RU1820900C - Способ очистки воды от нефтепродуктов - Google Patents

Abstract

Использование: тонка  очистка сточных вод промышленных предпри тий от нефтепродуктов , преимущественно отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, в металлообрабатывающей промышленности , а также при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и химических предпри тий. Сущность: обработка железосодержащим коагул нтом с последующим отделением осадка фильтрованием, в качестве коагул нта используют продукт, полученный обработкой отработанного травильного раствора производства гор чего цинковани  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.

Description

Изобретение относитс  к очистке сточных вод промышленных предпри тий от нефтепродуктов, преимущественно отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), и может быть использовано в металлобрабатывающей промышленности, а также при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и химических предпри тий.

Цель изобретени  - повышение степени очистки воды и увеличение производительности путем обеспечени  непрерывной работы фильтра.

Поставленна  цель достигаетс  предложенным способом очистки воды от нефтепродуктов путем обработки воды железосодержащим коагул нтом с последующим отделением осадка фильтрованием, согласно которому в качестве коагул нта используют отработанный травильный раствор (ОТР).

обработанный азотной кислотой и окислами азота, очищаемую воду непрерывно пропускают параллельно поверхности эластичной фильтрующей перегородки со скоростью, обеспечивающей образование на перегородке динамической мембраны толщиной 20-150 мкм.

При этом транзитную скорость потока параллельно поверхности фильтрующей перегородке устанавливают в пределах от 0,15 до 1,2 м/с, а динамическа  мембрана формируетс  из частиц гидроксидэ железа,

Применение в качестве коагул нта технического продукта, полученного из отходов металлобработки, удешевл ет способ, а также позвол ет повысить степень очистки воды благодар  высокоразвитой поверхности хлопьев гидроксида Fe3, образующихс  при введении коагул нта в очищаемую воду.

00

ю о

Ч)

о о

00

Технический коагул нт получают окислением F:e в составе отработанных травильных растворов азотной кислотой. Небольша  добавка азотной кислоты в ОТР позвол ет получать высокоэффективный коагул нт гидролизующегос  типа дл  тонкой очистки воды.

В предложенном способе в качестве фильтрующего сло  используют динамическую мембрану из частиц осадка. Така  мембрана в за вл емом диапазоне транзитной скорости быстро формируетс  (не более 5- 10 с) и легко регенерируетс , т.е. обладает практически неограниченным сроком непрерывной работы. Динамическа  мембрана обеспечивает полное улавливание всех взвешенных частиц, вплоть до частиц коллоидных размеров. Высока  степень улавливани  взвешенных частиц достигаетс  при толщине динамической мембраны от 20 до 150 мкм. Более тонка  мембрана в услови х разработанного способа не обеспечивает предельной очистки, а более толста  мембрана снижает производительность способа. В за вл емом диапазоне 20-150 мкм динамическа  мембрана способна полностью очистить воду с содержанием нефтепродуктов от дес тков мг/л до сотен г/л, т.е. при изменении концентрации нефтепродуктов в воде в 10000 раз. При этом обеспечиваетс  длительна  непрерывна  работа динамической мембраны.

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

Использование в качестве материала дл  динамической мембраны частиц гидро- ксида железа упрощает способ, поскольку при этом не требуетс  вводить дополнительных веществ дл  формировани  мембраны . В за вл емом способе выбран такой гидродинамический режим, который обеспечивает высокую задерживающую способность 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, динамическа  мембрана может постепенно снижать свою проницаемость, что может привести к постепенному уменьшению производительности фильтра. Чтобы этого не произошло, дл  сохранени  высокойг .крростифильтров нип. необходимо периодически обновл ть динамическую мембрану . В за вл емом способе это достигаетс  путем резкого изменени  давлени  на поверхности фильтра. При этом эластична  перегородка , следу  за импульсом давлени , сбрасывает со своей поверхности отработанную динамическую мембрану. Процесс формировани  новой мембраны с высокой

проницаемостью в за вл емом гидродинамическом режиме не превышает 5-10 с.

Дл  осуществлени  разработанного способа наиболее подходит гидродинамический тонкослойный фильтр с трубчатыми

фильтрующими элементами из эластичной фильтровальной ткани типа арт. 56050 и др. из лавсановых или капроновых волокон, а также из хлопка типа бельтинга. Такой фильтр обладает высокой объемной плотностью .упаковки элементов - до 100 м2/м3. Применение трубчатых элементов с внутренней фильтрующей поверхностью обеспечивает эффективный режим их регенерации и длительную непрерывную эксплуатацию.

Ниже привод тс  примеры конкретного осуществлени  за вл емого способа.

П р и м е р 1. Очистке подвергают отработанную смазочно-охлаждающую эмульсию со станка холодной прокатки алюминиевых

сплавов с концентрацией нефтепродуктов 27,4%.

В качестве коагул нта используют ОТР, полученный после травлени  15%-ным раствором серной кислоты стальных конструкций . Состав ОТР: Fe24 - 4.8%, свободна 

серна  кислота - 4,2%, К отработанному

травильному раствору, нагретому,до 70°С,

.добавл ют концентрированную азотную

кислоту порци ми до полного перевода Fe2

в тоехвалентное состо ние. Содержание Fe2 в коагул нте определ ют титрованием раствора стандартным раствором перман- ганата кали  в сернокислой среде. Приготовленный коагул нт добавл ют к отработанной

эмульсий из расчета 1 г оксигидрата на 20- 40 г удал емых нефтепродуктов. Довод т рН до 6,5-8,5 и направл ют на фильтрацию.

Фильтрацию ведут на лилотмой уста- новке, состо щей из емкости дл  загр зненной нефтепродуктами воды, емкости дл  очищенной воды, емкости дл  сгущенного осадка, погружного центробежного насоса с регулируемой/производительностью, труб- чатого гидродинамического фильтра, а также запорно-регу ирующей арматуры и КИП. Гидродинамический фильтр имеет цилиндрический корпус, по оси которого расположен трубчатый фильтрующий элемент из лавсановой ткани арт. 56050 диаметром

8 мм. длиной 500 мм ч поиерхног.тью 120см .

Очищаемую эмульсию насосом полают на вход гидродинамического фильтр  с транзитной скоростью 0,7 м/с, она поступает внутрь фильтрующего элемента, движетс  вдоль фильтрующей перегородки и сгущаетс , очищенна  вода вы водитс  снаружи фильтрующего 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 образуетс  слой осадка взвешенных частиц толщиной 70 мкм, который выполн ет роль динамической мембраны.

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

Процесс фильтрации ведут непрерывно в течение 240 ч. Периодически отбирают пробы очищенной воды и определ ют содержание в воде нефтепродуктов. Сгущен- ный осадок анализируют на содержание в ней нефтепродуктов. . ...

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.

П р и м е р 2. Опыт ведут аналогично примеру 1, но очистке подвергают отработанную эмульсию со стана гор чей прокатки алюминиевых сплавов с содержанием нефтепродуктов 2,1%.

Полученные опытные данные приведены в таблице.

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

Результаты опыта приведены в таблице.

П р им е р ы 4-8. Опыты ведут аналогично примеру 1, но очистке подвергают отработанную эмульсию со стана гор чей прокатки алюминиевых сплавов с содержанием нефтепродуктов t,7%. Транзитную скорость эмульсии на входе в гидродинамический фильтр устанавливают следующей: 1.5,1,2,0,6,0.15 и 0,05 м/е, что соответствует толщине динамической мембраны: 10, 20, 80, 150 и 200 мкм соответственно.

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.

П 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 коагул нта используют продукт окислени  ОТР азотной кислотой и оксидами азота, описанный в примере

1. Доэл коагул та 90 мг/л (из расчета 100 ; мг коагул нта/155 мг нефтепродукта по прототипу). После введени  коагул нта воду отстаивают в течение 12-24 ч. Очищенную 5 воду анализируют на остаточное содержание нефтепродукта.

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

10 98,7%.

Таким образом,, поставленные в аналогичных услови х опыты показали, что степень очистки СВ коагул нтами в отстойном варианте составила: в известном способе 15 91,6%, в за вл емом способе - 98,7%; степень очистки при коагул ции и фильтрации составила: в известном способе - 96,3%, в за вл емом способе - 99,96%. Из приведенных данных видно, что за вл емый спо0 соб обеспечивает более высокую степень очистки СВ от нефтепродуктов.

Из таблицы видно, что разработанный способ обеспечивает высокую степень очистки воды от нефтепродуктов. Остаточное

5 содержание нефтепродуктов в очищенной воде менее 0,3 мг/л. при толщине мембраны более 70 мкм - менее 0,1 мг/л.

При снижении толщины динамической мембраны до 10 мкм степень очистки воды

0 снижаетс  - остаточное содержание нефтепродукта в очищенной воде увеличиваетс  до 4-5 мг/л, Увеличение толщины динамической мембраны до 200 мкм практически не вли ет на степень очистки воды. В за в5 ленном диапазоне толщины динамической мембраны от 20 до 150 мкм степень очистки воды практически не зависит от содержани  нефтепродукта в исходной воде. Из таблицы видно, что диапазон транзитной скорости

0 потока от 0,15 до 1,2 м/м  вл етс  оптимальным ,

Таким образом, предложенный способ

обеспечивает повышение производительности и глубины очистки воды до требований

5 ЛДК, а также возможна замена дорогосто щих и громоздких отстойников на малогабаритные гидродинамические фильтры непрерывного действи .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1. Способ очистки воды от нефтепродуктов , включающий обработку воды железосодержащим коагул нтом с последующим отделением осадка фильтрованием, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью повышени 

   5 степени очистки воды и увеличени  производительности путем обеспечени  непрерывной работы фильтра, в качестве коагул нта используют отработанный травильный раствор производства гор чего цинковани , обработанный азотной кислотой и окислами

   азота до полного окислени  двухвалентного железа, а отделение осадка ведут путем непрерывного пропускани  очищаемой воды параллельно поверхности эластичной фильтрующей перегородки со скоростью, обеспечивающей образование на перегородке

   динамической мембраны толщиной 20-150 мкм.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что скорость потока параллельно фильтрующей перегородке устанавливают в пределах 0.15-1,2 м/с.