАВ и обратноосмотические установки являются энергоемкими.

Известен способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ и неорганических солей, включающий их разделение ультрафильтрацией и обратным осмосом. Ультрафильтрацию ведут на мембранах диаметром пор 5,0-17,5 нм, а обработку фильтрата проводят электродиализом с последующей обработкой обессоленного раствора обратным осмосом (А.с. СССР N 1212965, C 02 F 1/44, 1/46, опубл. 23.02.86).

Недостатком данного способа является низкая производительность мембран (примерно 50 л/м²ч) и необходимость использовать концентраты ПАВ в технологическом процессе.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ ультрафильтрацией в сочетании с комплексообразованием (Кочергин Н.В., Бестереков У.Б., Камшибаев А.А., Абдиев К.Ж. Очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ ультрафильтрацией в сочетании с комплексообразованием. Химическая промышленность. Химия, 1989, N 9, с. 43-46). Известный способ позволяет очищать сточные воды, содержание алкилбензоалсульфонат натрия, в качестве полиэлектролитов используют полидиметилдиаллиламмоний хлорид и полиэтиленамин.

Недостатком известного способа является невозможность использования данных полиэлектролитов для очистки сточных вод, образующихся в производстве синтетического каучука, которые не обеспечивают агломерации поверхностно-активных веществ до образования мелкодисперсных частиц даже при больших расходах полиэлектролита. В связи с этим невозможно использовать высокопроизводительные микрофильтрационные мембраны для концентрирования ПАВ полиэлектролитного комплекса и последующее его использование на стадии выделения каучука путем коагуляции латекса возвратным серумом.

Технической задачей предполагаемого изобретения является очистка сточных вод от ПАВ, повышение производительности процесса фильтрации и возврат ПАВ полиэлектролитного комплекса в технологический процесс.

Поставленная задача решается тем, что в способе очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ путем обработки полиэлектролитом и последующей фильтрацией на полимерных фильтрах, в качестве полиэлектролита используют полиэтиленполиамин с молекулярной массой (260-400) ат. ед. или сульфометилольная соль 2-метил-5-винилпиридина с молекулярной массой 2,0-4,5·10⁶ ат. ед. при соотношении поверхностно-активные вещества: полиэлектролит 1:(0,1-0,02) в качестве полимерного фильтра используют микрофильтрационные мембраны с диаметром пор 0,1-0,3 мкм.

Соотношение поверхностно-активные вещества: полиэлектролит 1:0,2-0,02 является оптимальным, так как при этом соотношении образуется полиэлектролитный комплекс, при соотношении ПАВ:ПЭ ниже 0,02 комплекс не образуется, а соотношение ПАВ:ПЭ выше 0,1 экономически нецелесообразно, из-за перерасхода полиэлектролита.

В заявляемом способе используют микрофильтрационные мембраны с диаметром пор 0,1-0,3 мкм, при использовании мембран с диаметром пор ниже 0,1 мкм низкая производительность мембран, а при использовании мембран с диаметром выше 0,3 мкм происходит проскок образующегося ПАВ-полиэлектролитного комплекса.

Осуществление заявляемого способа иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Пример по прототипу Серум, полученный при коагуляции бутадиенстирольного каучука, содержащий 0,600 г/л синтетических жирных кислот и мыла канифоли, 0,300 г/л лейканола обрабатывают полиэлектролитом ПКБ-1 в соотношении ПАВ:ПЭ = 1:0,5. При обработке не образуется ПАВ полиэлектролитный комплекс в виде мелкодисперсной взвеси и при фильтрации на микрофильтрах все ПАВ проходят через мембрану.

Пример 1-4 Серум (10 л), полученный при коагуляции бутадиенстирольного каучука, содержащий смесь поверхностно-активных веществ 0,900 г/л синтетических жирных кислот (СЖК) и мыла канифоли и 0,390 г/л лейканола обрабатывают при температуре 50-55^oC полиэлектролитом (ПЭ) полиэтиленполиамином (ПЭПА) (ТУ 6-02-594-85) в соотношении ПАВ:ПЭ = 1:(0,02-0,1). В результате обработки образуется ПАВ полиэлектролитный комплекс (ПАВПЭК) в виде мелкодисперсной взвеси.

Обработанный серум подают на микрофильтрационную установку с полимерными микрофильтрационными мембранами с размером пор (0,1-0,3) мкм, при рабочем давлении 0,2 МПа и линейной скорости 2 м/с.

В процессе фильтрации образуются очищенная вода (9 л) с содержанием 0,018 г/л СЖК и мыла канифоли и 0,008 г/л лейконола и концентрат (1 л), содержащий 8,83 г/л СЖК и мыла канифоли и 3,82 г/л лейканола. Данные представлены в табл. 1. Концентрат, содержащий 12,65 г/л ПАВПЭК, смешивается с возвратным серумом и подается на стадию выделения каучука, где ПАВПЭК в процессе коагуляции латекса садится на частицы каучука. Оценка каучука по физико-механическим свойствам показала соответствие нормам ГОСТ 23492-83. Данные сведены в табл. 2, 3.

Пример 5-8 Серум, полученный в процессе выделения бутадиенстирольного каучука, содержащий 0,600 г/л синтетических жирных кислот и мыла канифоли, 0,300 г/л лейканола, обрабатывают при температуре 50-55^oC полиэлектролитом КФ-91 (ТУ 6-00-00204168-252-92 сульфометилольная соль 2-метил-5 винилпиридина) с молекулярной массой (2,0-4,5)·10⁶ в соотношении ПАВ:ПЭ = 1:(0,02-0,1). Образуется в виде мелкой взвеси ПАВПЭК.

Обработанный серум подают на микрофильтрационную установку с микрофильтрационными мембранами с размером пор (0,1-0,3) мкм, рабочим давлением 0,2 МПа и скорости подачи 2,0 м/с. В результате фильтрации образуется фильтра (9,0 л), содержащий 0,018 г/л СЖК и мыла канифоли, 0,008 г/л лейканола. Данные представлены в табл. 1.

Концентрат (1,0 г/л), содержащий 8,83 г/л СЖК и мыла канифоли, 3,82 г/л лейканола смешивается с возвратным серумом и подается на стадию выделения каучука, где ПАВПЭК в процессе коагуляции остается в составе каучука. При этом физико-механические показатели каучука с ПАВПЭК соответствуют ГОСТу. Данные представлены в табл. 2 и 3.

Из приведенных в таблицах данных видно, что заявляемый способ очистки сточных вод от ПАВ, заключающийся в обработке сточных вод полиэлектролитами (ПЭПА, КФ-91) с образованием мелкодисперсного ПАВПЭК и последующей фильтрацией на высокопроизводительных микрофильтрационных мембранах позволяет достичь высокой степени очистки и использовать полиэлектролитный комплекс в технологическом процессе.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ путем обработки полиэлектролитом с последующей фильтрацией на полимерных фильтрах, отличающийся тем, что в качестве полиэлектролита используют полиэтиленполиамин с молекулярной массой (260 - 400) ат.ед. или сульфометилольную соль 2-метил-5-винил-пиридина с молекулярной массой (2,0 - 4,5) · 10⁶ ат.ед. при соотношении поверхностно-активное вещество: полиэлектролит 1 : 0,1 - 0,02, в качестве полимерного фильтра используют микрофильтрационные мембраны с диаметром пор 0,1 - 0,3 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2