Способ очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов
Владельцы патента RU 2430887:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)
Изобретение относится к способам утилизации отработанных смазочно-охлаждающих технологических средств, а также для очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты и другие органические примеси, и может быть использовано в машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности. В заявленном способе для очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов используют сорбент, содержащий смесь сухого магнетитового концентрата и самораспадающегося электросталеплавильного шлака, полученного способом сухого охлаждения, с последующей обработкой полученной суспензии в магнитном поле. Размер частиц шлака составляет 50-100 мкм, и его используют в количестве 30-40% от массы магнетитового концентрата. Способ обеспечивает повышение адсорбционной емкости сорбента за счет введения в его состав самораспадающегося электросталеплавильного шлака, повышение степени очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, и снижение расхода магнетитового концентрата. 1 табл.
Изобретение относится к области защиты окружающей среды, а именно к способам утилизации отработанных смазочно-охлаждающих технологических средств, а также для очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты и другие органические примеси, и может найти применение в машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности.
Известен способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, заключающийся в деэмульгировании масел суспензией на основе гидроксидов железа и кальция, полученной при очистке сточных вод гальванопроизводства, взятой в количестве 0,5…10,0 частей сухого остатка на 1 часть эмульгированного нефтепродукта, и последующей электрокоагуляцией при плотности тока 60-200 А/м2 в течение 10 - 15 минут с использованием растворимых анодов или гальванической парой (патент РФ 2093474).
Недостатками этого способа является энергоемкость процесса, сложность оборудования для получения коагулянта и технических операций по обезвоживанию и использованию образующегося осадка, одноцикличное использование коагулянта.
Известен способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, включающий деэмульгирование железосодержащим материалом путем пропускания сточных вод через фильтр, заполненный адсорбционным комплексом, состоящим из сфер магнитотвердого феррита бария, гранул и порошка из оксида железа, взятых в соотношении 8:2:1 мас. частей (патент РФ 2156225).
Недостатками данного способа являются сложность приготовления сфер феррита бария, удорожание процесса.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является способ очистки воды от органических примесей путем введения сорбента в количестве 65-70 мас.% в виде ферромагнитного материала, содержащего сухой магнетитовый концентрат, с последующей обработкой полученной суспензии в магнитном поле (А.с. СССР 1792919).
Недостатком данного способа является недостаточная степень очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты.
Целью изобретения является повышение адсорбционной емкости и степени очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, снижение расхода магнетитового концентрата.
Поставленная цель достигается тем, что для очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов используют сорбент, содержащий смесь сухого магнетитового концентрата и самораспадающегося электросталеплавильного шлака, полученного способом сухого охлаждения, с размером частиц 50-100 мкм в количестве 30-40% от массы магнетитового концентрата.
Магнетитовый концентрат и шлаковый порошок являются деэмульгатором и адсорбентом, удерживаемыми за счет магнитного поля на поверхности воды совместно с органическими примесями.
Характеристика самораспадающегося электросталеплавильного шлака:
средний размер частиц 75 мкм, содержание оксидов, мас.%: СаО - 45-47; SiO2 - 22-24; Аl2O3 - 5-7; Fе2О3 - 7-9; МnО - 4-6; MgO - 9-11; Сr2О3 - 0,5-1.
Переработку самораспадающегося электросталеплавильного шлака осуществляют способом сухого охлаждения на воздухе, при котором частицы шлака обладают повышенными сорбционными свойствами вследствие напряженной структуры и образования дефектов на поверхности частиц.
Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении адсорбционной емкости за счет введения в состав сорбента самораспадающегося электросталеплавильного шлака. Кроме того, использование компонентов сорбционного комплекса в виде продукции и отхода собственного металлургического производства, использующего смазочно-охлаждающие жидкости при металлообработке, позволит снизить затраты для осуществления предложенного способа.
