СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МАСЛЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ИЗ ВОДЫ Российский патент 1995 года по МПК C02F1/28 

Изобретение относится к способам удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и из сточных вод адсорбцией углеродсодержащими сорбентами и может быть использовано в области охраны окружающей среды в различных отраслях народного хозяйства.

Известен способ удаления масел из воды с использованием в качестве сорбента карбонизованной скорлупы грецкого ореха с последующей ее регенерацией жидкостью.

Основным недостатком этого способа является недостаточно высокая степень удаления из воды нефти и нефтепродуктов, что снижает эффективность процеcса в целом.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и из сточных вод.

Согласно изобретению поставленная цель достигается способом удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и из сточных вод путем адсорбции сорбентов из лузги (скорлупы) зерна риса, подвергнутой термической обработке, с последующей регенерацией сорбента. Термическую обработку лузги зерна риса при атмосферном давлении в среде воздуха проводят при 450-600^оС. Термическую обработку лузги зерна риса при атмосферном давлении в среде азота проводят при 550-650^оС. Термическую обработку лузги зерна риса при остаточном давлении 200-759 мм рт.ст. в среде воздуха проводят при 500-700^оС.

Обработку поверхности воды или сточных вод предлагаемым сорбентом осуществляют при 0-100^оС. Регенерацию использованного сорбента проводят его обработкой углеводородными растворителями (бензин, керосин и т.п.) или органическими растворителями (спирты и т.п.) или их смесями. При этом возможно эффективное не менее семикратное повторное использование сорбента. Утилизацию отработанного сорбента проводят путем его сжигания с получением золообразного продукта, содержащего микроэлементы, и применяемого в качестве удобрения.

П р и м е р 1. 100 г лузги зерен риса загружают в тигель муфельной печи и подвергают термической обработке при атмосферном давлении в среде воздуха при 450-600^оС в течение 15 мин. В результате термообработки получают сорбент лузгу зерен риса черного цвета в количестве в среднем 36,0 г.

П р и м е р 2. 100 г лузги зерен риса загружают в тигель муфельной печи и подвергают термической обработке при атмосферном давлении в среде азота при 550-650^оС в течение 15 мин. В результате термообработки получают сорбент лузгу зерен риса черного цвета в количестве в среднем 46,0 г.

П р и м е р 3. 100 г лузги зерен риса загружают в тигель муфельной печи и подвергают термической обработке при остаточном давлении 200-759 мм рт.ст. в среде воздуха при 500-700^оС в течение 15 мин. В результате термообработки получают сорбент лузгу зерен риса черного цвета в количестве в среднем 62,0 г.

П р и м е р 4. 50,0 г pомашкинской нефти разливают на поверхность воды в стеклянном стакане диаметром 300 мм с получением размытого нефтяного пятна. Затем на размытое нефтяное пятно наносят 7,5 г сорбента, полученного по примеру 1. Нефтяное пятно в течение не более 10 мин сорбируется сорбентом и исчезает полностью. Сорбент, насыщенный нефтью, не тонет и легко собирается механически с поверхности воды и подвергается регенерации.

Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят следующим образом. Сорбент помещают в делительную воронку и обрабатывают 125 мл бензина. При этом сорбент полностью "отмывается" от нефти. Полученный раствор нефти в бензине из делительной воронки загружают в перегонную колбу с насадкой Видмара. В результате перегонки этого раствора получают 125 мл дистиллята (бензин) и остаток нефть (в количестве 49,95 г).

Для сравнения на размытое нефтяное пятно, полученное в аналогичных вышеуказанных условиях, наносят 7,5 г черной скорлупы грецкого ореха. Черную скорлупу грецкого ореха получают в результате термической обработки 100 г скорлупы грецкого ореха в тигле муфельной печи при атмосферном давлении в среде воздуха при 450-600^оС в течение 15 мин. При этом выход черной скорлупы грецкого ореха составляет в среднем 10 г.

