Способ получения сорбента для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества Советский патент 1991 года по МПК C02F1/28 

Изобретение относится к способам получения сорбентов для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества, и может быть использовано в природоохранной технологии различных отраслей техники, например в химической промышленности, производстве строительных материалов, на морском и речном флоте.

Цель изобретения - увеличение емкости сорбента и повышение его прочности, & также обеспечение повторного использования.

Для осуществления способа перед сушкой и карбонизацией коагулянт очистки нефтесодержащих сточных вод вносят в поры вспученного вермикулита путем пропитки в количестве 20-250% от массы вермикулита, после сушки и карбонизации полученный сорбент может использоваться для повторного поглощения коагулянта очистки нефтесодерОЭ

to j ел 1C ел

жащих вод или других жидких отходов, содержащих органические вещества.

Общее количество циклов пропитка- карбонизация ограничено объемным за- полнением пор продуктами пиролиза, но не превышает три цикла ввиду потери механической прочности вермикулитом при прокаливании. При обезвреживании жидких отходов с содержанием ю воды более 25% Чобычно 25-75%) для облегчения процесса термического обезвреживания во вспученный вермикулит дополнительно могут быть введены отходы деревообработки (опилки, стружка) J5 в количестве до 200% от массы вспученного вермикулита.

Верхний предел насыщения вспученного вермикулита жидкими отходами

Термообработка насыщенного жидкими отходами вермикулита не является, в отличие от известного способа, обязательной операцией и служит лишь для повторного использования вспученного вермикулита и снижения токсичности отходов при хранении.

Пример 1. Вспученный вермикулит пропитывают шламами химкоагуля- ционной очистки льяльно-балластных (судовых нефтесодержащих) вод.

Состав шламов, мас.%: гидроксид железа 33; илистые, глинистые и другие нерастворимые в 10%-ной НС1 вещества 9; нефтепродукты 31; вода 27. Количество отделяемой от системы воды определяют выдерживанием смеси верми- кулит-шпамы в течение 4 ч. Теплоту

Изобретение относился к способам получения сорбентов для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества, и может быть использовано в природоохранной технологии различных отраслей техники. Целью изобретения является увеличений емкости сорбента и повышение его прочности, а также обеспечение повторного использования сорбента. Для осуществления способа получения сорбента для обезвреживания жидких отходов коагулянтом очистки нефтесодержащих вод коагулянт вносят в поры вспученного вермикулита с последующей сушкой и карбонизацией. Коагулянт вводят в количестве 20-250% от массы вермикулита . Это позволяет вести подготовку сорбента на основе коагулянта и по- , следующее загущение и обезвреживание отходов с использованием относительно крупных (размером 1-7 мм), а не тонкодисперсных порошков коагулянта (1- 20 мкм), что существенно упрощает аппаратурное оформление способа, а также способствует более эффективному обезвреживанию отходов. 2 з.п. ф-лы, 8 табл. о Ј (Л

обусловливается количеством жидкости, 20 смачивания вермикулита определяют пукоторую вмещает материал без отстоя жидкой фазы, т.е. при таком насыщении сорбент может транспортироваться и храниться как сыпучий материал. Нижний предел насыщения вспученного вер- 25 ки вспученного вермикулита в зависимикулита коагулянтом очистки нефтесодержащих вод обусловливается минимальным количеством нефтепродуктов, необходимых для модификации поверхности вспученного вермикулита с целью полу- 30 делению от материала жидкой фазы. При чения сорбента для дальнейшего погло- содержании шламов до 200 - 250 мас.%

мости от содержания шламов приведены в табл. 1. Из данных табл. 1 видно, что внесение во вспученный вермикулит более 250 мас.% шламов приводит к отщения органической составляющей отхода. Оптимальное соотношение компонентов при повторных циклах поглощение - карбонизация определяется для каждо- го типа отходов с учетом содержания в них органических примесей и твердых веществ. Верхний предел количества вводимых в систему отходов деревообработки обусловливается минимальным количеством непоглощенных опилками нефтепродуктов, необходимым для модификации поверхности вспученного вермикулита органическими веществами.