Указанный результат достигается тем, что в способе очистки воды от органических примесей путем введения сорбента в количестве 65-70 мас.% в виде ферромагнитного материала, содержащего сухой магнетитовый концентрат, с последующей обработкой полученной суспензии в магнитном поле, в качестве сорбента используют смесь магнетитового концентрата и самораспадающегося электросталеплавильного шлака, полученного способом сухого охлаждения, с размером частиц 50-100 мкм в количестве 30-40% от массы магнетитового концентрата.
Введение шлака более 40% от массы магнетитового концентрата приводит к ухудшению условий магнитной обработки.
При количестве шлака менее 30% снижается степень извлечения примесей из очищаемой воды вследствие снижения адсорбционной емкости сорбента.
При использовании элетросталеплавильного шлака с размерами частиц менее 50 мкм снижаются условия фильтрации суспензии, а более крупный обладает меньшей удельной поверхностью и недостаточной адсорбционной способностью.
При изучении литературных источников аналогичного решения с использованием самораспадающегося электросталеплавильного шлака, полученного способом сухого охлаждения с размером частиц 50-100 мкм в качестве сорбента для очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».
Пример осуществления способа
Готовили адсорбционный комплекс в количестве 350 г в виде смеси 245 г магнетитового концентрата и 105 г самораспадающегося электросталеплавильного шлака Старо-Оскольского электрометаллургического комбината (ОАО «ОЭМК») с размером частиц 50-100 мкм, полученного способом сухого охлаждения, содержащего, мас.%: СаО - 46,3; SiO2 - 22,7; Аl2О3 - 6,3; Fе2О3 - 8,5; MnO - 5,2; MgO - 10,5; Сr2O3 - 0,5. Полученный адсорбент смешивали с отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью марки «MULTAN 70-40» в количестве 0,5 л, содержащей 25000 мг/л эмульгированных нефтепродуктов. Полученную суспензию подвергали обработке в магнитном поле путем перемешивания в течение 2-х минут, при которой частицы намагничивались до насыщения. При намагничивании суспензии в постоянном магнитном поле образуются крупные агрегаты из обмасленных металлических частиц, удерживаемых магнетитом и адсорбированных шлаковым порошком различных органических примесей. Далее суспензию подвергали фильтрованию через фильтрующую ткань, а полученный фильтрат подвергали отстаиванию перед повторным использованием
Осуществление способа производили при различных значениях параметров, указанных в формуле изобретения.
Полученные результаты представлены в таблице.
| Таблица | ||||
| Зависимость степени очистки воды от количества вводимого самораспадающигося электросталеплавильного шлака | ||||
| Способ | Показатели исходной воды | Количество сорбента, г | Количество шлака в сорбенте, г | Степень очистки |
| Предлагаемый | Отработанная смазочно-охлаждающая жидкость«MULTAN 70-40» | 350 | 70 | 90 |
| 350 | 105 | 99 | ||
| 350 | 140 | 99 | ||
| 350 | 175 | 94 | ||
| По прототипу | Отработанная смазочно-охлаждающая жидкость«MULTAN 70-40» | 350 | 0 | 85 |
Как видно из таблицы, обработанную воду можно пустить в оборот для приготовления новых партий СОЖ. Адсорбционный комплекс подвергали регенерирации для восстановления его адсорбционной способности.
Регенерация проводилась последовательной сушкой адсорбционного комплекса при 105°С до постоянной массы и дальнейшей прокалкой при 400°С в течение 0,5 час. Регенерированный таким образом адсорбционный комплекс полностью восстановил свои свойства.
Предлагаемый способ позволяет качественно деэмульгировать и очистить сточную воду от нефтепродуктов с помощью адсорбционного комплекса при снижении энергозатрат и обеспечении долговременного использования адсорбционного комплекса.
Способ очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов путем введения сорбента в количестве 65-70 мас.% в виде ферромагнитного материала, содержащего сухой магнетитовый концентрат, с последующей обработкой полученной суспензии в магнитном поле, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют смесь магнетитового концентрата и самораспадающегося электросталеплавильного шлака, полученного способом сухого охлаждения, с размером частиц 50-100 мкм в количестве 30-40% от массы магнетитового концентрата.
