Способ очистки воды от нефтепродуктов

 

Использование: тонкая очистка сточных вод промышленных предприятий от нефтепродуктов , преимущественно отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, в металлообрабатывающей промышленности , а также при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и химических предприятий. Сущность: обработка железосодержащим коагулянтом с последующим отделением осадка фильтрованием, в качестве коагулянта используют продукт, полученный обработкой отработанного травильного раствора производства горячего цинкования азотной кислотой, а очищаемую воду пропускают параллельно поверхности эластичной фильтрующей перегородки с транзитной скоростью от; 0,15 до 1,2 м/с, обеспечивающей образование на перегородке динамической мембраны толщиной 20-150 мкм. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 02 F 1/52

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ яяч

l м ч и

1 (21} 4882216/26 (22) 16.11;90 (46) 07.06;93. Бюл. М 21 (71) Московский научно-производственный кооператив "Экология-2000г" (72) В.Ф.Хромых (73) Московский научно-производственный кооператив "Экология-2000г" (56) Авторское свидетельство СССР

th 1439084, кл. С 02 F 1/52, 1988.

Проскуряков В.А. и др; Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.:

1977, с.381 — 382. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ (57) Использование: тонкая очистка сточных вод промышленных предприятий от нефтеИзобретение относится к очистке сточных вод промышленных предприятий от нефтепродуктов, преимущественно отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), и может быль использовано в металлобрабатывающей промышленности, а также при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и химических предприятий.

Цель изобретения — повышение степени очистки воды и увеличение производительности путем обеспечения непрерывной работы фильтра.

Поставленная цель достигается предло. женным способом очистки воды от нефтепродуктов путем обработки воды железосодержащим коагулянтом с последующим отделением осадка фильтрованием. согласно которому в качестве коагулянта используют отработанный травильный раствор (OTP), „„Я./ ÄÄ 1820900 АЗ продуктов, преимущественно отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, в металлообрабатывающей промышленности, а также при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и химических предприятий. Сущность: обработка железосодержащим коагулянтом с последующим отделением осадка фильтрованием, в качестве коагулянта используют продукт, полученный обработкой отработанного травильного раствора производства горячего цинкования азотной кислотой, а очищаемую.воду пропускают параллельно поверхности эластичной фильтрующей перегородки с транзитной скоростью от. 0,15 до 1,2 м/с, обеспечивающей образование на перегородке динамической мембраны. толщиной 20-150 мкм. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. обработанный азотной кислотой и окислами азота, очищаемую воду непрерывно пропу- з скают параллельно поверхности эластичной Со фильтрующей перегородки со скоростью, обеспечивающей образование на перегородке динамической мембраны толщиной

20 — 150 мкм, При этом транзитную скорость потока .параллельно поверхности фильтрующей пе- Э регородке устанавливают в пределах от 0,15 до 1,2 и/с. а динамическая мембрана формируется из частиц гидроксида железа. д

Применение в качестве коагулянта технического продукта, полученного из отходов металлобработки, удешевляет способ, а также позволяет. повысить степень очистки воды благодаря высокоразвитой поверхности хлопьев гидроксида Fe образующихся при введении коагулянта в очищаемую воду,, Р?0900

tåõHì÷åñKèé коагулянт получают окислени ).f ем Ге в составе отработанных травипьных растворов азотной кислотой. Небольшая добавка азотной кислоты е ОТР позволяет получать высокоэффективный коагупянт гидропизующегося типа дпя гонкой очистки воды, В предложенном способе в качестве фильтрующего слоя используют динамическую мембрану из частиц осадка. Такая мембрана в заявляемом диапазоне транзитной скорости быстро формируется (не более 510 с) и легко регенерируется, т.е. обладает практически неограниченным сроком непрерывной работы. Динамическая мембрана обеспечивает полное улавливание всех взвешенных частиц, вплоть до частиц коллоидных размеров. Высокая степень улавливания взвешенных частиц достигается при толщине динамической мембраны от 20 до

150 мкм, Более тонкая мембрана в условиях разработанного способа не обеспечивает предельной очистки, а более толстая мембрана снижает производительность способа.

В заявляемом диапазоне 20-150 мкм динамическая мембрана способна полностью очистить воду с содержанием нефтепродуктов от десятков мг/л до сотен г/л, т.е. при изменении концентрации нефтепродуктов в воде в 10000 рэз. При этом обеспечивается длительная непрерывная работа динамической мембраны.

Транзитная скорость потока в пределах от 0,15 до 1,2 и/с выбрана по следующим соображениям. При снижении транзитной скорости ниже 0,15 м/с возрастает толщина мембраны и скорость процесса уменьшается. При транзитной скорости выше 1,2 м/с толщина мембраны недопустимо уменьшается, что ведет к снижению ее задерживающей способности.

Использование в качестве материала дпя динамической мембраны частиц гидроксида железа упрощает способ, поскольку при этом не требуется вводить дополнительных веществ для формирования мембраны. В заявляемом способе выбран такой гидродинамический режим, который обеспечивает высокую задерживающую спосббность при сохранении высокой скорости непрерывного процесса, Выбор в качестве опорной перегородки эластичной фильтровальной ткани обусловлен следующим, При длительной непрерывной работе, особенно при низкой транзитной скорости, динамическая мембрана может постепенно снижать свою проницаемость, что может привести к постепенному уменьшению производительности фильтра. Чтобы этого не произошло. для сохранения-высокой KopocTpt фильтровдни, необходимо периодически обновлять динамическую мембрану. В заявляемом способе это достигается путем резкого изменения давления на по5 . верхности фильтра. При этом эласгичиая перегородка, следуя за импульсом давления, сбрасывает со своей поверхности отработанную динамическую мембрану. Процесс формирования новой мембраны с высокой проницаемостью в заявляемом гидродинамическом режиме не превышает 5-10 с.

Для осуществления разработанного способа наиболее подходит гидродинамический тонкослойный фильтр с трубчатыми

15 фильтрующими элементами из эластичной фильтровальной ткани типа арт. 56050 и др. из лавсановых ипи капроновых волокон, а также из хлопка типа бельтинга. Такой фильтр. обладает высокой объемной плотно20 стью упаковки элементов — до 100 м /мз.

Применение трубчатых элементов с внутренней фильтрующей поверхностью обеспечивает эффективный режим их регенерации и длительную непрерывную эксплуатацию.

Ниже приводятся примеры конкретного

- осуществления заявляемого способа.

Пример 1. Очистке подвергают отработаннуюю смазочно-охлаждающую эмульсию со станка холодной прокатки алюминиевых

З0 сплавов с концентрацией нефтепродуктов

27,4ф>, В качестве коагулянта используют ОТР, полученный после травления 15,-ным раствором серной кислоты стальных конструкЗ5 ций. Состав 0TP: Fe — 4,8, свободная серная кислота — 4,2 g„К отработанному травильному раствору, нагретомудо 70 С,, добавляют концентрированную азотную кислоту порциями до полного перевода Fe

40 в трехвалентное состояние. Содержайие

Fe в коагулянте определяют титрованием раствора стандартным раствором перманганата калия в сернокислой среде, Приготовленный коагулянт добавляют к отработанной

45 эмульсии из расчета 1 r оксигидрэта на 20.40 r удаляемых нефтепродуктов, Доводят . pH до 6,5-8,5 и направляют на фильтрацию.

Фильтрацию ведут нэ пилотной уста50 новке, состоящей иэ емкости для загрязненной. нефтепродуктами воды, емкости для . очищенной воды, емкости для.сгущенного осадка;.погружного центробежного насоса с регулируемой. производительностью, труб@> чэтого гидродинамического фильтра. а также запорно-регулирующей эрмэщры и

KNA,Òèäðîäèíàìè÷8ñêèé фильтр имеет цилиндрический корпус,по оси которого рас. пс ложен трубчатый фильтрующий элемент из лавсэновой ткани эрт. 56050 диаметром 820900

40 рывного действия.

Формула изобретения

50 1. Способ очистки воды от нефтепродук55 степени очистки воды и увеличения производительности путем обеспечения непрерыв8 мм, лл лной 500 мм и об и .и пе1ертно .тьебо

120 см .

Очигцэемую эмульсию насосом подают на вход гидродинамического фильтра с транзитнои скоростью 0,7 м/с, она поступает внутрь фильтрующего элемента. движется вдоль фильтрующей перегородки и сгущается, очи ще н на я вода вы водится снаружи фил ьтрующего элемента, а сгущаемый осадок— из другого конца фильтра. Сгущение осадка ведут в режиме рисайкла. При движении очищаемой эмульсии с заданной транзитной скоростью на внутренней поверхности элемента образуется слой осадка взвешенных частиц толщиной 70 мкм, который выполняет роль динамической мембраны.