Нефтяное пятно в течение 10 мин сорбируется этим сорбентом и полностью не исчезает. Сорбент, насыщенный нефтью, с поверхности воды собирается механически. Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят в аналогичных вышеуказанных условиях. В результате перегонки раствора нефти в бензине получают 125 мл дистиллята (бензин) и остаток нефть (в количестве 22,5 г).

П р и м е р 5. 50,0 г ромашкинской нефти разливают на поверхность воды в стеклянном стакане диаметром 300 мл с получением размытого нефтяного пятна. Затем на размытое нефтяное пятно наносят 6,8 г сорбента, полученного по примеру 2. Нефтяное пятно в течение не более 10 мин сорбируется сорбентом и исчезает полностью. Сорбент, насыщенный нефтью, не тонет и легко собирается механически с поверхности воды и подвергается регенерации.

Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят аналогично примеру 4. В результате получают 125 мл бензина и 49,95 г нефти.

Для сравнения на размытое нефтяное пятно, полученное в аналогичных вышеуказанных условиях, наносят 6,8 г черной скорлупы грецкого ореха. Черную скорлупу грецкого ореха получают в результате термической обработки 100 г скорлупы грецкого ореха в тигле муфельной печи при атмосферном давлении в среде азота при 550-650^оС в течение 15 мин. При этом выход черной скорлупы грецкого ореха составляет в среднем 17 г.

Нефтяное пятно в течение 10 мин сорбируется этим сорбентом и полностью не исчезает. Сорбент, насыщенный нефтью, с поверхности воды собирается механически. Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят в вышеуказанных условиях. В результате получают 125 мл бензина и 22,7 г нефти.

П р и м е р 6. 50,0 г нефти разливают на поверхность воды в стеклянном стакане диаметром 300 мл с получением размытого нефтяного пятна. Затем на размытое нефтяное пятно наносят 6,5 г сорбента, полученного по примеру 3. Нефтяное пятно в течение не более 10 мин сорбируется сорбентом и исчезает полностью. Сорбент, насыщенный нефтью, не тонет и легко собирается механически с поверхности воды и подвергается регенерации.

Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят аналогично примеру 4. В результате получают 125 мл бензина и 49,95 г нефти.

Для сравнения на размытое нефтяное пятно, полученное в аналогичных вышеуказанных условиях, наносят 6,5 г гранулированной черной скорлупы грецкого ореха. Черную скорлупу грецкого ореха получают в результате термической обработки (например, 100 г скорлупы грецкого ореха в тигле муфельной печи при остаточном давлении 200-759 мм рт.ст.) в среде воздуха при 500-700^оС в течение 15 мин. При этом выход черной скорлупы грецкого ореха составляет в среднем 21 г.

Нефтяное пятно в течение 10 мин сорбируется этим сорбентом и полностью не исчезает. Сорбент, насыщенный нефтью, с поверхности воды собирается механически. Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят в аналогичных вышеуказанных условиях. В результате получают 125 мл бензина и 22,9 г нефти.

П р и м е р 7. Разливают на поверхности промышленной сточной воды, находящейся в очистительной емкости (площадь поверхности 4 м²), 450 г мордово-кармальского природного битума, добытого из битуминозной породы внутрипластовым горением, с получением размытого битумного пятна. Затем на размытое битумное пятно наносят 70 г сорбента, полученного по примеру 1. Битумное пятно в течение 10 мин сорбируется сорбентом и исчезает полностью. Сорбент, насыщенный природным битумом, не тонет и легко собирается скребком или сеточной ловушкой с поверхности воды и подвергается регенерации.

Регенерацию насыщенного природным битумом сорбента проводят следующим образом.

Сорбент помещают в делительную воронку и обрабатывают 1000 мл спирто-бензиновой смеси (20% этанола + 80% бензина). При этом сорбент полностью "отмывается" от природного битума. Полученный раствор из делительной воронки загружают в перегонный куб аппарата АРН-2. В результате перегонки раствора получают дистиллят спирто-бензиновую смесь (в количестве 990 мл) и остаток природный битум (в количестве 443 г).

