Способ комплексной очистки сильно загрязненной воды
Владельцы патента RU 2354439:
Институт химии нефти Сибирского отделения Российской Академии наук (RU)
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки промстоков, загрязненных нефтепродуктами, фенолами, солями железа и взвешенными частицами. Способ включает фильтрование через чередующиеся слои тонковолокнистого базальтового и/или полипропиленового волокна и дисперсного адсорбента, в качестве которого используют смесь сферозолы, полученной из отходов теплоэлектростанций, и оксид-гидроксида железа в виде минерального осадка, выделенного на станциях обезжелезивания подземных вод, предпочтительно термообработанного при температуре 150-350°С в течение 3-5 часов. Изобретение повышает степень очистки и расширяет ассортимент фильтрующих материалов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано на очистных сооружениях в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, бензозаправочных станциях и станциях мойки автомашин для очистки промстоков, загрязненных нефтепродуктами, фенолами, солями железа и взвешенными частицами.
Известны различные способы очистки промстоков от органических и неорганических загрязнителей с использованием природных и синтетических адсорбентов. Наиболее эффективные адсорбенты, например активированные угли, в условиях сильных загрязнителей воды нефтепродуктами быстро забиваются и теряют работоспособность, поэтому используются для очистки воды на заключительных стадиях или в сочетании с другими адсорбентами. Например, известен способ очистки нефтесодержащих сточных вод на совместном использовании активированных углей с термообработанным шунгитом (авт. свид-во № 1662625, кл. B01D 39/00, опубл. 27.07.91, БИ № 26). Известен также способ очистки сточных вод от нефтепродуктов с использованием фильтрующего материала из четырех слоев базальтового волокна (Промышленное строительство и инженерные сооружения, 1991, № 4, с.34), однако предложенное решение неэффективно при удалении эмульгированных нефтепродуктов при их высокой концентрации в загрязненной воде. Известно использования сферозолы, отходов электростанций, работающих с использованием в качестве топлива каменного угля для получения сорбента для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (патент 2090258, опубл. 1997). Сложность изготовления данного адсорбента заключается в пропитке сферозолы нефтью и последующим ее выжиганием.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов (авт. свид-во № 2106898, кл. B01D 39/00, B01J 20/00, C02F 1/28, опубл. 20.03.98, БИ № 8), в котором используется тонковолокнистое базальтовое волокно и оксид алюминия, полученный из ультрадисперсного электровзрывного порошка алюминия. Ультрадисперстный оксид алюминия очень дорог (8000 рублей за 1 кг).
Задачей изобретения является повышение степени очистки сточных вод от нефтепродуктов, фенола, железа и других загрязнителей с использованием более дешевых и доступных адсорбентов и расширением области использования разработанных фильтрующих материалов.
Технический результат достигается тем, что для очистки загрязненной нефтепродуктами, фенолом и другими загрязнителями воды она фильтруется последовательным пропусканием ее через слои материалов: базальтового и/или полипропиленового нетканого волокна, чередующегося со слоями дисперсного адсорбента, состоящего из сферозолы и оксид-гидроксида железа (ОГЖ). ОГЖ получают прокаливанием минерального осадка, собранного на станциях обезжелезивания подземных вод, при температуре 150-350°С в течение 3-5 часов. Дисперсный адсорбент (СЗ):ОГЖ получают смешиванием СЗ и ОГЖ при соотношении 1-2:1 соответственно. Сферозола или микросферы алюмосиликатные АСПМ-500, ТУ 5717-001-11843486-2004 - товарный продукт, выделяемый на Новосибирской теплоэлектростанции из золы-уноса, образующейся при сгорании углей при температуре 1000°С, - пустотелые сферические шарики размером от 50 до 500 мкм. Сферозолу (микросферы) выделяют из общей массы золы по специальной технологии и реализуют как товарный продукт.
Фильтрующий элемент содержит в своем составе соотношение компонентов, мас.%: дисперсный адсорбент СЗ:ОГЖ - 50-70, полипропиленовое нетканое полотно (ППВ) 30-50%, базальтовое волокно (БВ) - 10-20%.
Отличительными признаками заявляемого технического решения является использование в процессе фильтрации сочетания не менее трех чередующихся слоев порошкового и волокнистого адсорбентов, причем наружные слои составлены из базальтового и/или полипропиленового тонковолокнистого нетканого полотна, а внутренние слои - из дисперсного порошка, содержащего в своем составе СЗ и ОГЖ. Другим отличительным признаком является использование для получения ОГЖ в качестве исходного материала отходов станций обезжелезивания подземных вод.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Модельную воду, содержащую 50 мг/л нефтепродуктов и 15 мг/л фенола, фильтруют через трехслойный фильтр, содержащий в своем составе 40 г ППВ, 10 БВ, 50 г СЗ. Вода на очистку подается сверху колонны и проходит через фильтрующий элемент самотеком.
Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составляет 0,6 мг/л (степень очистки 98%), фенола 5-6 мг/л (степень очистки 70%).
