способ удаления диспергированных и эмульгированных масел из сточных вод

Формула изобретения

1. Способ удаления диспергированных и эмульгированных масел из источников вод, включающий обработку малорастворимыми соединениями кальция, осветление водной фазы и ее фильтрацию, отличающийся тем, что соединения кальция вводят в несколько приемов до разрушения эмульсии, осветленную водную фазу после фильтрации доочищают адсорбцией, а осадок прокаливают и регенерированные соединения кальция используют повторно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку исходного раствора осуществляют при 20 50^oC.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке сточных вод от нефтепродуктов, стабилизированных в водной фазе поверхностно-активными веществами (ПАВ), и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод.

Известен способ очистки сточных вод от органических соединений [1] включающий озонирование в щелочной среде в присутствии смеси гидроксидов кальция и магния, взятых в соотношении 10:0,5 -10:3.

Недостатком способа является высокая токсичность используемого в процессе очистки озона и образующихся продуктов неполного окисления органических веществ, низкая степень очистки от органических примесей.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ удаления диспергированных и эмульгированных масел и углеводородов из сточных вод [2] включающий обработку оксидом или гидроксидом кальция в виде порошка или суспензии с последующим отделением реагента и доочисткой сточных вод фильтрованием через смесь синтетических и природных волокон.

Недостатком прототипа является оганичение в добавках реагента в сточные воды, что, вероятно, связано с растворимостью солей, образующихся в последующих операциях нейтрализации реагента кислотой, последнее приводит к повышению солесодержания в очищаемых водах. Ограничение в добавках реагента в сточные воды приводит к ограничению в применении способа, особенно для более концентрированных по нефтепродуктам сточных вод. Процесс характеризуется трудоемкостью, многостадийностью, использованием большого числа различных, в том числе дорогостоящих, материалов.

Задачей изобретения является улучшение экологической обстановки в зоне промышленных предприятий за счет высокой степени очистки водной фазы от нефтепродуктов и утилизации продуктов очистки, повышение экономичности процесса за счет регенерации реагента, оборотного использования очищенной воды и применения относительно более дешевых материалов.

Техническим результатом является создание технологии очистки сточных вод от диспергированных и эмульгированных масел, обеспечивающей снижение содержания нефтепродуктов в водной фазе до норм ПДК без ограничения в применении предлагаемого способа для различных по содержанию нефтепродуктов сточных вод и утилизацию продуктов очистки.

Этот технический результат достигается тем, что в способе удаления диспергированных и эмульгированных масел из сточных вод, включающем обработку малорастворимыми соединениями кальция, осветление водной фазы и ее фильтрацию, соединения кальция вводят в несколько приемов до разрушения эмульсии, осветленную водную фазу после фильтрации доочищают адсорбцией, а осадок прокаливают и регенерированные соединения кальция повторно используют.

Такая технология позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия труда, снизить материальные затраты на реагенты и утилизировать промежуточные продукты.

Сущность способа поясняется технологической схемой очистки, представленной на чертеже.

Для удаления диспергированных и эмульгированных масел из сточных вод применяется многостадийный процесс, включающий стадию обработки кальциевым реагентом, стадию фильтрации осветленной водной фазы, стадию адсорбционной очистки водной фазы от остатков растворенной органики и стадию регенерации реагента.

В определенных условиях при добавлении мало- или нерастворимых соединений кальция происходит разрушение эмульсии за счет того, что ПАВ, как стабилизатор эмульсии, образует с кальцием труднорастворимое мыло, в результате происходит флокуляция эмульгированной в водной фазе органики и ее соосаждение с мало- или нерастворимыми соединениями кальция.

После отделения водной фазы от осадка фильтрацией, удаления остатков растворенной органики адсорбцией очищенный водный раствор пригоден для использования в обороте как техническая вода. В случае необходимости техническая вода подвергается умягчению и нейтрализации. Вода пригодна для повторного использования, например для приготовления рабочей жидкости прокатных станов, прессово-кузнечного оборудования или смазочно-охлаждающей жидкости металлообрабатывающих станков.

Осадок после разрушения эмульсии и фильтрации по мере его накопления высушивали и прокаливали для удаления органической фазы, а регенерированные соединения кальция использовали для обработки следующей пробы исходного раствора.

Пример конкретного выполнения способа.

Исходную водно-масляную эмульсию готовили с использованием смазки СП-3 (ГОСТ 5702-75), состоящей из смеси машинного масла (82,0-85,5%), олеиновой кислоты (10-12%) и триэтаноламина (4,5-6,0%), и воды. Эмульсия с содержанием органической фазы вышеприведенного состава 50 г/л использовалась в качестве рабочей жидкости для прокатного оборудования.

В эмульсию при комнатной температуре или нагретую до 50^oC вмешивали по порциям мало- или нерастворимые соединения кальция в виде порошка, суспензии или насыщенного раствора до визуально наблюдаемого начала коагуляции органической фазы, разрушения эмульсии и осветления раствора.

Результаты экспериментов по разрушению и осветлению эмульсии кальциевым реагентом представлены в таблице 1.

В качестве кальциевого реагента в опытах 1-4 использован порошок оксида кальция, в опытах 5-8 порошок сульфата кальция, в опытах 9-12 порошок карбоната кальция, в опыта 13-16 пульпа гидроксида кальция, в опытах 17-21 - насыщенный раствор гидроксида кальция, в опыте 22 для сравнения приведены результаты разбавления эмульсии водой.

Опыты 1, 2, 5, 6, 9, 10, 13, 14, 17, 18 проведены при комнатной температуре, а опыты 3, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, 20, 21, 22 при нагревании до 50^oC.

В таблице 1 представлены данные о расходе реагента, содержании в растворе после осаждения кальция и органики, а также извлечении последней.

Содержание растворенной органики в водной фазе определяли по расходу кислорода из расчета на образование продуктов окисления CO₂, H₂O_ж и N₂.

Содержание кальция в растворе определяли объемным методом.

Нагрев раствора до 50^oC способствовал сокращению времени осветления раствора и образованию легкофильтрующихся осадков.

Наименьший расход реагента получен в опытах 7, 17, 20.

Осветленную водную фазу пропускали через фильтр для полного отделения водной фазы от осадка.

Фильтрат после его предварительной подготовки направляли на адсорбцию для удаления остатка растворенной органики.

Результаты экспериментов по адсорбции растворенной органики представлены в таблице 2, где сорбционная обменная емкость (СОЕ) адсорбентов дана в мг органики на 1 г адсорбента.

Очищенный раствор пригоден для использования в технических целях.

Осадок, содержащий соединения кальция и органическую фазу, прокаливали для удаления органики и регенерации соединений кальция, последние могут быть использованы для повторного осаждения органики.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает высокую степень очистки от нефтепродуктов, утилизацию продуктов очистки при одновременной экономичности процесса за счет регенерации реагента, оборотного использования очищенной воды, применения сравнительно дешевых реагентов: доломита, гипса, извести, отходов известковой нейтрализации гальванических стоков и т. п. Предлагаемый способ не имеет ограничений по содержанию нефтепродуктов и пригоден для очистки вод, в том числе и с высоким содержанием диспергированных и эмульгированных масел.