Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод нефтяной и нефтехимической промышленности, а также очистки природных водных сред от взвешенных и растворенных нефтепродуктов для обеспечения безопасности окружающей среды. Способ включает фильтрацию воды через сорбент на основе силикагеля, сорбцию до установления сорбционного равновесия. В качестве сорбента используют силикагель фракции 3,0-5,0 мм, модифицированный олигоэтилгидридсилоксаном (ГКЖ-94) при 160-200^oС при следующем соотношении компонентов, мас. %: силикагель - 96,5-98,0; ГКЖ-94 - 2,0-3,5; причем очистку ведут при температуре сточных вод 5-95^oС, а скорость фильтрации составляет 23-29 м/с. Способ обеспечивает высокую степень очистки сточных вод и дает возможность его использования при повышенных температурах и высокой скорости фильтрации. 4 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод нефтяной и нефтехимической промышленности, а также очистки природных водных сред от взвешенных и растворенных нефтепродуктов для обеспечения безопасности окружающей среды.

Широко известен способ очистки сточных вод от нефтепродуктов в динамических условиях, при котором в качестве сорбента нефтепродуктов используют высокодисперсную древесную муку, модифицированную олигоэтоксисиланом ЭС-40 при содержании последнего до 50 мас.%. Максимальная величина нефтеемкости до насыщения сорбентами составляет 3,5 г/г, до "проскока" нефтепродуктов в фильтрат 0,7 г/г при соотношении ЭС-40:древесная мука, равном 1:1. Степень очистки на низкоконцентрированных растворах составляет 70% [Ю.А. Сангалов, Н. А. Красулина, А.Н. Ильясова, Н.Н. Петухова. Модификация дисперсной древесины олигоэтоксисиланом /Изв. Вузов. Химия и химическая технология. - 1999 г. - т.42, вып.2, с.66-71].

Недостатки этого способа очистки сточных вод от нефтепродуктов - низкая степень очистки, сложность технологического процесса модификации, повышенный расход дорогостоящего модификатора. Кроме того, использование высокодисперсного сорбента значительно снижает производительность процесса очистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий фильтрацию воды через сорбент, представляющий собой кварцевый песок фракции до 1,5 мм, модифицированный синтетической жирной кислотой (СЖК) мыловаренной фракции при температуре сточных вод 70-100^oС при соотношении компонентов кварцевый песок: СЖК, равном 98:2, причем очистку ведут при 5-40^oС, а скорость фильтрации составляет 9-12 м/с [Заявка РФ на изобретение 2000122499/12(023896) "Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов" от 15.05.2002 г., МПК C 02 F 1/28, опубл. 27.07.2001 г.].

Недостатки данного способа - низкая степень очистки сточных вод, невысокая скорость фильтрации сточной воды и низкий верхний температурный предел применения сорбента.

Изобретение направлено на повышение степени очистки сточных вод от нефтепродуктов при повышенных температурах и увеличение скорости фильтрации сточной воды.

Это достигается тем, что в способе очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающем фильтрацию воды через сорбент на основе силикагеля, сорбцию до установления сорбционного равновесия, в качестве сорбента используют силикагель фракции 3,0-5,0 мм, модифицированный олигоэтилгидридсилоксаном (ГКЖ-94) при 160-200^oС, при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикагель - 96,5-98,0, ГКЖ-94 - 2,0-3,5, причем очистку ведут при температуре сточных вод 5-95^oС, а скорость фильтрации составляет 23-29 м/с.

