CC BY
26
УДК 504.064.4
Е. М. БУЛЫЖЁВ, П. О. ОСИПОВ, В. В. СЕМЁНОВ
ДООЧИСТКА ВОДНЫХ СТОКОВ ПОСЛЕ РАЗЛОЖЕНИЯ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ
Рассмотрена проблема доочистки водной фазы, полученной после разложения смазочно-охлаждаюгцей жидкости. Предложен сорбционный способ очистки воды от загрязняющих веществ с применением поролона, керамзита и опоки. Показана технологическая эффективность предлагаемого сорбционного способа очистки.
Ключевые слова: СОИС, доочистка водной фазы, сорбционный способ очистки.
В процессе эксплуатации смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) теряют свои исходные технологические свойства, что сказывается на качестве металлообработки. Кроме того, в ходе работы жидкости, особенно водоэмульсионные, подвергаются микробиологическому поражению, которое сопровождается их разложением [1]. В результате возникает необходимость замены рабочей жидкости с последующей её утилизацией. Поскольку СОЖ содержит значительное количество веществ, концентрация которых превышает установленные нормы для сброса, слив отработанной СОЖ в канализацию или водоём без доочистки недопустим.
Многие предприятия, использующие в своём производственном цикле СОЖ, вынуждены сдавать отработанные эмульсии на утилизацию специализированным организациям, выплачивая при этом значительные суммы, либо эксплуатируют устаревшие технологии, не обеспечивающие эффективного разложения СОЖ. Вследствие этого, стоки часто не соответствуют нормам для сброса в городскую канализацию.
Основными загрязняющими веществами в воде после разложения СОЖ являются: нефтепродукты, взвешенные вещества, катионы, анионы, поступающие с эмульсией, и реагенты, применяемые для разложения. Кроме того, качество воды, полученной с участка разложения СОЖ, не позволяет её использовать в технологических процессах предприятия без специальной водоподготовки. Поэтому проблема доочистки водной фазы, получаемой после разложения СОЖ, является весьма актуальной для многих предприятий.
Для решения этой проблемы необходимо решить следующие задачи:
© Е. М. Булыжёв, П. О. Осипов, В. В. Семёнов, 2006
1. Провести предварительную очистку отработанной СОЖ перед разложением, удалив всплывшие масла с поверхности жидкости.
2. Обеспечить эффективное разделение эмульсии на водную и масляную фазы в ходе процесса разложения СОЖ.
3. Получить водную фазу, удовлетворяющую требованиям для сброса в канализацию, либо для последующего использования в технологических процессах.
4. Исключить биологическое заражение водной фазы.
Для обеспечения предварительной очистки СОЖ используют седиментацию, флотацию, магнитную сепарацию, удаление всплывшего масла маслосъём-ным барабаном, центрифугирование, фильтрование и другие способы. При этом удаляются механические примеси, инородные масла и частично компоненты СОЖ, взвешенные вещества, агрегаты, имеющие на своей поверхности колонии микроорганизмов. Тем самым обеспечивается предварительная очистка жидкости, что существенно упрощает процесс разложения СОЖ и получение водной фазы.
Известны следующие методы переработки отработанных СОЖ:
- очистка в силовых полях: седиментация, центрифугирование, магнитная сепарация;
- физико-химические методы: флотация, реагент-ная обработка, коагуляция, сорбция, обратный осмос, ультрафильтрация и электрокоагуляция;
- термические методы: огневое обезвреживание и выпаривание;
- биохимические методы: биофильтрация и применение аэротенков [2].
Отдельно ни один из этих методов не обеспечивает достаточно эффективного разложения СОЖ, поэтому целесообразно использовать комплекс методов для эффективного решения проблемы.
Практический часто используется реагентный метод разложения отработанных эмульсий. В водной фазе, полученной в результате разложения
34
Вестник УлГТУ 2/2006
Основные показатели воды после разложения СОЖ и воды после доочистки на адсорбционном фильтре с комплексной загрузкой
Единица измерения Значения Норма ПДС
Показатель после разложения после доочистки
рн 7,1 7,1 6,8-8,5
Взв. вещ-ва мг/л 302 110 176,6
ХПК мг/л 325,0 92 167,4
Хлориды мг/л 130,4 120,2 133,0
Сульфаты мг/л 273,7 78,6 100,0
Азот нитратный мг/л 0,35 0,3 4,94
Азот нитритный мг/л 140 1,5 1,8
Нефтепродукты мг/л 12,0 0,05 1,0
СПАВ мг/л 1,26 0,55 1,67
Жесткость общ. ммоль/л 6,1 4,1 4,5...7,5
Биопоражение балл 0 0 0
Хром (VI) мг/л 0 0 0
Хром общ. мг/л 0 0 0
Железо общ. мг/л 6,0 0,9 1,8
Медь мг/л 0,06 0 0,74
Никель мг/л 0,6 0 0
Цинк мг/л 1,5 0 0
СОЖ реагентным методом, наблюдается превышение предельно допустимого сброса (ПДС) по взвешенным веществам, нефтепродуктам, некоторым катионам и анионам.
Для улучшения качества получаемой водной фазы авторы предлагают доочистку с использованием нескольких сорбционных материалов -поролона, керамзита и опоки. Комплексная загрузка адсорбционного фильтра осуществлялась следующим образом: сверху помещали два слоя поролона толщиной по 100 мм. Поролон задерживает взвешенные вещества и адсорбирует грубодисперсные нефтепродукты. Далее располагали слой керамзита с размерами частиц 5... 15 мм для отделения взвешенных веществ и слой опоки с размерами частиц 5...7 мм для адсорбции катионов, анионов и нефтепродуктов. Ниже насыпали поддерживающий слой гравия с размерами частиц 15...30 мм.
Через адсорбционный фильтр пропускали воду после разложения СОЖ.
В таблице представлены результаты физико-химического анализа воды, полученной после разложения водоэмульсионной СОЖ, и воды после доочистки на адсорбционном фильтре.
Сравнительный анализ данных таблицы показал, что доочистка водной фазы с использо-
ванием предложенных материалов в полной мере обеспечивает соблюдение установленных норм ПДС, что позволяет существенно снизить нагрузку предприятия на окружающую среду.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Булыжёв, Е. М. Ресурсосберегающее применение смазочно-охлаждающих жидкостей при металлообработке / Е. М. Булыжёв, Л. В. Худобин. -М.: Машиностроение, 2004. - 352 с.
2. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / под ред. С. Г. Энтелиса, Э. М. Берлинера. -М.: Машиностроение, 1995.-496 с.
Булыжёв Евгений Михайлович, доктор технических наук, генеральный конструктор ЗАО «НЛП "Волга-ЭКОПРОМ"». Руководит НИР и ОКР в области создания новой техники применения смазочно-охлаждающих технологических средств.
Осипов Павел Олегович, аспирант кафедры «БЖД и промышленная экология» УлГТУ.
Семёнов Виктор Валерьевичу кандидат технических наук, доцент кафедры «БЖД и промышленная экология» УлГТУ.
Вестник УлГТУ 2/2006
35
