Тонкая доочистка промышленных сточных вод от нефтепродуктов и масел после напорной флотации Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

Уменьшение селективности вызвано, вероятно, снижением доли воды в пограничных и рабочих слоях мембраны [3, 6]. Селективность зависит от вида процесса разделения (обратный осмос или ультрафильтрация) и типа используемой мембраны. Так, в процессе обратного осмоса селективность на мембране ОПМ-К (рис. 2, кривая 2) при прочих равных условиях — концентрации, температуре, давлении и т.д. — выше, чем в других случаях. Здесь, вероятно, селективность зависит от вида полимера, из которого изготовлен активный (рабочий) слой мембраны, толщины этого слоя, размера и характера распределения пор по радиусу активного слоя мембраны [3, 7].

Снижение удельной производительности с ростом концентрации растворенных веществ в концентрируемом растворе наблюдалось в обоих процессах и на всех типах мембран (рис. 3). Оно, вероятно, объясняется уменьшением эффективной движущей силы процесса (осмотическое давление), а также уменьшением доли воды в пограничных и рабочих слоях мембраны [3, 4, 7]. Наибольшая удельная производительность наблюдалась при ультрафильтрации на мембране УПМ-К (кривая 3). Здесь преобладающими факторами, вероятно, выступают толщина мембраны (в основном активного слоя), размер пор и характер их

распределения по радиусу активного слоя мембраны [3, 4, 7].

Полученные данные по селективности, удельной производительности мембран и коэффициенту концентрирования растворов свидетельствуют, что сточные воды крахмало-паточного производства могут быть разделены на очищенный пермеат и сконцентрированный пенетрат как процессом обратного осмоса, так и ультрафильтрацией, причем наиболее качественным является процесс обратного осмоса на полисульфоноамидной мембране.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вода и сточные воды в пищевой промышленности: Пер. с польск. — М.: Пищевая пром-сть, 1972. — 384 с.

2. Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. — М.: Пищевая пром-сть, 1972. — 384 с.

3. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. — М.: Химия, 1986. — 278 с.

4. Технологические процессы с применением мембран / Под ред. Р.Е. Лейси и С. Леба; Пер. с англ. Л.А. Мазитова и Т.И. Мкацанян. — М.: Мир, 1976. — 372 с.

5. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа сточных вод. — М.: Химия, 1973. — 376 с.

6. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. — М.: Химия, 1973. — 376 с.

7. Брык М.Т., Цапюк Е.А. Ультрафильтрация. — Киев: Наукова думка, 1989. — 288 с.

Кафедра процессов и аппаратов химическои технологии

Поступила 02.10.96

628.3:665.54

ТОНКАЯ ДООЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И МАСЕЛ ПОСЛЕ НАПОРНОЙ ФЛОТАЦИИ

И.П, СЛОБОДЯНИК

Кубанский государственный технологический университет

Для очистки сточных вод от масел и тяжелых нефтепродуктов успешно используются поглощающие свойства вспененных полимерных материалов, например, полиуретанов [1].

На основе безотходной технологии предложена установка для тонкой доочистки сточных и балластных вод от масел и нефтепродуктов [2] с использованием эластичного пенополиуретана открытоячеистой структуры марки ППУ-101 [3], способного к регенерации, стойкого к маслам, нефтепродуктам и их растворителям, а также термостойкого к условиям регенерации при температуре до 13СГС [4, 5].

Установка (рисунок) работает следующим образом. Сточная вода после напорной флотации подается в один из цилиндрических корпусов / по верхнему патрубку 2, проходит через слои пенополиуретана 3, между которыми расположены распределительные диски с арочными перфорациями. В результате вода равномерно проходит через все слои сорбента, в котором за счет сил взаимодействия между молекулами пенополиуретана и высокомолекулярных углеводородов, близких между собой по природе, задерживаются содержащиеся в

воде масла и нефтепродукты. Очищенная вода с содержанием углеводородов ниже ПДК, с которым легко справляется природа самоочищения водного бассейна, отводится по патрубку 4 в водоем.

После насыщения всего слоя полиуретана маслом и нефтепродуктами отработавший корпус 1

ОТКЛ]

воды роваї Ре: след] ся за ным юща: Поел кипе воду нефі ной цирк паро раст: рите куля слое отво, же п вмее цир( патр наце в де водь

СЯ 1

реге вает корг отво масе насс раст насс тиф: раст на к

КИПІ

жен смес для ну 'і ком

ГОТО

ДИС1

ля I

пат£

для

холе

тов.

П. ды к воде

ГОШ

ной

зует

мбра-

ІЬНОЙ

іенту т, что детва еат и 'М об-?ичем атно-е.

Пер. с

а сточ-- М.:

ория и

/ Под това и

■очных

Симия,

Киев:

65.54

ода с ‘орым цного

мас-іус /

отключается на регенерацию, а подача сточной воды переключается на другой корпус с регенерированным слоем сорбента.

