СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ, ПАВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ, ПАВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ 


RU (11) 2106898 (13) C1

(51) 6 B01D39/00, B01J20/00, C02F1/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 10.08.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.03.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 96108419/25 
(22) Дата подачи заявки: 1996.04.25 
(45) Опубликовано: 1998.03.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. SU, авторское свидетельство 1011235, B 01 J 20/20, 1983. 2. Тутаков О.В. и др. Фильтр для очистки воды от нефти, Промышленное строительство и инженерные сооружения. 1991, N 4, с.34. 
(71) Имя заявителя: Институт химии нефти СО РАН 
(72) Имя изобретателя: Сироткина Е.Е.; Иванов В.Г.; Глазков О.В.; Глазкова Е.А. 
(73) Имя патентообладателя: Институт химии нефти СО РАН 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ, ПАВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ 

Использование. Изобретение относится к охране окружающей среды, и может быть использовано для создания очистных сооружений в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, а также для ликвидации последствий аварий, сопровождающихся сильным загрязнением водного бассейна. Сущность. Очистку сточных вод производят путем последовательного фильтрования через слои базальтового волокна и порошкообразного адсорбента - высокоактивного оксида алюминия, полученного методом электрического взрыва алюминиевой проволоки. Адсорбенты используют при следующем соотношении, мас.%: оксид алюминия 50 - 95, базальтовое волокно 5 - 50. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки сильнозагрязненной воды от нефтепродуктов и ПАВ, а также других органических и неорганических загрязнений, и может быть использовано для создания очистных сооружений на нефтепромыслах, нефтеперерабатывающих предприятиях и трубопроводном транспорте, предприятиях по снабжению нефтепродуктами, а также для ликвидации последствий аварий, сопровождающихся сильным загрязнением водного бассейна.

Известны разнообразные способы для очистки промышленных сточных вод от органических и неорганических загрязнений, основанные на адсорбционных технологиях с использованием природных и синтетических адсорбентов, а также адсорбентов, полученных переработкой отходов различных отраслей промышленности. Наиболее эффективные адсорбенты, в частности активированные угли и ионообменные смолы, в условиях сильных загрязнений воды нефтепродуктами, как правило, быстро теряют работоспособность и применяются лишь для доочистки, в сочетании с другими адсорбентами, например, в способе и устройстве для очистки воды от нефтепродуктов в аварийных ситуациях (Пат. Австрии N 391124B, кл. C 02 F 1/18, опублик. 27.08.90) предусматривает размещение фильтра с активированным углем после ступеней предварительной очистки загрязненных нефтепродуктами вод.

Известны способы очистки нефтесодержащих сточных вод, основанные на совместном использовании активных углей с термообработанным шунгитом (Авт. св. N 1453901, кл. C 02 F 1/28, опублик. 21.08.86), либо совместно с дополнительным предфильтрующим слоем волокнистого материала (Пат. Великобритании N 8810741.2, кл. B 01 D 46/00; опублик. 08.11.89), в качестве которого может выступать, например, слой гидротермически обработанного полиакрилнитрильного волокна (Авт. св. СССР N 1650601, кл. C 02 F 1/28, опублик. 23.05.91). В общем случае композиции порошкообразных материалов позволяют сочетать преимущества и уменьшать недостатки отдельных компонентов (Фильтрование с применением композиций вспомогательных веществ/Лейчкис И. М.//Хим. технология - 1990. -N 5.-С.52-57).

Известны способы очистки сточных вод от взвешенных и эмульгированных нефтепродуктов с использованием различных синтетических и природных пористых и волокнистых адсорбентов, например использование фильтрующей из олеофильного пенопласта (Авт. св. СССР N 1662625, кл. B 01 D 39/00, опублик. 27.07.91, БИ N 26), фильтрование через асбестосодержащий материал (Авт. св. СССР N 1451099, C 02 F 1/28, опублик. 12.02.87), использование активированной целлюлозы (Пат. США N 306564, кл. B 01 D 13/00; Пат. Франции по заявке N 2657076, кл. C 02 F 1/42, N 9000760, опублик. 19.07.91), базальтового волокна (Авт. св. N 1803388, кл. C 02 F 1/26, опублик. 23.03.93; Авт. св. СССР N 1030319, кл. C 02 F 1/40, опублик. 23.07.83).

Известно использование в качестве адсорбента для очистки воды от органических и неорганических примесей активированного оксида алюминия, например, в сочетании пептизированной и активированной смеси углерода и порошкообразного оксида алюминия (пат. США N 4923843, кл. В 01 J 20/08, опублик. 08.05.90).

