СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЭМУЛЬГИРОВАННЫХ МАСЕЛ Российский патент 2023 года по МПК C02F1/465 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от эмульгированных масел, стабилизированных анионактивными эмульгаторами, и может быть использовано на предприятиях электротехнической промышленности, черной и цветной металлургии, тяжелого машиностроения и приборостроения.

Известен способ разделения сточных вод от эмульгированных масел, заключающийся в обработке сточных вод смесью солей хлорного железа(III) и сульфата железа (II) при их отношении от 0,67 до 3,0 и массовом отношении ионов железа к маслу от 0,006 до 0,02 с предварительным намагничиванием до 25 А/м этой смеси (патент РФ №2232134, C02F 1/52, C02F 1/48, C02F 101/32). Недостатком способа является недостаточно высокая степень очистки.

Известен способ удаления диспергированных и эмульгированных масел из сточных вод (патент РФ №94045299/25, В01FD15/00; C02F 1/58; заявл. 27.12.1994; опубл. 20.10.1996]. Способ включает обработку реагентом с последующей очисткой осветленной водной фазы, обработку исходного раствора осуществляют мало- и/или нерастворимыми соединениями кальция, которые вводят в очищаемый раствор в несколько приемов до разрушения эмульсии и осветления раствора. Недостатком способа является многостадийность процесса.

Наиболее близким по сущности является способ очистки эмульсионных сточных вод солями хлорного железа(III) и сульфата железа(II) при их соотношении 0,67-3,0 и массовом отношении ионов железа к маслу от 0,006 до 0,02 с последующим разделением фаз флотацией (авторское свидетельство №1428716, кл. С 02 F 9/00, 1988). Недостатком способа является недостаточно высокая степень очистки, которая составляет 98,33%. Этот способ выбран за прототип.

Задачей данного изобретения является разработка способа очистки сточных вод от эмульгированных масел, позволяющего повысить степень очистки.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе сточную воду обрабатывают хлорным железом(III) и сульфатом железа(II) при их соотношении 0,67-3,0 и массовом отношении ионов железа к маслу от 0,006 до 0,02, затем вводят при перемешивании дидецилдиметиламмоний хлорид при массовом соотношении масла к введенному веществу 1: [0,007-0,008] с последующим разделением фаз методом электрофлотации при плотности тока 0,1-0,12 А/м² и времени очистки 6-8 минут.

Подвергающиеся очистке сточные воды представляют собой отработанные смазочно-охлаждающие жидкости прокатного производства на основе эмульсола ЭТ-2 и содержат в исходном состоянии 10-30 тыс.мг/л эмульгированных масел. Исследования проводят на лабораторной электрофлотационной установке с емкостью камеры 1,1 л. Перед электрофлотацией вводят реагенты и осуществляют перемешивание в течение 5 мин. В качестве реагентов используют смесь солей железа - сернокислого железа FeSO₄⋅7H₂O и хлорного железа FeCl₃⋅6H₂O и дидецилдиметиламмоний хлорид. Отделение масла и воды после разрушения эмульсии производят электрофлотационным методом с применением нерастворимых анодов. При электролизе образуются очень мелкие газовые пузырьки (5-30 мкм), которые поднимаясь вверх захватывают частицы загрязнений, образуя на поверхности устойчивый пенный слой - флотопену. Во время обработки изменяется химический состав воды и физико-химические свойства извлекаемых соединений. Возможность получения газовых пузырьков диаметром несколько микрон обеспечивает высокоэффективную очистку жидкостей от загрязнений, находящихся в коллоидном и молекулярном состояниях. Дополнительное повышение эффективности извлечения эфирорастворимых веществ достигается за счет их минерализации (разрушения) в результате протекания электрохимических реакций на электродах.

В присутствии смеси солей железа - сернокислого железа FeSO₄⋅7H₂O и хлорного железа FeCl₃⋅6H₂O происходит увеличение размеров взвешенных частиц за счет их слипания и образования агломератов. Это способствует повышению эффективности захвата агломератов газовыми пузырьками и образованию устойчивых комплексов агломераты частиц - пузырьки газов, что приводит к увеличению степени электрофлотационного извлечения.