Способ уничтожения жидких отходов заключается в последовательности операций поглощения сорбентом отходов коагуляции нефтесодержащих вод, других жидких отходов органического происхождения с последующей термообработкой или (и) захоронением отходов.

Использование отходов коагуляции нефтесодержащих вод в качестве модификатора поверхности вспученного вермикулита резко снижает расход коагулянта, исключает технически весьма сложную операцию обезвоживания и термообработки ксерогеля коагулянта.

тем высушивания при 102 С в течение 2 ч и определения теплового эффекта при заливании в эвакуированную пробирку керосина. Некоторые характеристиделению от материала жидкой фазы. При содержании шламов до 200 - 250 мас.%

мости от содержания шламов приведены в табл. 1. Из данных табл. 1 видно, что внесение во вспученный вермикулит более 250 мас.% шламов приводит к от«0

5

0

5

материал не теряет сыпучести. При внесении шламов менее 20% не достигается модификация поверхности вспученного вермикулита нефтяными компонентами.

П р и м е р 2. Вспученный вермикулит пропитывают шламами коагуляции нефтесодержащих вод состава, указанного в примере 1, и высушивают, подвергают карбонизации при 380 С (в течение 75 мин). Прочность сорбента определяют как отношение массы остат-8 ка на сите + 3,0 мм к массе вермикулита, пропитанного шламами и высушенного при 102°С в течение 2 ч. Слипшиеся конгломераты частиц вермикулита разбивают энергичным встряхиванием п сита. Результаты приведены в табл.2. Из данных табл. 2 видно, что вермикулит не выдерживает более 3 циклов пропитка - обжиг.

П р и м е р 3. Вспученный вермикулит смешивают с опилками и пропитывают шламами согласно примеру 1. Смесь подсушивают в течение 2 ч при 102°С. Результаты приведены в табл.3. Из данных табл. 3 видно, что при содержании опилок в смеси более 210% от массы вермикулита степень модификации его поверхности органической составляющей шпамов значительно падает .

П р и м е р 4. Вспученный вермикулит, пропитанный пшамами коагуляции нефтесодержащих СВ в количестве 100% от массы вермикулита высушивают и подвергают карбонизации. К полученному сорбенту добавляют жироводную эмуль- JQ сию с температурой 40°С из жироловушки цеха переработки рыбы (протухшие, пережженные и другие неутилизируемые жиры). Пропитанный жиром сорбент подвергают термическому обезвреживанию $ при 820°С. Жиры выгорают полностью. В аналогичных условиях у вспученного вермикулита без предварительной пропитки нефтесодеркащими шламами объемВ качестве коагулянта могут быть использованы как гидролизуемые соли железа, так и гидролизуемые соли алюминия.

П р и м е р 5. Вспученный вермику лит пропитывают шпамами очистки льял но-балластных вод состава, мас.%: гидроксид железа 6; гидроксид алюминия 27; илистые, глинистые и другие нерастворимые в 10%-ной НС1 вещества 8; нефтепродукты 29; вода 29. Некото рые характеристики полученного сорбе та в зависимости от содержания пшамо приведены в табл. 4.

Механическая прочность вспученног вермикулита, пропитанного коагулянто на основе солей алюминия, после терми ческого обезвреживания (температура

ного заполнения пор жирами не происхо-20карбонизации 386 С, время - 75 мин,

дило - жировые компоненты лишь обво-содержание шпамов - 100% от массы

лакивают частицы вермикулита.вермикулита), следующая

Количество циклов термического обезвреживания1234

Прочность, %63646214

Данные примера 1 и примера 5 свидетельствуют о близости характеристик сорбентов, полученных на основе коагулянтов из гидролизированных солей железа и алюминия.

Предпочтительной областью использования способа, исходя из максимальной емкости сорбента по поглощаемому обезвреживаемому веществу, являются вязкие жидкости и текучие пастообразные вещества. Поэтому в табл. 5 приведена емкость по модельной жидкости вспученного вермикулита, пропитанного 100% от массы носителя пшамами и карбонизированного при 380°С в течение 75 мин. Состав шпамов соответствует указанному в примере 1. Модельная жидкость состоит из смеси керосина и мазута марки Ф-5. Емкость сорбентов по нефтепродуктам определяют пропиткой сорбентов указанными веществами при 24°С с последующей выдержкой слоя сорбента в 1 см на фильтре Шот- та без вакуумирования воронки.