Указанные способы и устройства либо громоздки и многостадийны, либо не обеспечивают достаточной степени очистки и быстро теряют эффективность в условиях сильнозагрязненных (до 1 - 2 г/л) нефтепродуктами вод, что характерно для аварийных ситуаций и обычных условий водообеспечения в нефтедобывающих районах России. Кроме того, они, как правило, не обеспечивают комплексной очистки загрязненной нефтепродуктами воды от ПАВ, металлов и других вредных веществ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ очистки нефтепромысловых сточных вод, основанный на использовании фильтрующего материала из четырех слоев базальтового волокна (Фильтр для очистки воды от нефти /Тутаков О.В., Гаврилюк Н.С., Божко В.И., Шусть Э.А. //Промышленное строительство и инженерные сооружения.- 1991.- N 4-С.34). Первый и второй слой состоят из вязально-поршневого материала из штапелированных базальтовых тонких и супертонких волокон. Третий слой состоит из иглопробивного базальтового материала, а четвертый - из базальтовой жгутовой ткани. Третий и четвертый слои выполняют функцию каркаса, обеспечивающего механическую прочность фильтрующего материала.

Использование тонковолокнистого базальтового волокна в качестве фильтрующей загрузки оправдано его хорошей сорбционной способностью к нефти и нефтепродуктам, высокой коррозионной и химической устойчивостью, позволяющей многократно проводить гидротермическую и химическую регенерацию фильтров без заметной потери эффективности.

Однако, предложенное техническое решение неэффективно для глубокой очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов, особенно при их высокой исходной концентрации, и не обеспечивает комплексную очистку воды от нефтепродуктов и других примесей, а степень очистки недостаточно высока.

Целью предлагаемого изобретения является повышение степени очистки сточных вод от нефтепродуктов и других органических и неорганических загрязнений.

Указанная цель достигается тем, что очистка загрязненной нефтепродуктами сточной воды производится путем последовательного пропускания ее через слои материалов: базальтового волокна в виде тонковолокнистого холста, чередующиеся со слоями высокодисперсного высокоактивного порошка оксида алюминия, полученного в результате гидротермической обработки ультрадисперсного алюминия, получаемого методом электрического взрыва алюминиевых проводников при соотношении компонентов, мас.%:

Высокоактивный оксид алюминия - 95 - 50

Тонковолокнистый базальтовый холст - 5 - 50

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются использование в процессе фильтрации сочетания не менее 3-х чередующихся слоев порошкового и волокнистого адсорбентов, причем наружные слои составлены из базальтового тонковолокнистого холста, а внутренние слои - из высокоактивного высокодисперсного оксида алюминия. Другим отличительным признаком является использование для получения высокоактивного оксида алюминия в качестве исходного материала ультрадисперсного алюминия, полученного методом электрического взрыва проводников (Бурцев В. А., Калинин Н.В., Лучинский А.В. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 288с.).

Пример 1 (по прототипу). Сточную воду, содержащую 50 мг/л нефтепродуктов и 5 мг/л анионактивных ПАВ (АПАВ) пропускают через 4 слоя базальтового волокна, из которых два слоя составлены из матов прошивных, а два других слоя - из тонковолокнистого базальтового холста, каждый слой высотой 25 мм. Соотношение массы пропущенной воды и массы адсорбента 25:1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составило 13,9 мг/л, АПАВ - 2,9 мг/л.

Пример 2. Сточную воду, содержащую 50 мг/л нефтепродуктов и 5 мг/л АПАВ пропускают последовательно через три слоя адсорбентов: сначала через слой тонковолокнистого базальтового волокна, затем через слой оксида алюминия, а затем опять через слой базальтового волокна. Соотношение компонентов 95:5 мас.%. Высота слоя оксидного адсорбента 25 мм. Соотношение массы пропущенной воды и массы адсорбента 25:1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составило 1,4 мг/л, АПАВ - 0,8 мг/л.

Пример 3. Сточную воду, содержащую 50 мг/л нефтепрдуктов и 5 мг/л анионактивных ПАВ пропускают последовательно через три слоя адсорбентов: базальтовое волокно - оксид алюминия - базальтовое волокно. Соотношение слоев 85: 15 мас. %. Высота слоя оксидного адсорбента 25 мм. Соотношение массы пропущенной воды и массы адсорбента 25:1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составило 1,3 мг/л, АПАВ - 0,7 мг/л.

