Способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты
Владельцы патента RU 2297390:
Ярославский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к способам очистки трудно поддающихся разложению маслосодержащих сточных вод и может найти применение в обрабатывающей, машиностроительной и в других областях промышленности, где образуются стойкие водные эмульсии масел, жиров или нефтепродуктов. Сточные воды обрабатывают постоянным электрическим током плотностью 50-1000 А/м2 с использованием нерастворимых анодов. Анодное пространство заполнено порошком оксида металла, выбранного из группы железо, цинк, кобальт, цирконий или их смеси, из расчета 0,5-10 г порошка на 1 см2 площади анода. Технический эффект - повышение эффективности очистки и сокращение расхода листового железа. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способам очистки концентрированных и трудно поддающихся разложению маслосодержащих эмульсий сточных вод и может найти применение в обрабатывающей, машиностроительной и в других областях промышленности, где образуются стойкие водные эмульсии масел, жиров или нефтепродуктов.
Существует способ очистки маслозагрязненных сточных вод в электролизере с намагниченными железными электродами, пространство между которыми заполнено твердой засыпкой из магнитного материала /Авторское свидетельство СССР №889625, МКИ С02F 1/46, 1981, Способ очистки сточных вод/ В.А.Вербин, В.П.Панов, О.В.Петровский, В.Д.Мухортова, Б.И. №46. 15.12.81/. Основные недостатки способа: невозможность его использования для разложения высококонцентрированных нефтемаслосодержащих вод (С>1000 мг/дм3), "растворение" анода с образованием вторичных отходов производства в виде гидрооксидов металлов, а также необходимость применения магнитного поля, что влечет за собой удорожание и усложнение технологии очистки.
Известен способ обработки сточных вод электрическим током с применением электродов с засыпкой измельченного магнитного материала между ними, например магнитной руды /Авторское свидетельство СССР №176208, МКИ С02С 5/12, 1963/. К недостаткам данного способа следует отнести малую эффективность очистки ввиду наступления пассивации электродов, которая приводит к постепенному затуханию процесса, а также образование "замасленных" гидрооксидов металлов, трудно поддающихся последующей утилизации.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки сточных вод / патент Российской федерации № RU 2071948 С1, МПК C02F 1/46, 1997 г./, заключающийся в пропускании очищаемой воды с предварительно введенными в нее пылевидными частицами кокса через неподвижные двухслойную или многослойные пористые массы частиц железа и аноднонерастворимых частиц с подключением положительного полюса источника электрического тока к очищаемой воде. Недостатки метода - сложность осуществления процесса очистки, невысокая эффективность способа ввиду пассивации частичек железа за счет образования на их поверхности гидрооксидов железа и, как следствие, увеличение гидравлического сопротивления потоку пропускаемой жидкости.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса очистки воды без образования вторичных отходов - загрязненных нефтепродуктами гидрооксидов металлов. Поставленная задача решается путем электрохимической обработки сточных вод, содержащих концентрированные устойчивые водно-масляные эмульсии, например смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), постоянным током плотностью 50...1000 А/м2 с использованием нерастворимых анодов, находящихся в слое одного из следующих оксидов металлов: железа, цинка, кобальта, циркония или их смеси (в качестве смеси можно использовать гальваношлам, высушенный при 300°С).
В отличие от известных методов очистки (например, электрокоагуляционного) в предлагаемом способе используются электроды из нержавеющей стали, титана или других материалов, практически нерастворимых под действием электрического тока, что приводит практически к исключению пассивации анода и сокращению его расхода, вследствие отсутствия образования гидрооксидов металлов на поверхности электродов.
Пример 1
800 мл сточной воды - отработанной СОЖ марки "Ратак", содержащей 12500 мг/л нефтепродуктов обрабатывают в течение 2-х часов при 20°С постоянным электрическим током плотностью 50 А/м2 с использованием электродов, выполненных из нержавеющей стали и погруженных в слой оксида железа Fe2О3 массой 25 г. (Площадь анода 50 см2). Остаточное содержание нефтепродуктов в сточной воде 82 мг/дм3.
Примеры 2-8 представлены в таблице.
| Таблица | ||||||||
| N примера | Материал засыпного слоя | Масса засыпного слоя, г | Материал анода, площадь, см2 | Плотность тока, А/м2 | Температура, °С | Время обработки, час | Концентрация | |
| нефтепродуктов, мг/дм3 | ||||||||
| до | после | |||||||
| очистки | ||||||||
| Опыты проводятся на лабораторной установке в реакторе емкостью 800 см3.Сточная вода: отработанная СОЖ марки "Ратак" | ||||||||
| 2 | Оксид железа, Fe2О3 | 50 | нержавеющая сталь, 50 | 500 | 90 | 1 | 11200 | 55 |
| 3 | Оксид цинка, ZnO | 100 | нержавеющая сталь, 50 | 100 | 50 | 1 | 5600 | 74 |
| Сточная вода: отработанная СОЖ марки "Укринол-1М" | ||||||||
| 4 | Оксид цинка, ZnO | 125 | титан, 25 | 200 | 100 | 2 | 13700 | 45 |
| 5 | Оксид циркония, ZrO2 | 50 | нержавеющая сталь, 50 | 250 | 20 | 2 | 13700 | 65 |
| 6 | Оксид кобальта, СоО | 60 | ОРТА, 30 | 800 | 60 | 1 | 13700 | 30 |
| Смесь оксидов | ||||||||
| Fe2O3, 40% масс. | ||||||||
| 7 | ZnO, 30% масс. | 100 | ОРТА, 30 | 1000 | 80 | 1 | 13700 | 23 |
| СоО, 30% масс. | ||||||||
| Опыты проводятся на полупромышленной установке в реакторе емкостью 250 дм3.Сточная вода: отработанная СОЖ марки "ВЕЛС-1" | ||||||||
| Гальваношлам: | ||||||||
| Fe2О3, 50% масс. | ||||||||
| 8 | ZnO, 20% масс. | 8000 | нержавеющая сталь, 800 | 500 | 80 | 5 | 21400 | 117 |
| Cr2О3, 15% масс. | ||||||||
| CuO, 10% масс. | ||||||||
| NiO, 5% масс. |
Пример 9
Опыт проводится в условиях примера 1 без использования засыпного слоя. Концентрация нефтепродуктов после очистки составляет 12000 мг/л.
1. Способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, включающий обработку сточных вод постоянным электрическим током с использованием нерастворимых металлических электродов, при этом анодное пространство заполняют твердой засыпкой, отличающийся тем, что засыпка представляет собой порошок оксида металла, выбранного из группы: железо, цинк, кобальт, цирконий или их смеси, а анодное пространство заполняют засыпкой из расчета 0,5-10 г порошка на 1 см2 площади анода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку сточных вод осуществляют током плотностью 50-1000 А/м2.
