СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 1995 года по МПК C02F1/28 

Изобретение касается очистки вод от нефтепродуктов сорбцией и может быть использовано, в частности, при доочистке ляльных (судовых промывочных) вод или сточных вод атомной энергетики от нефтепродуктов (НП) до ПДК открытых водоемов.

Так, действующая в настоящее время трехступенчатая схема очистки ляльных вод (фильтр грубой очистки, сепарации на сепараторе коалесцирующего типа СК-2,5 М и поролоновый фильтр тонкой очистки) обеспечивает снижение НП в водах с 50-100 до 5-20 мг/л, в то время как установленная для открытых водоемов (Кольский залив) норма не должна превышать 0,05 мг/л. Это значительно усложняет процесс очистки ляльных вод, так как прибывшие в порт суда обязаны сдать их для доочистки на нефтебазы.

Сточные воды нефтеперерабатывающих комплексов также доочищаются на поролоновых фильтрах, адсорбционная емкость которых в статических условиях составляет 20 мг/л (2 мас.) (Кожевников А.В. и др. Очистка производственных вод нефтеперерабатывающих заводов сорбционными и ионообменными методами. Труды Сев.-Зап. заочн. политехн. ин-та, 1975, N 32, с. 11-13).

Известен способ очистки нефтесодержащих сточных вод путем контактного фильтрования через мелкозернистые слои различных материалов: кварц, уголь, кокс, стекло, полимеры, размер частиц фильтрующей загрузки 0,1-5 мм (патент Великобритании N 1340931, кл. В 01 D 29/08, 1973).

Для удаления различных коллоидных примесей из сточных вод, содержащих нефтепродукты, предложено вводить в них ALCL3 и гранулы пористого полимера на основе олефинов и стирола (патент Японии N 51-13949, 91691, 1976).

Патентом США N 4066539, 210-36, 1978 предложено использовать гранулы атактического полипропилена, поверхность которого покрыта мукой для удаления нефтяных загрязнений из воды и песка.

Известно средство для абсорбции и последующего отделения нефтяных загрязнений с водной или твердой поверхности, выполненное в виде тканевого мелкосетчатого носителя, заполненного порошкообразным полимером бицикло(2,2,1)гептана-2 или его метиловой производной с размером частиц полимера 0,01-2 мм. В качестве ткани используют нейлон, полиэфир, полипропилен, вискозу, хлопок. Средство предназначено для его использования в сложных погодных условиях (заявка Франции N 2611146, кл. В 01 D 1988).

Известен способ очистки сточных вод от органических соединений, в том числе от нефтепродуктов, путем их фильтрации через сульфированный сополимер стиролвинилизопропилбензола (авт.св. СССР N 916415, кл. С 02 F 1/28, 1980).

При пропускании через указанный катионит 40 л сточной воды, содержащей 75 мг/л нефтепродуктов, степень очистки составила 100%
Для повышения емкости по НП из водных сред предложено использовать хлорметилированный сополимер стирола и 15-25% дивинилбензола, обработанного этиленгликолем с последующим элюминированием НП ацетоном (авт.св. СССР N 1444307, кл. С 02 F 11/28, 1986).

Известна фильтрующая загрузка для очистки воды от нефти, выполненная из олефильного пенопласта, имеющего 45-70% сквозных и тупиковых пор от объема загрузки, при проходном сечении сквозной и тупиковой поры 10-60 мк (авт.св. СССР N 1662625, кл. В 01 D 39/100, 1987).

Недостатком этих материалов является сложность их получения и низкая степень извлечения НП (остаточные концентрации которых составляют 0,5-1,0 мг/л), что на порядок и более превышает ПДК.

Известен также адсорбент для очистки сточных вод от нефти, полученный путем полимеризации стирола с последующим сшиванием полимера с помощью дивинилбензола, бутадиена, изопрена или хлорпрена (патент Японии N 52-23795, кл. В 01 D 15/00, 1977).

Аналогичные адсорбенты типа полисорбов рекомендовано использовать в технологии очистки воды от различных классов органических веществ, в том числе и растворенных в воде (Подлеснюк В.В. и Левченко Т.М. Химия и технология воды, 1983, N 5, с. 305-315, прототип).

Эти методы являются наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому.

