СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КОМПОНЕНТОВ СОЖ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/28 B01J20/02 

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации отработанных СОЖ и рациональному использованию отходов производства и может быть использовано для очистки промышленных стоков на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительной промышленности.

Известны способы сорбционной очистки маслоэмульсионных сточных вод, где в качестве сорбента используют активированные угли, гидрофильные глины, силикагели, алюмогели и др. Перечисленные материалы, особенно активированный уголь, дороги, дефицитны. Это обстоятельство существенно сдерживает широкое применение сорбционных методов [1].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки маслоэмульсионных промышленных стоков с использованием в качестве сорбента угля без какой-либо дополнительной его обработки [2] (прототип).

Недостатком данного способа является недостаточная степень очистки, дороговизна сорбента и высокая способность угля к сорбции воды (водопоглощение), что снижает его горючесть в случае сжигания и ухудшает условия регенерации при многократном использовании сорбента.

Цель изобретения - повышение степени очистки и экономичности процесса очистки сточных вод от компонентов СОЖ.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сорбента используют измельченный шлак - отход электросталеплавильного производства, с размерами частиц 1-3 мм и 0,1-1 мм в соотношении 20-35:80-65 мас.%.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что входящие в состав шлака оксиды металлов склонны к сорбции полярных компонентов СОЖ и практически не сорбируют воду. В результате этого происходит активная хемосорбция веществ с полярными группами на поверхности шлака с образованием гидрофобного слоя, способствующего поглощению углеводородной части СОЖ. Для создания оптимального соотношения параметров скорость очистки - степень очистки сорбент берут с различными размерами частиц 1-3 мм и 0,1-1 мм в соотношении 20-35:80-65 мас.%.

Технология способа состоит в следующем: сточные воды с компонентами СОЖ (далее по тексту СОЖ) отстаиваются и отделяются от масляного слоя, полученный водный слой представляет собой молочно-белую эмульсию с рН 5-7. Для разрушения этой эмульсии ее обрабатывают концентрированной серной кислотой (H₂SО₄ 98%) и доводят кислотность до рН 2,5-3 и затем отстаивают в течение 3 суток. Полученный таким образом водный слой направляется на адсорбцию. Адсорбция проводилась в стеклянной колонке с внутренним диаметром d=10 мм. Колонка заполнялась сорбентом с высотой слоя h=100 мм. В колонку заливали СОЖ объемом, в 2 раза превышающим объем сорбента. Это соотношение определено экспериментальным путем и представляет собой максимально возможный объем СОЖ, который пропускается через этот слой сорбента с оптимальной степенью очистки. Степень очистки определяли с помощью фотоэлектрокалориметра КФК-К-2-УХЛ по коэффициенту светопропускания.

Пример 1 (по прототипу)
В колонку в качестве сорбента загружался уголь с размером частиц 1-3 мм, массой 6,9 г, высотой слоя 100 мм. Водный слой СОЖ (после отделения масла, подкисления и отстоя) объемом 16 мл (V_н) заливали в колонку. За время t=1 мин СОЖ полностью прошла через колонку. Объем профильтрованной СОЖ (V_к) 13,4 мл, таким образом расход СОЖ (V), прошедшей через сорбент, определялся по формуле

Скорость фильтрования определялась как отношение расхода СОЖ (V) к площади поперечного сечения колонки (f)


Коэффициент светопропускания Т=88,0%.

Пример 2.

В колонку в качестве сорбента загружался шлак - отход электросталеплавильного производства. Сорбент готовили из 2 фракций измельченного шлака с размерами частиц (d_ч) 0,1-1 мм 60 мас.% и d_ч=1-3 мм 40 мас.%. Обе фракции тщательно перемешивали и загружали в колонку 13,6 г сорбента, высота слоя 100 мм. Затем заливали 16 мл СОЖ (после отделения масла, подкисления и отстоя). За время t=82 мин СОЖ полностью прошла через колонку. Объем профильтрованной СОЖ 10 мл. Расход СОЖ, прошедшей через сорбент

Скорость фильтрации

Коэффициент светопропускания Т=98%.

Все примеры с 3 по 6 проводились аналогично примеру 2. Изменяли соотношения фракций в сорбенте, результаты сведены в таблицу.

Водопоглощение определялось следующим образом.

Сорбент с размерами частиц (как для угля, так и для шлака) 1-3 мм помещался в дистиллированную воду, после 60 мин адсорбции и фильтрации на нутч-фильтре определяли водопоглощение:
- 122 г/кг для угля,
- 18 г/кг для шлака.

Таким образом, оптимальным соотношением фракций с размером частиц 0,1-1 мм и 1-3 мм является соотношение от 65:35 до 80:20 мас.%. Увеличение содержания мелкодисперсной фракции выше 80 мас.% нецелесообразно из-за значительного снижения скорости фильтрации. Увеличение содержания крупной фракции более 35 мас.% ухудшает качество очистки.

Источники информации
1. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов. Справочник. М.: Машиностроение, 1984.

2. Эттингер И.А., Шлапакова Э.И. Применение природных углей для очистки маслоэмульсионных промышленных стоков. Ж. "Вестник машиностроения" 8, 1979.4

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации отработанных СОЖ и рациональному использованию отходов производства и может быть использовано для очистки промышленных стоков на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительной промышленности. Предлагается способ очистки сточных вод от компонентов СОЖ путем сорбции с использованием в качестве сорбента измельченного шлака - отхода электросталеплавильного производства, с размером частиц 1-3 мм и 0,1-1 мм в соотношении 20-35 мас.% к 80-65 мас.%. Предлагаемый способ позволит повысить степень очистки и экономичность процесса очистки сточных вод от компонентов СОЖ, используя неутилизируемые отходы электросталеплавильного производства. 1 табл.

Способ очистки сточных вод от компонентов СОЖ путем сорбции, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют измельченный шлак-отход электросталеплавильного производства, с размером частиц 1-3 мм и 0,1-1 мм в соотношении 20-35 мас.% к 80-65 мас.%.