СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ МАСЛО- И НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/28 B01J20/24 

Изобретение относится к области ликвидации техногенных загрязнений окружающей среды и касается способа очистки воды (производственной и сточной) от масло- и нефтепродуктов на предприятиях по транспортировке, реализации и использованию нефти, нефтепродуктов, топлива, смазочных масел и других технологических жидкостей.

Известен способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов с применением сорбента, содержащего волокнистый целлюлозный материал (отходы текстильного производства, техническая вата и другие), обработанный окисленным атактическим полипропиленом (см. RU 2061541 С1, опубл. 10.06.1996).

Недостатки способа:
- ограниченная область применения (способ предназначен для удаления нефти только с поверхности воды);
- необходимость проведения дополнительной технологической операции по введению полипропилена в структуру целлюлозного материала.

Известен двухступенчатый способ очистки воды с применением на каждой ступени угольного сорбента: на первой ступени - гранулированного активированного угля, на второй - микропористой угольной ткани (см. SU 1567243 А1, опубл. 30.05.1990).

Недостатком использования сорбентов на основе угля являются быстрая потеря работоспособности в связи с "забиванием" активных центров, выделение мелких фракций и органических примесей в воду, а также дороговизна.

Ближайшим аналогом описываемого изобретения является способ очистки воды от масло- и нефтепродуктов, включающий обработку воды гидрофобным сорбентом - продуктом измельчения целлюлозосодержащего материала в воздушной среде в молотковой дробилке (US 4343680 А, опубл. 10.08.1980).

Согласно этому способу процесс осуществляют путем обработки воды продуктом измельчения в воздушной среде в молотковой дробилке - небеленой сосновой термомеханической массой, предварительно термообработанной при 105^oС для повышения ее гидрофобности.

Однако такой способ эффективен лишь при удалении "толстой" нефтяной пленки с поверхности воды. При этом он мало пригоден для глубокой очистки воды от тонко диспергированных масло- и нефтепродуктов, содержащихся в ней в относительно небольших количествах (50-100 мг/л).

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является обеспечение возможности более глубокой степени очистки воды от загрязнения масло- и нефтепродуктами с одновременным удалением "толстых" пленок и тонкодисперсных фракций.

Данный технический результат достигается тем, что в способе очистки воды гидрофобным сорбентом - продуктом измельчения целлюлозосодержащего материала в воздушной среде в молотковой дробилке, согласно изобретению, в качестве целлюлозосодержащего материала берут отходы ламинированных полиолефиновой пленкой бумаги, картона или их смеси, при этом используют продукт измельчения указанного целлюлозосодержащего материала, имеющий следующий фракционный состав (в мас. %): мелкая фракция размером 0,5-0,9 мм - 20-30, крупная фракция размером 1,0-2,0 мм - 70-80, и обработку воды проводят в сосуде с двойными перфорированными стенками при плотности заполнения межстеночного пространства сорбентом 0,03-0,06 г/см³, после чего воду фильтруют через пористый листовой материал плотностью 150-500 г/м², сформованный из указанного продукта измельчения отходов ламинированных бумаги, картона или их смеси.

Авторами настоящего изобретения было установлено, что продукт измельчения отходов бумаги и картона, ламинированных, например, полиолефиновой (полиэтиленовой или полипропиленовой) пленкой, полностью отвечает потребительским требованиям, предъявляемым к сорбенту для очистки воды от нефтепродуктов, специфика которого состоит в сочетании как бы противоречивых свойств: способности впитывать органическую жидкость - нефть (олефильности) и способности отталкивать другую жидкость - воду (гидрофобности). Сочетание этих свойств измельченного продукта обусловлено составом исходных отходов, включающим гидро-, олеофильный компонент - целлюлозу и гидрофобный компонент - полиолефиновую пленку.

Кроме того, установлена возможность использования этого продукта в виде сорбционных материалов принципиально разной структуры - дисперсии взвешенных частиц (пушонки) при первичной обработке воды в сосуде с перфорированными стенками и пористого листового материала при последующем ее фильтровании.

Это обеспечивает возможность удаления из воды масло- и нефтепродуктов в широком диапазоне их концентраций и степени диспергирования.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1.

Воду, содержащую нефтепродукты при концентрации 12,7 мг/л, подают в очистной аппарат. Первичную обработку ведут в сосуде с двойными перфорированными стенками. Пространство между стенками сосуда заполняют измельченным продуктом из отходов ламинированной бумаги. Фракционный состав измельченного продукта: мелкая фракция - 30%, крупная - 70%. Плотность заполнения - 0,06 г/с³.

