СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ИОНОВ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2002 года по МПК C02F1/28 C02F1/62 C02F1/28 C02F101/20 C02F101/32 C02F103/16 

Описание патента на изобретение RU2187459C2

Изобретение относится к способам адсорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов металлов и может быть использовано для очистки бытовых, технологических и поверхностных сточных вод нефтеперерабатывающих, автотранспортных, аккумуляторных и гальванических предприятий, содержащих нефтепродукты, масла, ионы меди, хрома, свинца, железа и марганца.

Известен способ адсорбционной очистки воды от нефтепродуктов, включающий использование измельченной глины, пропитанной маслом или другими углеродами, высушенной в течение 2 ч при Т=160oС, а затем карбонизированной при Т=220oС (Яп. пат. N 51-84286 в кн. А.Д. Смирнова. "Сорбционная очистка воды", - Ленинград, Химия, 1982 г.).

Недостатком данного способа является то, что он предназначен только для удаления из воды нефтепродуктов.

Известен также адсорбент для очистки воды от нефтепродуктов, масел и углеродов, включающий торф (95-99,95% по весу) и соли алифатических аминов ((11)704903 (21)2452774/23-26 (22)15.02.1977).

Недостатком данного адсорбента является то, что он предназначен только для удаления из воды масел и других углеводородов, а также возможное снижение скорости фильтрации в течение эксплуатации за счет набухания торфа.

Известны также способы очистки сточных вод, включающие обработку известью (а. с. 789427, С 02 F 3/30, 1980, SU 1130539 А и JР 52-85095, С 02 С 5/02, 1977, SU 1096236 A).

Недостатками данных способов является осложнение технологии, связанное с необходимостью последующего удаления извести из воды.

Кроме того, известен способ очистки воды от ионов тяжелых металлов и шестивалентного хрома, заключающийся в пропускании сточных вод через слой адсорбента, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют природный цеолит предварительно обработанный раствором щавелевой кислоты ((11)2051112 (21)5054313/26 (22)20.04.1992).

Недостатком данного способа является невысокая сорбционная емкость предлагаемого адсорбента и возможное снижение технологической скорости фильтрования в процессе эксплуатации.

Кроме того, известен способ адсорбционной очистки, включающий фильтрование воды через активированный прокаленный природный адсорбент, отличающийся тем, что в качестве природного адсорбента используют кремнистую породу смешанного минерального состава: опал-кристобалит (30-50% по массе), цеолит (7-25%), глинистая составляющая (7-25%), кальцит (10-25%). Породу прокаливают перед активацией при Т=300±5oС, а после обрабатывают раствором поваренной соли.

Недостатком данного способа является то, что адсорбент не обладает требуемой прочностью и в процессе эксплуатации может терять свои фильтрационные качества.

Задачей изобретения является повышение эффекта очистки сточных вод за счет улучшения сорбционных свойств и фильтрующей способности адсорбента, а также расширение диапазона извлекаемых веществ.

Технический результат достигается тем, что способ включает фильтрование воды через адсорбент, полученный смешением природных минералов (торфа, песка, глины или диатомита), добавлением сырой нефти, воды и раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ) с последующей обработкой оксидами кальция (негашеная известь) или магния, гранулированием, сушкой и прокаливанием при Т=300-600oС.

В целом, технология процесса изготовления адсорбента следующая. Предварительно измельченные торф, песок, глина или диатомит смешивают в различных пропорциях, добавляют сырую нефть, 3-7% водный раствор ПАВ и воду. Затем в полученную массу смешивают с оксидами кальция (порошкообразная негашеная известь) или магния (фракций менее 1 мм не менее 85%) и получается гранулированный материал, который сначала сушат 24 ч на открытом воздухе при Т= 20-30oС, затем подвергают прокаливанию при температуре Т=300-600oС в течение 1-0,5 ч. Адсорбент представляет из себя гранулированный неоднородный материал светло-серого, светло-бурого или бурого цвета, размеры гранул диаметром от 1 до 5 мм.