Пример 2.
Все как в примере 1, только вместо СЗ использовали 50 г смеси СЗ:ОГЖ при соотношении 1:1. В фильтрате содержание нефтепродуктов 0,55 мг/л, фенола 0,6 мг/л (степень очистки 96%).
Пример 3.
Сточную воду с нефтебазы, содержащую 6 мг/л нефтепродуктов и железа 70 мг/л, фильтруют через фильтр, содержащий в своем составе ППВ, СЗ, БВ при соотношении 1,5:2:1 г соответственно. Соотношение массы пропущенной загрязненной воды к массе адсорбента составляет 200:1. Содержание нефтепродуктов и железа в фильтрате обнаружено в количестве 0,47 мг/л и 0,3 мг/л соответственно.
Пример 4. Очистка промстоков Мыльджинского ГКМ.
Промстоки, содержащие примеси нефтепродуктов (НП) - 25-27 мг/л, железо окисное - 7-8 мг/л, фенол - 15-16 мг/л, взвешенных частиц - 130-140 мг/л, фильтруют через фильтр, содержащий в своем составе полипропиленовое и базальтовое волокно и сферозолу. Содержание примесей в фильтрате - НП (0,6 мг/л), железо не обнаружено, фенол (4-5 мг/л), взвешенных частиц не обнаружено.
Пример 5. Очистка второй партии промстоков Мыльджинского ГКМ.
Промстоки, содержащие примеси нефтепродуктов (НП) - 17-20 мг/л, железо окисное - 10-11 мг/л, фенол - 7-8 мг/л, взвешенных частиц - 120-130 мг/л, фильтруют через фильтр, содержащий в своем составе полипропиленовое и базальтовое волокно и сферозолу с оксид-гидроксидом железа (СЗ:ОГЖ=1,5:1). Содержание примесей в фильтрате - НП - 0,3 мг/л (степень очистки - 98-99%), железо не обнаружено, фенол - 0,7 мг/л (степень очистки - 91%), взвешенных частиц не обнаружено. При повторном фильтровании фильтрата через фильтр нефтепродукты удаляются полностью, содержание фенола снижается до 0,2-0,3 мг/л (степень фильтрации - 90-95%). Результаты приведены в таблице.
| Состав фильтрующего материала (элемента) и результаты очистки загрязненной воды | ||||||||||
| № п/п | Состав фильтрующей колонки, г | Содержание примесей в исходной воде, мг/л | Содержание примесей в очищенной воде, мг/л (степень очистки воды, %) | |||||||
| ППВ | БВ | СЗ | ОГЖ | НП | фенол | Fe | НП | фенол | Fe | |
| 1 | 40 | 10 | 50 | - | 50 | 15 | - | 0,6 | 5-6 | - |
| (98,8) | ||||||||||
| 2 | 40 | 10 | 25 | 25 | 50 | 15 | - | 0,55 | 0,6 | - |
| (98,9) | (96%) | |||||||||
| 3 | 1,5 | 1 | 2,5 | - | 6 | - | 70 | 0,47 | - | 0,3 |
| (92) | ||||||||||
| 4 | 40 | 10 | 50 | - | 25- | 15-16 | 7-8 | 0,6 (98) | 4-5 (40) | не |
| 27 | обнаруж. | |||||||||
| 5 | 40 | 10 | 30 | 20 | 70 | 7-8 | 10-11 | 0,3 | 0,7 | не |
| (99%) | (91%) | обнаруж. | ||||||||
| 6 | 40 | - | 25 | 25 | 50 | 15 | - | 0,8 (98) | 0,6 | - |
| (96%) | ||||||||||
| 7 | - | 40 | 25 | 25 | 50 | 15 | - | 0,7 | 0,7 | - |
| (98,4) | (95%) | |||||||||
| 8 | 40 | 10 | 50 | 501) | 50 | - | - | 0,5 | - | - |
| (90%) | ||||||||||
| 9 | 40 | 10 | 50 | 502) | 50 | - | - | 0,44 | - | - |
| (92%) | ||||||||||
| 10 | 40 | 10 | 50 | 503) | 50 | - | - | (86%) | - | - |
1) ОГЖ - прокаливание -180°С (4 часа)
2) ОГЖ - прокаливание - 300°С (4 часа)
3) ОГЖ - высушен при комнатной температуре 25°С
1. Способ очистки сильно загрязненных сточных вод от нефтепродуктов, фенолов и других загрязнителей фильтрованием через чередующиеся слои тонковолокнистого базальтового и/или полипропиленового волокна и дисперсного адсорбента, отличающийся тем, что в качестве дисперсного адсорбента используют смесь сферозолы (СЗ) - отхода теплоэлектростанций и оксид-гидроксида железа (ОГЖ) - минерального осадка, выделенного на станциях обезжелезивания подземных вод.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь СЗ и ОГЖ берут в соотношении (1-2):1 мас.ч. соответственно.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ОГЖ предварительно подвергают прокаливанию при температуре 150-350°С в течение 3-5 ч.