Пример 4. Сточную воду, содержащую 50 мг/л нефтепродуктов и 5 мг/л анионоактивных ПАВ пропускают последовательно через три слоя адсорбентов: сначала через слой тонковолокнистого базальтового волокна, затем через слой оксида алюминия, а затем опять через слой базальтового волокна. Соотношение слоев 50:50 мас.%. Высота слоя оксидного адсорбента 25 мм. Соотношение массы пропущенной воды и массы адсорбента 25:1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составило 3,3 мг/л, АПАВ - 2,9 мг/л.

Пример 5. Сточную воду, содержащую 50 мг/л нефтепродуктов и 5 мг/л анионактивных ПАВ пропускают последовательно через пять слоев адсорбентов: базальтовое волокно - оксид алюминия - базальтовое волокно - оксид алюминия - базальтовое волокно. Соотношение слоев 85:15 мас.%. Высота слоя оксидного адсорбента 25 мм. Соотношение массы пропущенной воды и массы адсорбента 25: 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составило 0,5 мг/л, АПАВ - 0,6 мг/л.

Пример 6. Через 5 слоев адсорбентов: базальтовое волокно - оксид алюминия - базальтовое волокно - оксид алюминия - базальтовое волокно при соотношении компонентов 85: 15 мас.% пропускают воду, загрязненную 1,2,7,8-тетрахлордибензодиоксином - 350010-12 мг/л (280 ПДК) и 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксином - 560010-12 мг/л (280 ПДК) в количестве 1 л. Полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) в фильтрате не обнаружены. Степень очистки 100%.

Пример 7. Через 5 слоев адсорбентов по примеру 5 пропускают воду, загрязненную 0,0056 мг/л 3-хлорфенола и 0,0007 мг/л 2,4,6-тетрахлорфенола (приблизительно 1 ПДК). Содержание в фильтрате 3-хлорфенола - 0,00068 мг/л, 2,4,6-трихлорфенола - 0,00019 мг/л. Степень очистки составила 88 и 72% соответственно.

Пример 8. Через 5 слоев адсорбента по примеру 5 пропускают воду, загрязненную хлорорганическими пестицидами: гексахлорциклогексаном (ГХЦГ) - 0,1047 мг/л (5,2 ПДК) и 2,2,2-трихлор-1,1-бис-n-хлорфенил)этаном (ДДТ) - 0,0242 мг/л (1ПДК). Содержание в фильтрате ГХЦГ - 0,0147 мг/л, ДДТ - 0,0048 мг/л. Степень очистки составила 85 и 80% соответственно.

Пример 9. Через 5 слоев адсорбента по примеру 5 пропускают воду, загрязненную 5 мг/л пропазина (5 ПДК). Содержание пропазина в фильтрате составило 0.9 мг/л. Степень очистки - 82%.

Влияние соотношения между оксидом алюминия и базальтовым волокном на степень очистки воды от нефтепродуктов и ПАВ при пропускании последовательно через три слоя адсорбентов, сначала через слой базальтового волокна, затем через высокоактивный оксид алюминия, затем через базальтовое волокно, приведено в таблицах 1 и 2. Начальная концентрация нефтепродуктов 50 мг/л, АПАВ - 5 мг/л. (Коэффициент очистки - отношение исходной концентрации загрязнения к его концентрации в очищенной воде).

Данные таблиц 1 и 2 показывают, что чередующиеся слои тонковолокнистого базальтового волокна и оксидного адсорбента обеспечивают максимальную степень очистки при соотношении оксида алюминия к базальтовому волокну 85:15 мас. %.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет очищать сточные воды, содержащие не только нефтепродукты, но и ПАВ, при этом степень очистки в несколько раз больше, чем у прототипа. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки сильнозагрязненных сточных вод от нефтепродуктов, ПАВ и органических загрязнителей, включающий их фильтрование через базальтовое волокно, отличающийся тем, что фильтрование ведут через чередующиеся слои тонковолокнистого холста из базальтового волокна и высокоактивного оксида алюминия, при этом внешние слои выполнены из базальтового волокна.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют оксид алюминия, представляющий собой продукт окисления в водной среде ультрадисперсного порошка алюминия, полученного методом электрического взрыва алюминиевой проволоки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрование ведут через слои материалов, взятых при следующем соотношении, мас.%:

Оксид алюминия - 50 - 95

Базальтовое волокно - 5 - 50




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru