способ очистки сточных вод от нефтепродуктов

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий фильтрацию воды через сорбент из кварцевого песка до установления сорбционного равновесия, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют кварцевый песок фракции до 1,5 мм, модифицированный синтетической жирной кислотой мыловаренной фракции при температуре 70-100^oС при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кварцевый песок - 98,0-99,5

СЖК - 0,5-2,0

причем фильтрацию ведут при температуре сточных вод 5-40^oС, а скорость фильтрации составляет 9-12 м/ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к материалам дня очистки сточных вод нефтяной и нефтехимической промышленности, а также природных водных сред от взвешенных и растворенных нефтепродуктов для обеспечения безопасности окружающей среды.

Наиболее широко в качестве сорбента нефтепродуктов используется высокодисперсная древесная мука, модифицированная олигоэтоксисиланом (ЭС-40) при содержании последнего до 50 маc.% [1]. Очистку проводят в динамических условиях. Максимальная величина нефтеемкости до насыщения сорбента нефтепродуктами составляет 3.5 г/г, до "проскока" нефтепродуктов в фильтрат 0.7 г/г при соотношении ЭС-40/древесная мука, равном 1:1. Степень очистки на низкоконцентрированных растворах 70%.

Недостатком известного способа очистки воды от нефтепродуктов является невысокая степень очистки, сложность технологического процесса модификации, повышенный расход дорогостоящего модификатора, сложность утилизации отработанного сорбента. Кроме того, использование высокодисперсного сорбента значительно снижает производительность процесса очистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточной воды от нефтепродуктов, включающий фильтрацию воды через сорбент, представляющий собой смесь шунгита и отходов шунгизитового производства при следующем соотношении компонентов, об.% [2]:

Шунгит - 92-99

Отходы шунгитового производства - 1-8

Недостатками известного способа являются невысокие степень и производительность процесса очистки сточной воды от нефтепродуктов за счет низкой нефтеемкости сорбента.

Изобретение направлено на повышение степени и производительности процесса очистки сточных вод от нефтепродуктов.

Это достигается тем, что в способе очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающем фильтрацию воды через сорбент, согласно предлагаемому решению, в качестве сорбента используют кварцевый песок фракции до 1.5 мм, модифицированный синтетической жирной кислотой (СЖК) мыловаренной фракции при температуре 70-100^oС при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Кварцевый песок - 98.0-99.5

СЖК - 0.5-2.0,

причем фильтрацию ведут при температуре сточных вод 5-40^oС, а скорость фильтрации составляет 9-12 м/ч.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ очистки отличается использованием в качестве сорбента кварцевого песка фракции до 1.5 мм, модифицированного синтетической жирной кислотой мыловаренной фракции при температуре 70-100^oС, причем фильтрацию ведут при температуре сточных вод 5-40^oС, а скорость фильтрации составляет 9-12 м/ч. Таким образом, заявляемый способ очистки соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области, а именно, использование в качестве сорбента кварцевого песка, модифицированного синтетической жирной кислотой мыловаренной фракции при температуре 70-100^oС с заявляемым соотношением исходных компонентов, не обнаружена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

В качестве сорбционного материала используют кварцевый песок Лебединского месторождения КМА фракции до 1.5 мм (ГОСТ 8736-67), имеющий следующий химический состав (табл. 1):

В качестве модификатора используют широко распространенную в химической промышленности синтетическую жирную кислоту мыловаренной фракции С17-С20 (СЖК, ВТУ 5-02-293-76).

Для проведения испытаний сорбента в качестве сточной воды использованы модельные растворы, содержащие нефтепродукты мазутных фракций, находящиеся во взвешенном и растворенном состоянии концентрацией 70 мг/л.

Количественное содержание компонентов предлагаемого сорбента приведено в табл.2.

Пример (состав 2): 39.6 г (99.0 маc.%) кварцевого песка фракции до 0.5-1.5 мм модифицировали путем тщательного перемешивания в смесителе роторного типа с 0.4 г (1.0 маc.%) синтетической жирной кислоты мыловаренной фракции (СЖК) в течение 10 мин при температуре 90^oС. В результате модификации образуется 40 г сорбента.

Фильтрацию проводили по известной методике [3]. Сорбент загружали в адсорбционную колонку диаметром 40 мм. Через колонку сверху вниз пропускали 3 л раствора температурой 20^oС и концентрацией нефтепродуктов 70 мг/л. Концентрация нефтепродуктов в очищенном растворе 0.1 мг/л. Степень очистки при скорости фильтрации 9 м/ч составляла 99.8%.

Для получения сравнительных данных параллельно проводились аналогичные эксперименты на других составах сорбента, параметрах режимов очистки и скорости фильтрации.

Результаты испытаний представлены в табл.3 и 4 (начальная концентрация нефтепродуктов в водном растворе составляла 70 мг/л, песок использовали фракции 1.0-1.5 мм).

Определение концентрации нефтепродуктов в используемых водных растворах до и после очистки осуществлялось по методике, утвержденной в Госстандарте РФ (ОСТ 88. 01378-89).

Из табл. 3-4 видно, что предлагаемый способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, при скорости фильтрации 9 м/ч, позволяет достичь очень высокую степень очистки.

Зависимость степени очистки воды от нефтепродуктов при температуре модификации кварцевого песка приведена в табл. 5 (с концентрацией нефтепродуктов 70 мг/л).

Из табл. 5 видно, что наиболее высокая степень очистки воды от нефтепродуктов достигается при температуре модификации кварцевого песка 90^oС.

Источники информации

1. Ю.А. Сангалов, Н.А. Красулина, A.H. Ильясова, Н.Н. Петухова. Модификация дисперсной древесины олигоэтоксисилоксаном/ Из-во вузов. Химия и химическая технология. -1999. - т. 42. вып.2. - С.66-71.

2. Патент РФ 2077495. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов. MKИ С02 F 1/28 / А.З. Зайденберг, В.А. Рябченко, Е.В. Дюккиев; Институт геологии Карельского науч. центра PAH. -.No 94025822/25; Заявл. 29.05.1991. Опубл. 20.01.98 (прототип).

3. Г. Фоулз. Лекционные опыты по химии. - М.: ГУПИ Минпросвещения РСФСР, 1962. 478 с.