Механизм положительного влияния дидецилдиметиламмоний хлорида, состоит в том, что катионное поверхностно-активное вещество адсорбируется на дисперсной фазе эмульгированных масел, ξ-потенциал смещается в область положительных значений к изоэлектрической точке, соответственно повышается степень извлечения эмульгированных масел из сточных вод.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. В 1 л очищаемой воды, содержащей 10-30 тыс.мг/л эмульгированных масел вводят смесь хлорного железа(III) и сульфата железа(II) при их соотношении 0,67-3,0 и массовом отношении ионов железа к маслу от 0,006 до 0,02. Затем в раствор добавляют дидецилдиметиламмоний хлорид при массовом соотношении масла к введенному веществу 1: 0,007. Раствор перемешивают в течение 5 мин. Вводят раствор в электрофлотатор. Подают токовую нагрузку на аппарат.Электролиз ведут при плотности тока 0,1 А/м² в течение 8 мин. В результате образующихся электролитических газов кислорода и водорода из объема на поверхность воды всплывают взвешенные частицы, растворенные молекулы органических соединений, капли эмульсий, которые удаляются механически.

Аналогичные опыты проводят при других соотношениях эмульгированных масел к солям железа и дидецилдиметиламмоний хлориду, плотностях тока от 0,08-0,14 А/м² и времени обработки в интервале 4-10 минут.

Остаточная концентрация эфирорастворимых веществ в осветленной воде после электрофлотации составляет 10-35 мг/л, что соответствует степени очистки 99,92%.

Условия проведения экспериментов и полученные результаты сведены в табл. 1.

Сравнительные результаты эффективности очистки представлены в таблице 2.

ТАБЛИЦА 1 Плотность тока, А/м² Степень очистки, % при времени обработки 4 мин 6 мин 8 мин 10 мин 0,08 95,65 96,80 96,60 94,50 0,1 96,24 99,92 99,92 95,26 0,12 96,67 99,92 99,92 95,41 0,14 94,32 97,90 96,65 93,67

ТАБЛИЦА 2 Способ очистки Концентрация эфирорастворимых веществ в осветленной воде, мг/л Степень очистки, % До очистки После очистки После очистки Прототип 10000-30000 106-149 98,33 Предлагаемый способ 10000-30000 10-35 99,92

Как видно из таблиц 1,2 в предлагаемом способе остаточная концентрация эфирорастворимых веществ в осветленной воде меньше на 96-114 мг/л и соответственно степень очистки выше на 1,59%, по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от эмульгированных масел, стабилизированных анионактивными эмульгаторами, и может быть использовано на предприятиях электротехнической промышленности, чёрной и цветной металлургии, тяжёлого машиностроения и приборостроения. Способ очистки сточных вод от эмульгированных масел заключается в том, что в сточную воду, содержащую эмульгированные масла, вводят хлорное железо(III) и сульфат железа(II) при их соотношении 0,67-3,0 и массовом отношении ионов железа к маслу 0,006-0,02. Затем вводят при перемешивании дидецилдиметиламмоний хлорид при массовом соотношении масла к введенному веществу 1:[0,007-0,008] с последующим разделением фаз методом электрофлотации при плотности тока 0,1-0,12 А/м² и времени очистки 6-8 мин. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод. 2 табл., 1 пр.

Способ очистки сточных вод от эмульгированных масел, включающий обработку сточных вод хлорным железом(III) и сульфатом железа(II) при их соотношении 0,67-3,0 и массовом отношении ионов железа к маслу 0,006-0,02 с последующим разделением фаз, отличающийся тем, что после обработки хлорным железом(III) и сульфатом железа(II) вводят дидецилдиметиламмоний хлорид при массовом соотношении масла к введенному веществу 1:[0,007-0,008], причем разделение фаз проводят методом электрофлотации при плотности тока 0,1-0,12 А/м² и времени очистки 6-8 мин.