Регенерация сорбента в корпусе производится следующим образом. Патрубки 2 и 4 перекрываются задвижками, и в корпус 1 снизу циркуляционным насосом 5 по патрубку 6 подается циркулирующая горячая вода, подогретая в подогревателе 7. После подогрева всей системы и нагрева воды до кипения растворителя снизу в циркулирующую воду по патрубку 8 вводится растворитель масел и нефтепродуктов, а по патрубку 9 — острый водяной пар для обеспечения турбулентного течения циркулирующей воды с растворителем и водяным паром, в результате чего масла и нефтепродукты растворяются, всплывают наверх вместе с растворителем и при кратковременных остановках циркуляции декантируются через патрубок 10 над слоем сорбента 3. Циркулирующая горячая вода отводится через патрубок 11, расположенный ниже патрубка 10. Выделяющиеся пары растворителя вместе с парами воды, образующимися при ее циркуляции, отводятся из корпуса 1 через верхний патрубок 12 в конденсатор 13 для конденсации нацело. Конденсат растворителя и воды отводится в декантатор 14 для отделения растворителя от воды, оттуда насосом 15 растворитель откачивается и подается в корпус 1 по патрубку 8 для регенерации сорбента, а насосом 16 вода откачивается в сборник. После регенерации сорбента в корпусе 1 циркулирующая вода через патрубок 6 отводится в декантатор 17 для отделения раствора масел и нефтепродуктов. Затем вода откачивается насосом 18 в сборники циркулирующей воды, а раствор масел и нефтепродуктов в растворителе — насосом 19 в секционированную насадочную ректификационную колонну 20 для разделения на растворитель, который отводится сверху, а также на масла и нефтепродукты, отводимые снизу через кипятильник 21. Ректификационная колонна снабжена теплообменником 22 для подогрева в ней смеси до температуры кипения, дефлегматором 23 для конденсации паров, возвращающихся в колонну 20 в виде флегмы, конденсатором-холодильником 24 для конденсации паров, отводимых в виде готового верхнего продукта-дистиллята, сборником дистиллята 25, насосом 26 для подачи растворителя (дистиллята) в нижнюю часть корпуса 1 по патрубку 8 на регенерацию сорбента, насосом 27 для откачивания масел и нефтепродуктов через холодильник 28 в сборники масел и нефтепродуктов.

После регенерации и слива циркулирующей воды корпус 1 промывают холодной циркулирующей водой, после слива которой в сборники корпус готов к работе по очистке сточных вод. Из описанной схемы видно, что циркулирующая вода используется многократно по безотходной технологии.

Разработке предложенной схемы тонкой доочистки предшествовали исследования очистки сточных вод после флотации от нефти на пилотных установках со стеклянными колоннами диаметром 56 и 78 мм, заполненными послойно пенополиуретаном высотой 700, 800 и 1300 мм.

Исследования проводили на нефтебазе ’’Шесха-рис” (г. Новороссийск) в период с 11 июля по 2 ноября 1984 г. с продолжительностью работы установки 25 дней. Пробы воды до и после очистки отбирали и анализировали сотрудники химлабора-тории нефтебазы. Среднее содержание нефтепродуктов в море до очистки составляло 15-16 мг/л, на выходе из колонны после очистки — 2,5 мг/л. Скорость воды в полном сечении колонны Шф = 0,001 м/с. При скоростной очистке воды, доставленной с нефтебазы ’’Шесхарис”, в лабораторных условиях на установке с колонной диаметром 56 мм, высотой слоя сорбента 1000 мм при перепаде давления 0,07 МПа = 0,004 м/с. Содержание нефтепродуктов на входе составляло 30,5 мг/л, на выходе после очистки в трех пробах

0.78. 0,40 и 0,48 мг/л.

С учетом увеличения высоты слоя сорбента в промышленных установках диаметром от 500 до 2000 мм предполагается, что при скорости движения воды в полном сечении колонны около 0,01 м/с содержание нефтепродуктов в очищенной воде будет значительно ниже 2 мг/л, что удовлетворяет современным требованиям санитарных норм очистки сточных вод.

вывод

Описана установка для очистки сточных вод от масел и нефтепродуктов после напорной флотации. Работа установки основана на многократном использовании полимерных сорбентов и растворителей за счет их регенерации по экологически чистой безотходной технологии.

Предложенная схема очистки эффективнее и экономичнее зарубежных аналогов, основанных на адсорбции с использованием активированного угля и его термической регенерации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белов С.В. Охрана окружающей среды. — М.: Высшая школа, 1983. — 160 с.

2. А.с. 1207018 СССР, 29.12.84, М.кл. В01Д 17/02, C02F 1/40. Установка для очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов / И.П. Слободяник.

3. Вспененные пластические массы: Каталог. Изд. 3-є. — М.: НИИТЭХИМ. ВНИИСС, 1977. — 56 с.

4. А.с. 1456672, 18.06.85, М.кл. В01Д 15/00. Способ регенерации сорбентов / И.П. Слободяник.

5. А.с. 1399958 СССР, 25.05,86, М.кл. В01Д 47/02. Установка для регенерации сорбентов / И,ГІ. Слободяник.

Кафедра технологии и организации пищевых производств

Поступила 04.01.95 - !