Способ очистки жидкостей от маслонефтепродуктов

 

Изобретение относится к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, машиностроительной отраслях промышленности, а также системах очистки стоков предприятий промышленности и бытового обслуживания. Фильтрование жидкости проводят через слой пористой эластичной загрузки из пенополиуретана. Плотность набивки загрузки за счет ее предварительного сжатия поддерживают в пределах 140-170 кг/м³. Фильтрование ведут со скоростью 4-6,5 м/ч, а регенерацию загрузки осуществляют двухкратным механическим отжимом с промежуточной промывкой небольшим количеством фильтрата. Способ очистки жидкостей от маслонефтепродуктов позволяет повысить эффективность процесса и увеличить длительность фильтроцикла. 1 табл.

Изобретение относится к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, машиностроительной отраслях промышленности, а также в системах очистки стоков предприятий промышленности и бытового обслуживания.

Известна фильтрующая загрузка для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (а.с. СССР 1662625 по кл. В 01 D 39/00. Фильтрующая загрузка для очистки воды от нефти и нефтепродуктов. Опубл. 15.07.91. БИ 26), представляющая собой измельченный олеофильный пенопласт, уплотненный до такой степени, что размер пор между частицами равен размерам самих частиц.

Способ очистки воды от нефти и нефтепродуктов, использующий описанную фильтрующую загрузку, обладает существенными недостатками. Прежде всего он не предусматривает регенерацию загрязненной загрузки, поэтому необходима ее частая замена на новую. Эффективность очистки воды и срок службы загрузки определяются конкретной степенью сжатия пенопластовой крошки. Достаточно высокая механическая жесткость пенопластовой загрузки не позволяет менять степень ее сжатия в широких пределах, а, следовательно, невозможно изменять и эффективность очистки загрязненной нефтепродуктами воды.

Известен способ очистки сточных вод (а.с. СССР 833280 по кл. В 01 D 37/00. Способ очистки сточных вод. Опубл. 30.05.81. БИ 20), предусматривающий фильтрацию загрязненной воды через пористую эластичную загрузку, предварительно сжатую на 10-15% ее первоначального объема, со скоростью 7-10 м/ч. Периодически, после снятия сжатия, проводится промывка загрузки.

Описанный способ обладает рядом существенных недостатков. Проведенные нами эксперименты показали, что при степени сжатия загрузки 10-15%, что соответствует плотности ее слоя 40-50 кг/м³, фильтрование идет преимущественно по межзерновым каналам без полного использования внутренней пористой структуры гранул. Кроме того, предложенная схема регенерации (простая промывка при снятии сжимающей нагрузки) позволяет удалить лишь те загрязнения, которые скопились в каналах. При снятии нагрузки уловленные фракции проникают (всасываются) во внутренние поры гранул, особенно в момент уменьшения деформирующего усилия. Загрязнения накапливаются, что снижает как степень очистки жидкости, так и длительность фильтроцикла.

Наиболее близким к заявляемому по назначению и технической сущности является способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов (а.с. СССР 971808 по кл. C 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов. Опубл. 07.11.82. БИ 41). По указанному способу сточные воды очищают от нефти и нефтепродуктов путем фильтрования через слой гранулированного сорбента, в качестве которого используют горючий сланец.

Недостатком данного способа является низкая длительность фильтроцикла (период эффективной работы сорбента до проскока загрязнений), которая составляет всего 25-30 суток.

Еще одним недостатком указанного способа является то, что он не предусматривает регенерацию загрязненной загрузки. При исчерпании сорбционной емкости загрузки ее удаляют из корпуса фильтра и направляют на сжигание. Необходимость частой замены загрузки на новую увеличивает эксплуатационные затраты на проведение процесса. Малая длительность фильтроцикла еще более усугубляет этот недостаток. Требуются частые остановки оборудования для замены фильтрующего слоя и большое количество свежего сорбента.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение эксплуатационных затрат за счет увеличения длительности фильтроцикла и многократного использования регенерируемой загрузки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе в качестве загрузки используют пористый эластичный пенополиуретан (ППУ), плотность которого за счет предварительного сжатия поддерживают в пределах 140-170 кг/м³, фильтрование ведут со скоростью 4-6,5 м/ч, а регенерацию загрузки осуществляют двукратным механическим отжимом с промежуточной промывкой небольшим количеством фильтрата.