Из данных табл. 5 следует, что с возрастанием вязкости резко возрастает емкость сорбента.

В табл. 6 приведены данные по прочности сорбентов на основе вермикулита, пропитанного шламами с влажностью около 30%, при различном нефтесодерВ качестве коагулянта могут быть использованы как гидролизуемые соли железа, так и гидролизуемые соли алюминия.

П р и м е р 5. Вспученный вермикулит пропитывают шпамами очистки льяль- но-балластных вод состава, мас.%: гидроксид железа 6; гидроксид алюминия 27; илистые, глинистые и другие нерастворимые в 10%-ной НС1 вещества 8; нефтепродукты 29; вода 29. Некоторые характеристики полученного сорбента в зависимости от содержания пшамов приведены в табл. 4.

Механическая прочность вспученного вермикулита, пропитанного коагулянтом на основе солей алюминия, после термического обезвреживания (температура

0

5

0

5

0

5

жании. Количество шламов (по сухому веществу, без учета содержания нефтепродуктов) 100% от массы вермикулита. Прочность сорбента определяют по методике, описанной в примере 2, после одного цикла карбонизации при 380°С в течение 75 мин.

Из данных табл. 6 следует, что минимальным нефтесодержанием пшамов, обеспечивающим приемлемую для реализации способа прочность сорбента является 3%.

Сравнительные с известным способом характеристики сорбентов на основе коагулянта нефтесодержащих сточных вод представлены в табл. 7 и 8 и показывают улучшенные показатели по емкости сорбента, теплоте смачивания и прочности при термическом обезвреживании.

Формула изобретения

1 о Способ получения сорбента для обезвреживания жидких отходов, содержащих органические вещества, включающий сушку и карбонизацию коагулянта от очистки нефтесодержащих сточных вод, отличающийся тем, что, с целью увеличения емкости сорбента и повышения его прочности, а

также для обеспечения повторного использования, предварительно коагулянтом пропитывают вспученный вермикулит в количестве 20-250% от массы вермикулита.

2„ Способ по п. 1, отличающийся тем, что к вспученному

Таблица 1

Количество внесенного коагулянта, мас.%0 15 20 100 250 260

Т

Количество отделяющейся из системы свободной жидкости, мас.%-- - 12

Теплота смачивания

вермикулита керосином,

Мкал/г178184197205206206

Таблица2

Содержание шпамов,

мас.%50100200

Количество циклов термического обезвреживания01 234 1234 1234 Прочность, % 100 79 71 70 14 62 63 60 9 68 61 58 7

-Таблица 3

Количество опилок|

в смеси, мас.% 0 | 100 200210

Теплота смачивлния, Мкал/г205205 205181

Та бли ца4

Количество внесь Нного коагулянта,

мас.% ) Ъ20100250260

Количество отделившейся из системы свободной жидкости, мас.%-- Теплота смачивания сорбента керосином, Мкал/г178147207214217217

вермикулиту добавляют отходы деревообработки в количестве до 200% от массы вермикулита.

3с Способ по п. 1, о т л и ч a rani и и с я тем, что нефтесодержание коагулянта нефтесодержащих сточных вод составляет не менее 3%.

Содержание керосина

% объемн.Э25

Емкость сорбента,

час.7,240 220

Емкость по керосину, мас.%24 Теплота смачивания керосином, Мкал/г 1430 Емкость по мазуту после 1 цикла термического обезвреживания,

мае. %16

Прочность после 1 цикла термического обезвреживания, %12 Прирост массы сорбента после 1 цикла термического обезвреживания, %18

Таблицаб

Таблица

170 155 82 65

178 184 197 205 206 206

85 95 180 240 210 210

100 100 100 62 66 66

2 2

3 5

Количество внесет1 то

коагулянта, % от

массы вермикулита 0 15 20 100 250 260

Емкость по жиробелковой массе,

мас.%16 16 82 1407419

ТаблицаВ

Чистый карбонизированный коагулянт

23