СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2001 года по МПК C02F1/40 C02F1/48 C02F103/34 

Изобретение относится к области очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использовано для создания локальных очистных сооружений на нефтепромыслах, нефтебазах, нефтеперерабатывающих предприятиях, а также для ликвидации последствий аварий, сопровождающихся загрязнением природных водоемов нефтепродуктами.

Известны разнообразные способы очистки промышленных сточных вод от органических и неорганических загрязнителей, основанные на адсорбционных технологиях с использованием природных и синтетических адсорбентов, например активированного угля (Пат. Австрии N 3911248, МКИ C 02 F 1/18), совместное применение активных углей с термообработанным шунгитом (А.с. N 1453901, МКИ C 02 F 1/28), либо использование различных синтетических и природных волокнистых адсорбентов, например активированной целлюлозы (Пат. США N 306564, МКИ B 01 D 13/00, Пат. Франции по заявке N 2657076, МКИ C 02 F 1/42), базальтового волокна (А.С. СССР N 1803388, МКИ C 02 F 1/26; А.С. СССР N 1030319, МКИ C 02 F 1/40). Известно использование в качестве фильтрующего материала чередующихся слоев целлюлозы, активированной окисленным полипропиленом, и высокодисперсного порошка оксида алюминия для комплексной тонкой очистки сточных вод (Пат. N 2063383, Россия).

Известны способы очистки промышленных сточных вод от различных загрязнений, основанные на адсорбционных технологиях с одновременным применением магнитной обработки (МО). Подлежащие обработке отходы смешиваются с частицами твердого вещества, идущего на магнит. Частицы покрыты пленкой из селективного ионообменного материала или из материала, селективно экстрагирующего подлежащие извлечению загрязнители. С помощью магнитной сепарации частицы извлекаются из обработанных отходов (8^th Symp. Separ. Sci. and.Technol. Energy Appl., Gatlinburg, Tenn., Oct. 24-28, 1993/Separ. and Technol.: - 1995.- 30, N 7-9. - p. 1455-1471). Для интенсификации процесса очистки воды от солей жесткости предложено использование аппарата МО воды с последующей фильтрацией образовавшихся частиц (Заявка N 19527252, Германия, МКИ C 02 F 1/00, C 02 F 1/48; Пат. 2019185, Канада, МКИ C 02 F 1/48; Пат. 2085296 Россия, МКИ B 03 C 1/005), или с применением ионообменных устройств (Изв. ВУЗов. Технол. текстильн. пром-ти. - 1996, - 3. - с. 101-104), в том числе для разделения маслосодержащих вод (Techno Jap. - 1996. - 29, N 11. - с. 79).

В качестве устройств, обеспечивающих эффективную МО жидкостей, газов, сыпучих сред, жидких растворов с целью изменения их технических характеристик, физических свойств, активации и очистки в системах теплоснабжения, химической технологии, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности известно использование устройств, содержащих несколько пар постоянных магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами (Пат. N 2092446 России, МКИ C 02 F 1/48; Пат. США N 5378362, МКИ C 02 F 1/48; Пат. США N 5366623, МКИ C 02 F 1/48; Пат. России N 2046761, МКИ C 02 F 1/48). Характеристики жидкости улучшаются после прохождения через устройство перпендикулярно магнитным силовым линиям, причем жидкость последовательно подвергается воздействию разноименных полюсов, что увеличивает эффект воздействия магнитного поля. Под улучшением характеристик воды понимается снижение концентрации ферромагнитных частиц в воде, изменение характеристик кристаллизации солей жесткости и накипеобразования (Заявка 19527252 Германия, МКИ C 02 F 1/00, C 02 F 1/48. Заявл. 26.07.95; опубл. 16.01.97; Пат. 2019185 Канада, МКИ C 02 F 1/48), улучшение экологических и вкусовых параметров (Пат. 2085296 России, МКИ B 03 C 1/005. Заявл.01.08.94. Опубл. 27.07.97), получение биологической активности воды (Заявка 95112995/25 Россия, МКИ C 02 F 1/48, Заявл. 26.07.95; Опубл. 27.07.97). Однако влияние воздействия магнитного поля на адсорбционные процессы не рассматривается.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, ПАВ и других органических загрязнителей, основанный на использовании в качестве фильтрующего материала чередующихся слоев базальтового тонковолокнистого холста и высокодисперсного высокоактивного порошка оксида алюминия (Пат. N 2106898 России, МКИ C 02 F 7/02, B 01 D 24/00). Предлагаемый способ позволяет очищать природную и сточную воду от нефтепродуктов и других органических загрязнителей. Сочетание чередующихся слоев адсорбентов разных типов при определенном количественном соотношении обеспечивает эффективную очистку воды в широком концентрационном диапазоне нефтяных загрязнений. Недостатком данного устройства является недостаточная степень очистки воды от нефтепродуктов, требующая увеличения количества ступеней очистки.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа повышения качества адсорбционной очистки природных и сточных вод от нефтепродуктов с использованием предварительной магнитной обработки воды.

Технический результат достигается тем, что очистка загрязненной нефтепродуктами сточной воды производится путем последовательного пропускания загрязненной нефтепродуктами воды сначала через магнитоактиватор с попарно установленными постоянными магнитами, обеспечивающий уровень магнитной индукции в зазоре 0,3-0,54 Тл, а затем через слои базальтового волокна в виде тонковолокнистого холста, чередующиеся со слоями высокодисперсного высокоактивного порошка оксида алюминия, полученного в результате гидротермической обработки ультрадисперсного порошка алюминия, получаемого методом электрического взрыва алюминиевых проводников. Массовое соотношение слоев компонентов - волокнистого адсорбента от 5 до 50% и высокодисперсного порошка оксида алюминия от 95 до 50%.