При уменьшении плотности набивки до величины менее 140 кг/м³ длительность фильтроцикла и эффективность очистки падают, поскольку фильтрация, в основном, идет по каналам, образованным гранулами ППУ, имеющим большее сечение, чем поры гранул (см. Пример). При увеличении плотности набивки свыше 170 кг/м³ длительность фильтроцикла и эффективность очистки также падают, поскольку поперечное сечение как каналов, так и самих пор гранул уменьшается настолько, что существенно снижается и площадь сорбирующей маслонефтепродукты поверхности. Кроме того, при этом резко возрастает гидравлическое сопротивление слоя.

Снижение скорости фильтрования до величины, меньшей 4 м/ч, нецелесообразно, поскольку при этом падает производительность технологического оборудования. При увеличении же скорости жидкости свыше 6,5 м/ч фильтрование идет преимущественно по отдельным каналам с наименьшим гидравлическим сопротивлением, объем загрузки используется неполностью, наблюдается быстрый проскок загрязнений через ее слой. Это приводит к существенному снижению грязеемкости слоя и длительности фильтроцикла.

Снижение эксплуатационных затрат достигается также тем, что по окончании фильтроцикла пористую загрузку не заменяют на новую, а регенерируют простым и дешевым способом: механически отжимают, затем промывают небольшим количеством фильтрата (от 0,05 до 0,2% от его объема) и повторно отжимают. Грязеемкость загрузки при этом существенно увеличивается и возвращается практически к исходному значению.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Пример осуществления заявляемого способа.

Проводится процесс фильтрования специально приготовленной маслонефтесодержащей жидкости (с начальной концентрацией примесей 200 мг/л) через слой эластичной пористой загрузки из ППУ высотой 0,7 м с различной плотностью набивки ρ_н (при постоянной скорости фильтрования V_ф) и с различной скоростью фильтрования V_ф (при постоянной плотности набивки ρ_н). При постоянной температуре определены зависимости эффективности очистки загрязненной жидкости от плотности набивки и скорости фильтрации. Полученные данные приведены в таблице.

Из таблицы видно, что оптимальными интервалами плотности набивки и скорости фильтрования являются ρ_н=140-170 кг/м³, V_ф=4-6,5 м/ч. Следует отметить, что регенерация загрузки посредством ее двукратного механического отжима с промежуточной промывкой слоя небольшим количеством фильтрата позволила сохранить длительность фильтроцикла практически постоянной (1300 ч, что намного больше, чем в прототипе) в течение 11 циклов работы. Заявленный способ может быть применен для очистки от маслонефтепродуктов самых различных жидкостей, круг которых определяется химической стойкостью ППУ.

Таким образом, предложенный способ очистки жидкостей от маслонефтепродуктов позволяет добиваться снижения эксплуатационных затрат на очистку воды за счет увеличения длительности фильтроцикла и многократного использования регенерируемой загрузки. Для достижения высоких степеней очистки и больших длительностей фильтроцикла необходимо использование фильтрующего слоя с определенной плотностью набивки, при этом фильтрование должно протекать с определенной скоростью, а регенерация загрузки должна осуществляться двухкратным механическим отжимом с промежуточной промывкой слоя небольшим количеством фильтрата.

Формула изобретения

Способ очистки жидкостей от маслонефтепродуктов, включающий фильтрование через слой загрузки, отличающийся тем, что в качестве загрузки используют пористый эластичный пенополиуретан, плотность которого за счет предварительного сжатия поддерживают в пределах 140-170 кг/м³, фильтрование ведут со скоростью 4-6,5 м/ч, затем регенерируют загрузку двухкратным механическим отжимом с промежуточной промывкой небольшим количеством фильтрата.

РИСУНКИ

Рисунок 1