Природные минералы - торф, глина и диатомиты обладают хорошими сорбционными свойствами по отношению к органическим и неорганическим загрязнениям сточных вод. Песок является основой для образования оксидной поверхности. Нефть добавляют с целью получения гранул при смешении ее с оксидами, а также для образования оксидной поверхности на минералах и повышения прочностных свойств адсорбента в процессе его тепловой обработки. В качестве ПАВ используют стеариновую кислоту, диизооктилсульфосукцинат натрия, пальмитиновую кислоту, парафиновое масло или раствор синтетических моющих средств, содержащих ПАВ. ПАВ добавляют с целью разжижения нефти. Вода добавляется из расчета 5-10% по массе основных компонентов для интенсификации реакции образования гранул при добавлении оксидов кальция или магния. Оксиды кальция или магния повышают сорбционную активность адсорбента.

Значения сорбционных емкостей полученного адсорбента зависят от соотношения его составляющих и представлены в табл.1. Полученный адсорбент может быть активирован или регенерирован горячими 10-15% раствором хлористого натрия (100-120 г поваренной соли на 1 л воды при Т=70-90oС) или 15-25%-ным раствором соляной или серной кислоты. Адсорбент может применяться в качестве загрузки аппаратов типа "адсорбер".

Предлагаемый способ адсорбционной очистки воды может применяться на стадии доочистки технологических и бытовых сточных вод промышленных предприятий.

Пример 1. Адсорбенты марок были испытаны на доочистку бытовых сточных вод г. Тюмени, прошедших биологическую очистку. Исходная проба сточной воды фильтровалась через адсорбент. Результаты анализов (табл.2) показали снижение содержания в воде ионов тяжелых металлов, фосфатов, БПК и других веществ.

Пример 2. Адсорбент марки был испытан на очистку технологических сточных вод аккумуляторного завода г.Тюмени. Исходная сточная вода содержала железа 97,5 мг/л, свинца 14,4 мг/л. Пробы воды в объеме 1 л фильтровались через адсорбенты марки ДТГ (навеска 5-6 г), ГПНОк и ДНИ. Результаты анализов приведены в табл.3.

Пример 3. Проба воды, взятая с территории склада ГСМ, с содержанием сырой нефти 200 мг/л в количестве 1000 мл фильтровалась через 5 г адсорбента марки ГПНОк со скоростью 7-10 м3/ч.

Общее содержание нефтепродуктов в фильтрате не превышает 3 мг/л. Методом ИК-спектроскопии сняты ИК-спектры исходного адсорбента и после сорбции нефти (фиг.1), на которых значительно увеличивается полоса.

Пример 4. Через сорбенты марок ГНОк и ГНОм фильтровался раствор ионов меди Cu2+ (концентрация 800 мг/л) со скоростью 2-3 мл/мин. После сорбции прибором сняты ИК-спектры (фиг.2), показывающие изменения в области гидроксильных групп 3800-3600 см-1, где наблюдается уширение полос поглощения с расщеплением пика 3690 см-1 на два: 3730 см-1 и 3700 см-1 (со смещением в области больших v). Также, смещается максимум 3830 см-1 до 3800 см-1. Появилась новая широкая полоса поглощения в области 3300-3100 см-1 с двумя пиками в 3230 см-1 и 3200 см-1. Очевидно, это можно объяснить образованием гидроксильных комплексов с медью. В районе оксидных групп также произошли изменения: появился пик поглощения 1150 см-1, сместились максимумы 770 см-1 до 750 см-1 и 520 см-1 до 540 см-1, значительно уменьшилось поглощение в области 910 см-1.

Пример 5. Испытания адсорбентов на снижение фильтрующих свойств проводились в течение 1 мес. Адсорбенты выдерживали в воде 1 мес, после чего скорость фильтрования снизилась на 10%.

Таким образом, предлагаемый способ адсорбционной очистки сточных вод позволяет извлекать из сточных вод нефтепродукты, ионы металлов и другие вещества одновременно на стадии доочистки за счет применения адсорбента, обладающего хорошими сорбционными свойствами, прочностью и хорошей фильтрующей способностью, тем самым расширяет диапазон извлекаемых веществ, упрощает и удешевляет технологию очистки сточных вод.