В предлагаемом способе используют неионогенный полимерный материал, обладающий следующими структурными характеристиками: удельная поверхность S_уд 270-460 м²/г, объем мезопор V_ме 0,2-0,23 г/см³, объем супермикропор V_cми 0,05-0,08 см³/г.

Недостатком вышеприведенных полимерных материалов является то, что они не обладают необходимой для тонкой очистки пористой структурой и поэтому не обеспечивают необходимых показателей очистки.

Задачей изобретения является разработка способа очистки вод от нефтепродуктов путем сорбции, позволяющего повысить степень очистки до норм ПДК, т.е. обеспечивающего на выходе содержание НП в сточных водах ниже 0,05 мг/л.

Задача решается предложенным способом очистки сточных вод от нефтепродуктов путем их контактирования с однородно-супермикропористым сополимером этилстирола и дивинилбензола, имеющим удельную поверхность S_уд. 700-1200 м²/г, общий объем пор V_o 0,4-0,6 см³/г при объеме супермикропор V_сми с радиусом пор 7-20 , равном 0,15-0,25 см³/г.

Данный сополимер известен под названием поролас-ТМ и производится в соответствии с ТУ 95.2187-90.

П р и м е р 1. Ляльную воду после сепарации с содержанием нефтепродуктов 5-30 мг/л пропускают со скоростью 5 кол.об./ч (25 мл/ч) через слой 5 мл из частиц 0,2-0,8 мм однородно-супермикропористого сополимера этилстирола и дивинилбензола, характеризующегося S_уд 700-1200 м²/г, общим объемом пор 0,4-0,6 см³/г, объемом супермикропор (7-20 ) 0,15-0,25 см³/г (Поролас-ТМ).

Одновременно воду в том же режиме пропускают через аналогичный сорбент Полисорб-1, но имеющий следующие параметры строения: S_уд. 270-460 м²/г, общий объем пор 0,2-0,23 см³/г, объем супермикропор (7-20 ) 0,08 см³/г, а также через олеофильный пенопласт, имеющий суммарную долю сквозных и тупиковых пор 45-70% объема загрузки, а проходное сечение сквозной тупиковой поры 10-60 МК.

Пропускание ведут до превышения на выходе концентрации НП свыше 0,05 мг/л.

Результаты приведены в табл.

П р и м е р 2. Проводят десорбцию НП, поглощенных пороласом-ТМ путем его выдержки в статических условиях в бензине при Т:Ж 1:8. При этом степень десорбции составляла 90%
После этого по примеру 1 проводят повторно очистку ляльных вод от НП в течение 5 циклов сорбции-десорбции. Показатели очистки на последующих циклах в сравнении с первоначальными увеличились в 1,5-2 раза, т.е. степень очистки ляльных вод возрастает и концентрации на выходе до насыщения пороласа-ТМ до 150-200 мг/г не превышают 0,03 мг/л.

П р и м е р 3. По примеру 1 проводят очистку дистиллированной воды с содержанием НП 10 мг/л. При этом на пороласе-ТМ достигают следующие показатели очистки:
Р 16000 К.О. (О_кон < 0,05 мг/л)
на полисорбе Р 2000 К.О (О_кон < 0,05 мг/л)
на пенопласте Р 2000 К.О. (С_кон < 0,5-1,0 мг/л)
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет повысить в 4-8 раз показатели очистки вод различного солевого состава (от морской воды до дистиллированной воды) и достигнуть стабильных норм в сбросных растворах на уровне ПДК для открытых водоемов.

Способ может быть использован при доочистке судовых (ляльных) вод, а также контурных вод АЭС от следов нефтепродуктов.

Использование: глубокая очистка судовых вод от нефтепродуктов. Сущность изобретения: сточные воды, содержащие остатки нефтепродуктов, контактируют с полимерным сорбентом на основе этилстирола и дивинилбензола, имеющим супермикропористую структуру со следующими параметрами: удельная поверхность 700-1200 м²/г, общий объем пор 0,4-0,6 см³/г, объем супермикропор с радиусом 0,15-0,25 см³/г. 1 табл.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий их контактирование с пористым неионогенным полимерным материалом, отличающийся тем, что контактирование ведут с супермикропористым сополимером этилстирола и дивинилбензола, имеющим удельную поверхность 700 1200 м²/г, общий объем пор 0,4 0,6 см³/г и объем супермикропор с радиусом 7 20 0,15 0,35 см³/г.