В процессе фильтрации периодически, через 2-4 ч давление на фильтре резко уменьшают, а затем вновь восстанавливают до первоначальной величины рабочего давления. При этом происходит регенерация динамической мембраны.

Процесс фильтрации ведут непрерывно в течение 240 ч. Периодически отбирают пробы очищенной воды и определяют содержание в воде нефтепродуктов. Сгущенный осадок анализируют на содержание в ней нефтепродуктов.

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.

Пример 2. Опыт ведут аналогично примеру 1, но очистке подвергают отработанную эмульсию со стана горячей прокатки алюминиевых сплавов с содержанием нефтеп родуктов 2,1$.

Полученные опытные данные приведены в таблице.

Пример 3, Опыт ведут аналогично примеру 1, но очистке подвергают сточные воды нефтеперерабатывающего завода с содержанием нефтепродукта 240 мг/л.

Результаты опыта приведены в таблице.

Пример ы 4-8. Опыты ведут аналогично примеру 1, но очистке подвергают отработанную эмульсию со стана горячей прокатки алюминиевых сплавов с содержанием нефтепродуктов 1,7$. Транзитную скорость эмульсии на входе в гидродинамический фильтр устанавливают следующей: 1.5, 1,2, 0,6, 0,15 и

0,05 м/с, что соответствует толщине динамической мембраны: 10,. 20, 80, 150 и 200 мкм соответственно.

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.

Il. р и м е р 9. Очистке подвергают сточную воду Московского НПЗ с концентрацией нефтепродукта 142 мг/л (в прототипе

155 мг/л). В качестве коагулянта используют продукт окисления ОТР азотной кислотой и оксидами азота, описанный в примере

f0

1. Доза коагулянта 90 мг/и (из расчет<- !". 0 мг коагулянта/155 мг нефтепродукта п-. прототипу). После введения коагулянта воду отстаивают в течение 12-24 ч. Очищенную воду анализируют на остаточное содержание нефтепродукта.

Согласно анализа, остаточное содержание нефтепродукта в очищенной воде составило 1,8 мг/л. а степень очистки равна

98,7 .

Таким образом, поставленные в аналогичных условиях опыты показали, что степень очистки СВ коагулянтами в отстойном варианте составила: s известном способе—

91,6, в заявляемом способе — 98,7 ; степень очистки при коагуляции и фильтрации составила: в известном способе — 96,3%, в заявляемом способе — 99,967ь. Из приведенных данных видно, что заявляемый способ обеспечивает более высокую степень очистки СВ от нефтепродуктов.

Из таблицы видно, что разработанный способ обеспечивает высокую степень очистки воды от нефтепродуктов, Остаточное содержание нефтепродуктов в очищенной воде менее О,З мг/л. при толщине мембраны более 70 мкм — менее 0,1 мг/л.

При снижении толщины динамической мембраны до 10 мкм степень очистки воды снижается — остаточное содержание нефтепродукта в очищенной воде увеличивается до 4-5 мг/л, Увеличение толщины динамической мембраны до 200 мкм практически не влияет на степень очистки воды. В заявленном диапазоне толщины динамической мембраны от 20 до 150 мкм степень очистки воды практически не зависит от содержания нефтепродукта в исходной воде. Из таблицы видно, что диапазон транзитной скорости потока от 0,15 до 1,2 м/м является оптимальным;

Таким образом, предложенный способ обеспечивает повышение производительности и глубины очистки воды до требований

ПДК, а также возможна замена дорогостоящих и громоздких отстойников на малогабаритные гидродинамические фильтры непретов, включающий обработку воды железосодержащим коагулянтом с последующим отделением осадка фильтрованием, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения ной работы фильтра, в качестве коагулянта используют отработанный травильный раствор производства горячего цинкование обработанный азотной кислотой и окислами

1820900

Составитель В,Малкин

Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор

Заказ 2040 ., Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 азота до полного окисления двухвалентного железа, а отделение осадка ведут. путем непрерывного пропускания очищаемой воды параллельно поверхности. эластичной фильтрующей перегородки со скоростью, обес- 5 печивающей образование на перегородке динамической мембраны толщиной 20-150 мкм.

2. Способ по п.1, от л и ч а ю шийся тем, что скорость потока параллельно фильтрующей перегородке устанавливают в пределах 0,15 — 1,2 м/с.