Похожие патенты RU2187459C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПОЧВ 1999
  • Большаков А.А.
  • Вялкова Е.И.
RU2152274C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЕПРОДУКТАМИ 1999
  • Миронов Д.В.
  • Шаповал А.Ф.
  • Миронов В.В.
RU2175039C2
СПОСОБ ЗАЩИТЫ МЕСТНОСТИ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ЖИДКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПРИ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСАХ 2001
  • Миронов В.В.
  • Миронов Д.В.
RU2209271C2
СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВЫ ОТ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 2014
  • Лобачева Галина Константиновна
  • Павличенко Николай Владимирович
  • Курин Алексей Александрович
  • Клопова Татьяна Юрьевна
  • Чадов Олег Петрович
  • Вартанов Рэм Рональдович
  • Карпов Андрей Викторович
  • Филиппова Анастасия Игоревна
RU2556062C1
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 1991
  • Коноплева Г.В.
  • Шалаева Н.Г.
  • Дзиминскас Ч.А.
RU2042650C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЯ 1998
  • Чумаченко Н.Г.
  • Баранова М.Н.
  • Коренькова Е.А.
RU2160722C2
ШЛАМОБЕТОН 1998
  • Шеина Т.В.
  • Коренькова С.Ф.
  • Клименков О.М.
RU2150546C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНО-МИНЕРАЛЬНОГО АДСОРБЕНТА 1998
  • Сатаев А.С.
  • Тагиров К.М.
  • Гасумов Рамиз Алиджавад Оглы
  • Долгопятова Н.Г.
RU2151638C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО НЕФТЕСОРБЕНТА 2017
  • Никифорова Мария Павловна
RU2642566C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ МАСЛОЭМУЛЬСИОННЫХ СТОЧНЫХ ВОД 1993
  • Москвичева Е.В.
  • Фомичев В.Т.
  • Остроухов С.Б.
RU2087426C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 187 459 C2

Реферат патента 2002 года СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к способам адсорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов металлов и может быть использовано для очистки бытовых, технологических и поверхностных сточных вод нефтеперерабатывающих, автотранспортных, аккумуляторных и гальванических предприятий, содержащих нефтепродукты, масла, ионы меди, хрома, свинца, железа и марганца. Адсорбент для очистки получают смешением природных торфа, песка, глины или диатомита (20-60% по весу), которые сначала смешивают с нефтью (10-20% по весу), водой и 3-8% водным раствором ПАВ (5-10% по весу), затем обрабатывают оксидами кальция или магния (25-50% по весу), сушат и прокаливают при 300 - 600oС. Способ обеспечивает расширение диапазона извлекаемых веществ, упрощение и удешевление технологии очистки сточных вод за счет использования прочного адсорбента с хорошими сорбционными свойствами и фильтрационными качествами. 3 табл., 2 ил.

Формула изобретения RU 2 187 459 C2

Способ адсорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов металлов, включающий фильтрование воды через адсорбент, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют природные торф, песок, глину или диатомит (20-60% по весу), которые сначала смешивают с нефтью (10-20% по весу), водой и 3-8% водным раствором ПАВ (5-10% по весу), затем обрабатывают оксидами кальция или магния (25-50% по весу), сушат и прокаливают при 300-600oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2187459C2

СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ 1996
  • Конюхова Т.П.
  • Чуприна Т.Н.
  • Нагаева С.З.
  • Кикило Д.А.
  • Михайлова О.А.
  • Лучкин Г.С.
  • Дистанов У.Г.
  • Харисов Ю.Г.
RU2111172C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ТОРФА 1995
  • Суворов Владимир Иванович
  • Линно Владимир Юрьевич
  • Геращенко Ольга Александровна
RU2102319C1
УГЛЕМИНЕРАЛЬНЫЙ ГРАНУЛИРОВАННЫЙ АДСОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА 1997
  • Глухов В.А.
  • Беднов С.Ф.
  • Трембовольский Я.Л.
  • Барац Л.А.
  • Любецкий А.В.
  • Заводчикова А.Б.
  • Гершкович В.А.
  • Кирпенко Ф.А.
  • Седунов А.Ю.
RU2124942C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНО-МИНЕРАЛЬНОГО АДСОРБЕНТА 1998
  • Сатаев А.С.
  • Тагиров К.М.
  • Гасумов Рамиз Алиджавад Оглы
  • Долгопятова Н.Г.
RU2151638C1
Домовый номерной фонарь, служащий одновременно для указания названия улицы и номера дома и для освещения прилежащего участка улицы 1917
  • Шикульский П.Л.
SU93A1
Тензорезисторный датчик силы 1973
  • Годзиковский Василий Александрович
SU451928A1
US 5911882 А, 15.06.1992.

RU 2 187 459 C2

Авторы

Вялкова Е.И.

Большаков А.А.

Даты

2002-08-20Публикация

2000-10-19Подача