Очищенная вода проходит через перфорированные стенки сосуда и находящийся между ними слой сорбента, затем поступает на фильтрование через пористый листовой материал плотностью 150 г/см³, сформованный из описанного выше продукта измельчения отходов ламинированной бумаги, закрепленный в нижней части аппарата. Очищенная вода выходит наружу через патрубок. Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде 1,8 мг/л, что соответствует степени ее очистки 86%.

Пример 2.

Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в очистной аппарат подают воду, содержащую машинное масло при концентрации 12,7 мг/л, а первичную обработку воды ведут в сосуде, пространство между стенками которого заполняют измельченным продуктом из отходов ламинированного картона при соотношении крупной и мелкой фракций 20% и 80% с плотностью заполнения пространства между стенками сосуда 0,03 г/см³. Для фильтрования воды применяют пористый листовой сорбент плотностью 350 г/м², сформованный из продукта измельчения отходов ламинированного картона.

Концентрация машинного масла в очищенной воде 1,0 мг/л, что соответствует степени ее очистки 92%.

Пример 3.

Способ осуществляют аналогично примеру 1, но для первичной обработки воды используют измельченный продукт из смеси отходов ламинированных бумаги и картона при соотношении крупной и мелкой фракций 25% и 75% с плотностью заполнения пространства между стенками сосуда 0,05 г/см³.

Для фильтрования применяют пористый листовой сорбент плотностью 500 г/м², сформованный из продукта измельчения смеси отходов ламинированных бумаги и картона. Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде 0,2 мг/л, что соответствует степени очистки 98%.

В воспроизведенном нами процессе по прототипу концентрация нефтепродуктов в очищенной воде составляет 4,2-4,6 мг/л, а степень очистки - 74-78%.

Основные условия процесса и характеристики воды, описанные в примерах, приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ обеспечивает высокую степень очистки воды (98%).

Предлагаемый способ, в отличие от прототипа, предусматривает использование в качестве сорбента продукта переработки отходов ламинированных видов бумаги и картона, которые отвечают требованиям, предъявляемым к нефтесорбентам, в исходном состоянии без проведения дополнительных технологических обработок и соответственно представляют собой недорогой сорбционный материал.

Способ обеспечивает гибкое управление процессом очистки воды в зависимости от степени ее загрязнения масло- и нефтепродуктами путем варьирования переменных факторов первичной обработки и последующего фильтрования.

Область использования: ликвидация техногенных загрязнений окружающей среды, а именно очистка воды (производственной и сточной) от масло- и нефтепродуктов на предприятиях по транспортировке, реализации и использованию нефтепродуктов (в том числе нефти), топлива, смазочных масел и других технологических жидкостей. Сущность изобретения: воду обрабатывают гидрофобным сорбентом - продуктом измельчения целлюлозосодержащего материала - отходов ламинированных полиолефиновой пленкой бумаги, картона или их смеси в воздушной среде в молотковой дробилке. Продукт измельчения имеет фракционный состав, мас. %: мелкая фракция размером 0,5-0,9 мм - 20-30; крупная фракция размером 1,0-2,0 мм - 70-80. Указанную обработку проводят в сосуде с двойными перфорированными стенками при плотности заполнения межстеночного пространства сорбентом 0,03-0,06 г/см³. Затем воду фильтруют через пористый листовой материал плотностью 150-500 г/м², сформированный из указанного продукта измельчения отходов ламинированных бумаги, картона или их смеси. Изобретение позволяет повысить степень очистки от масло- и нефтепродуктов до 98%. 1 табл.

Способ очистки воды от масло- и нефтепродуктов, включающий обработку воды гидрофобным сорбентом - продуктом измельчения целлюлозосодержащего материала в воздушной среде в молотковой дробилке, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего материала берут отходы ламинированных полиолефиновой пленкой бумаги, картона или их смеси, при этом используют продукт измельчения указанного целлюлозосодержащего материала, имеющий следующий фракционный состав, мас. %: мелкая фракция размером 0,5-0,9 мм - 20-30; крупная фракция размером 1,0-2,0 мм - 70-80, и обработку воды проводят в сосуде с двойными перфорированными стенками при плотности заполнения межстеночного пространства сорбентом 0,03-0,06 г/см³, после чего воду фильтруют через пористый листовой материал плотностью 150-500 г/м², сформированный из указанного продукта измельчения отходов ламинированных бумаги, картона или их смеси.