Отличительным признаком заявляемого технического решения является использование в процессе очистки нефтесодержащих природных и сточных вод предварительной магнитной обработки неочищенной воды путем ее пропускания через попарно установленные постоянные магниты, обеспечивающие последовательное воздействие разноименных полюсов (реверсы полярности).

Другим отличительным признаком является использование для предварительной магнитной обработки магнитоактиватора, обеспечивающего в зазоре уровень магнитной индукции 0,3-0,54 Тл.

Пример 1 (по прототипу). Модельную воду, содержащую 101 мг/л эмульгированных нефтепродуктов, пропускают через фильтр-адсорбер, содержащий 4 слоя базальтового волокна толщиной 6 мм каждый и 3 слоя высокодисперсного порошка оксида алюминия. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 2,29 мг/л.

Пример 2. Модельную воду, содержащую 101 мг/л эмульгированных нефтепродуктов, обрабатывают магнитным полем, пропуская через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,54 Тл в зазоре с тремя реверсами полярности. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 101 мг/л.

Пример 3. Модельную воду, содержащую 101 мг/л эмульгированных нефтепродуктов, предварительно обрабатывают магнитным полем, пропуская воду через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,54 Тл в зазоре без реверсов полярности, затем пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 2,25 мг/л.

Пример 4. Модельную воду, содержащую 101 мг/л эмульгированных нефтепродуктов, предварительно обрабатывают магнитным полем, пропуская воду через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,54 Тл в зазоре с тремя реверсами полярности, затем пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 1,67 мг/л.

Пример 5. Модельную воду, содержащую 101 мг/л эмульгированных нефтепродуктов, предварительно обрабатывают магнитным полем, пропуская воду через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,82 Тл в зазоре с тремя реверсами полярности, затем пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 0,38 мг/л.

Пример 6. Модельную воду, содержащую 101 мг/л эмульгированных нефтепродуктов, предварительно обрабатывают магнитным полем, пропуская воду через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,82 Тл в зазоре с пятью реверсами полярности, затем пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 0,38 мг/л.

Пример 7. Модельную воду, содержащую 9,5 мг/л растворенных нефтепродуктов, пропускают через фильтр-адсорбер (по примеру 1). Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 4,9 мг/л.

Пример 8. Модельную воду, содержащую 9,5 мг/л растворенных нефтепродуктов, предварительно обрабатывают магнитным полем, пропуская воду через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,32 Тл в зазоре с тремя реверсами полярности, затем пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 3,7 мг/л.

Пример 9. Сточную воду Томской нефтебазы, содержащую 5,5 мг/л растворенных нефтепродуктов, пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 1,1 мг/л.

Пример 10. Сточную воду Томской нефтебазы, содержащую 5,5 мг/л растворенных нефтепродуктов, предварительно обрабатывают магнитным полем, пропуская воду через устройство с попарно установленными постоянными магнитами с уровнем магнитной индукции 0,54 Тл в зазоре с тремя реверсами полярности, затем пропускают через фильтр-адсорбер по примеру 1. Содержание нефтепродуктов в фильтрате составляет 0,3 мг/л.

Приведенные примеры показывают, что предварительная магнитная обработка сточной воды приводит к увеличению степени очистки воды от нефтепродуктов.

Данные таблицы показывают, что при уровне магнитной индукции 0,54 Тл в устройстве для магнитной обработки содержание эмульгированных нефтепродуктов снижается после очистки на фильтре-адсорбере в 1,5 раза, а при 0,82 Тл - в 6 раз. Для очистки воды от растворенных нефтепродуктов оптимальный уровень магнитной индукции составляет 0,32 Тл. При этом содержание нефтепродуктов в фильтрате снижается на 75% по сравнению с необработанной водой. Оптимальный интервал уровня магнитной индукции для воды, содержащей и эмульгированные, и растворенные нефтепродукты, составляет 0,32 - 0,82 Тл. Положительные эффекты наблюдаются только при последовательном воздействии трех и более разноименных полюсов (реверсах полярности). Увеличение количества реверсов полярности более трех не оказывает существенного влияния на качество очистки. Таким образом, предлагаемый способ позволяет очищать сточную воду, содержащую растворенные и эмульгированные нефтепродукты.

Изобретение относится к области очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использовано для создания локальных очистных сооружений на нефтепромыслах, нефтебазах, нефтеперерабатывающих предприятиях, а также для ликвидации последствий аварий, сопровождающихся загрязнением природных водоемов нефтепродуктами. Воду пропускают через устройство с попарно установленными постоянными магнитами, обеспечивающими последовательное воздействие разноименных полюсов на воду при уровне магнитной индукции в зазоре 0,32 - 0,82 Тл, затем фильтруют через несколько слоев базальтового волокна, чередующихся со слоями порошкообразного адсорбента - высокоактивного оксида алюминия. Технический результат - повышение качества очистки природных и сточных вод от нефтепродуктов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ очистки воды от эмульгированных и растворенных нефтепродуктов, включающий фильтрование воды через несколько слоев базальтового волокна, чередующихся со слоями порошкообразного адсорбента - высокоактивного оксида алюминия, отличающийся тем, что воду предварительно пропускают через устройство с попарно установленными постоянными магнитами, обеспечивающее последовательное воздействие разноименных полюсов на воду. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитная обработка проводится при уровне магнитной индукции в зазоре 0,32 - 0,82 Тл.