П р и м е р 8. В стеклянную адсорбционную колонку загружают сорбент, полученный по примеру 1, в количестве 0,15 г. Через адсорбционную колонку с сорбентом пропускают 2000 мл сточной воды, содержащей ромашкинскую нефть в количестве 200 мг. В результате на выходе колонки получают воду с содержанием нефти не более 0,3 мг/л.

Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят следующим образом.

Через адсорбционную колонку с насыщенным нефтью сорбентом пропускают 10 мл бензина. При этом сорбент полностью "отмывается" от нефти. Полученный раствор нефти в бензине загружают в перегонную колбу с насадкой Видмара. В результате перегонки этого раствора получают 10 мл дистиллята бензина и остаток нефть (в количестве 199,5 мг).

Для сравнения в вышеуказанных условиях через 0,15 г черной скорлупы грецкого ореха, полученной как в примере 4, пропускают сточную воду. В результате на выходе колонки получают воду с содержанием 1,9 мг/л нефти.

Регенерацию насыщенного нефтью сорбента проводят в вышеуказанных условиях. В результате перегонки раствора нефти в бензине получают 10 мл дистиллята бензина и остаток нефть (в количестве 196,2 мг).

П р и м е р 9. В стеклянную адсорбционную колонку загружают сорбент, полученный по примеру 3, в количестве 0,15 г. Через адсорбционную колонку с сорбентом пропускают 2000 мл сточной воды, содержащей 100 мг индустриального масла. В результате на выходе колонки получают воду с содержанием индустриального масла не более 0,3 мг/л.

Регенерацию насыщенного индустриальным маслом сорбента проводят следующим образом. Через адсорбционную колонку с насыщенным индустриальным маслом сорбентом пропускают 10 мл бензина. При этом сорбент полностью "отмывается" от индустриального масла. Полученный раствор индустриального масла в бензине загружают в перегонную колбу с насадкой Видмара. В результате перегонки этого раствора получают 9,8 мл дистиллята бензина и остаток индустриальное масло (в количестве 99,5 мг).

Для сравнения в вышеуказанных условиях через 0,15 г черной скорлупы грецкого ореха, полученной как в примере 6, пропускают сточную воду. В результате на выходе колонки получают воду с содержанием индустриального масла 1,5 мг/л.

Регенерацию насыщенного индустриальным маслом сорбента проводят в вышеуказанных условиях. В результате перегонки раствора индустриального масла в бензине получают 9,8 мл дистиллята бензина и остаток индустриальное масло (в количестве 97,0 мг).

Из данных вышеприведенных примеров видно, что изобретение в сравнении с известным способом позволяет повысить степень очистки воды. Указанное преимущество предлагаемого способа, а также доступность и дешевизна применяемого в нем сорбента при его промышленном использовании позволяет существенно повысить эффективность процесса.

Удаление нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и из сточных вод осуществляют сорбцией лузгой зерен риса, карбонизированных в среде воздуха при 450 - 600°С и атмосферном давлении или при 500 - 700°С и давлении 200 - 759 мм рт.ст. или в среде азота при 550 - 650°C и атмосферном давлении. Регенерацию сорбента ведут углеводородным растворителем (бензин, керосин), органическим растворителем (этиловый спирт) или их смесью. 1 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МАСЛЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ИЗ ВОДЫ, включающий контактирование воды с сорбентом на основе карбонизованных оболочек плодов растений и регенерацию сорбента жидкостью, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют лузгу зерен риса, карбонизованную в среде воздуха при температуре 450 600^oС и атмосферном давлении, или при температуре 500 700^oС и давлении 200 759 мм рт.ст. или в среде азота при температуре 550 650^oС и атмосферном давлении, а в качестве жидкости - углеводородный или органический растворитель или их смесь. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеводородного растворителя используют бензин или керосин, а в качестве органического растворителя спирт.