Силикагель фракции 3,0-5,0 мм выпускают по ГОСТ 3956-76, изм. 3, олигоэтилгидридсилоксан (ГКЖ-94) - по ТУ 6-02-696-76, изм. 4.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ очистки сточных вод от нефтепродуктов отличается использованием в качестве сорбента силикагеля фракции 3,0-5,0 мм, модифицированного олигоэтилгидридсилоксаном (ГКЖ-94) при 160-200^oС, причем очистку ведут при температуре сточной воды 5-95^oС, а скорость фильтрации составляет 23-29 м/с. Это свидетельствует о том, что заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Использование в качестве сорбента силикагеля, модифицированного олигоэтилгидридсилоксаном (ГКЖ-94) при 160-200^oС, с заявленным соотношением компонентов в других технических решениях не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, подлежащую очистке, при 5-95^oС пропускают через адсорбционную колонку с сорбентом со скоростью фильтрации 23-29 м/с. В качестве сорбента используют силикагель фракции 3,0-5,0 мм, модифицированный олигоэтилгидридсилоксаном (ГКЖ-94) при 160-200^oС, при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикагель - 96,5-98,0, ГКЖ-94-2,0-3,5.

Примеры по предлагаемому способу. Были проведены испытания предлагаемого способа, где в качестве сточной воды использованы водные модельные растворы, содержащие нефтепродукты мазутных фракций, находящиеся во взвешенном и растворенном состоянии концентрацией 100 мг/л.

Количественное содержание компонентов испытанных сорбентов в предлагаемом способе приведено в табл.1.

48,75 г (97,5 мас.%) силикагеля фракции 3,0-5,0 мм модифицировали путем тщательного перемешивания с 25 мл 5%-ной водной эмульсии ГКЖ-94 (2,5 мас.%) в течение 10 мин. Полученную смесь подвергали термообработке при 180^oС в течение 60 мин. В результате модифицирования образуется 50 г сорбента.

Сорбцию проводили по известной методике (Г. Фоулз, Лекционные опыты по химии. - М.: ГУПИ Минпросвещения РСФСР. 1962. 478 с.). Загрузили модифицированный силикагель в адсорбционную колонку диаметром 40 мм. Через колонку сверху вниз пропустили 3 л указанного выше модельного раствора температурой 50^oС.

Концентрация нефтепродуктов в используемых растворах до и после очиски определялась по методике, утвержденной в Госстандарте РФ по OCT 88.01378-89.

Концентрация нефтепродуктов в очищенном pacтвope составила 0,15 мг/л, при этом степень очистки раствора воды составляет 99,85%.

Аналогично была определена степень очистки того же модельного раствора с использованием силикагелей, модифицированных при 160, 190 и 200^oС. Результаты сведены в табл.2.

Кроме того, была проведена очистка модельного раствора с использованием сорбентов, имеющих другие соотношения компонентов, при других температурах модельного раствора и скорости фильтрования.

Результаты очистки представлены в табл.3 и 4.

Для сравнения была проведена очистка такого же модельного раствора, что и в примерах по предлагаемому способу, согласно способу-прототипу.

В адсорбционную колонку диаметром 40 мм загрузили модифицированный СЖК мыловаренной фракции при 90^oС при соотношении кварцевый песок: СЖК, равном 98: 2. Очистка модельного раствора была проведена при температуре раствора 40^oС и скорости фильтрации 12 м/с. Концентрация нефтепродуктов в очищенном растворе составила 18 мг/л, при этом степень очистки раствора воды составляет 82%.

Как видно из табл. 2-4, использование предлагаемого способа позволит повысить степень очистки воды от нефтепродуктов до 93,00-99,85%, в то время как в способе по прототипу степень очистки составляет 82%.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом обеспечить высокую степень очистки сточных вод (до 99,85%) и, кроме того, повысить верхний температурный предел осуществления способа до 95^oС (в прототипе 40^oС) и увеличить скорость фильтрации до 23-29 м/с (в прототипе 12 м/с).

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий фильтрацию воды через сорбент на основе силикагеля, сорбцию до установления сорбционного равновесия, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют силикагель фракции 3,0-5,0 мм, модифицированный олигоэтилгидридсилоксаном (ГКЖ-94) при температуре 160-200°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Силикагель 96,5-98,0

ГКЖ-94 2,0-3,5

причем очистку ведут при температуре сточных вод 5-95°С, а скорость фильтрации составляет 23-29 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4