Сорбент для очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений Советский патент 1993 года по МПК B01J20/00 C02F1/28 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к сорбентам для удаления нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды, и может быть использовано при очистке водоемов и сточных вод.

Целью предлагаемого изобретения является повышение скорости поглощения загрязнений.

Поставленная цель достигается тем, что для очистки поверхности воды от масляных и нефтяных загрязнений используют cop-v бент, содержащий коксованную рисовую шелуху и тонкодисперсный порошок карбида кремния ft -модификации при следующем соотношении компонентов, мас.%: . Тонкодисперсный порошок карбида кремния fi -модификации-0,1-20 Коксованная рисовая шелуха - Остальное Рисовая шелуха является отходом рисо- переработки и в своем составе содержит

кремнезем и различные полимерные органические вещества в количестве до 70% массовых.

В процессе коксования рисовой шелухи (термообработка без доступа воздуха) органические вещества удаляются, и остается кремнеуглеродсодержащий продукт состава SiOa - 38-42%; С - 50-52%, известный под названием коксованная рисовая шелуха, являющийся основой предлагаемого

сорбента.v

Последний является однородным микропористым гидрофобным продуктом, имеющим волокнистую структуру, очень развитую поверхность за счет аморфных форм кремнезема и углерода (уд. поверхность коксованной рисовой шелухи 400 м2/г), малый

насыпной вес (0,1 г/см3) - все этом обуславливает его высокую сорбционную способность по отношению к углеводородам и ведет к повышению скорости поглощения загрязнений.

Тонкодисперсный порошок, карбида кремния /3-модификации с удельной повер f

fc

00

о

д

о

00

хностью порядка 20 м /г, получаемый в процессе высокотемпературной обработки коксованной рисовой шелухи, несет электростатический заряд. Присутствие его в сорбенте обеспечивает электризацию поверхности сорбента, в результате чего сродство его к нефтепродуктам и маслам существенно возрастает, повышается сорбционная активность, сокращается время контакта сорбента с загрязнениями, необходимое для полной очистки воды до ПДК, а это повышает скорость поглощения загрязнений.

Одновременно за счет электростатических сил повышается структурная прочность сорбированной массы, что облегчает удаление ее с поверхности воды механическими средствами.

Количество карбида кремния в предлагаемом сорбенте установлено экспериментально и составляет 0,2-20% -; от массы сорбента.

При уменьшении количества карбида кремния менее 0,1% не обеспечивается электризация всей поверхности сорбента, а, следовательно, уменьшается сорбционная способность, что приводит к снижению скорости поглощения загрязнений. Кроме того, нарушается структурная прочность сорбированной массы, что затруднит удаление ее.

Увеличение карбида кремния свыше 20% снизит соответственно содержание в сорбенте коксованной рисовой шелухи, а это ухудшит гидрофобные свойства и сорб- ционную способность сорбента и приведет к уменьшению скорости поглощения загрязнений. .

Предлагаемый сорбент для очистки воды является экологически чистым, т.к. он не содержит токсичных веществ, является химически устойчивым, сохраняет свои сорб- ционные свойства при температурной обработке, что обеспечивает возможность регенерации его и многократное использование.

Примеры осуществления способа в лабораторных условиях. П р и м е р 1.

Сорбент имеет следующий состав, мас.%:

Тонкодисперсный карбид кремния / -модификации- 0,1 . Коксовая рисовая шелуха - 99,9 состава . С-55%, примесей 5%

Сорбент готовили следующим образом: 1,5 кг рисовой шелухи подвергали коксованию при температуре 600°С в течение. 1 часа

в инертной атмосфере. В результате удаления органических веществ получили остаток 500 г коксованнойрисовой шелухи, 100 г которой использовали для синтеза при t 1600°С тонкодисперсного карбида кремния /3 -модификации, который получили в количестве 30 г,

Для определения оптимального расхода используемого сорбента четыре навески сорбента 50, 75, 100, 150 г готовили смешением коксованной рисовой шелухи с тонкодисперсным порошком SIC р -модификации. Техника проведения очистки следующая:

Сосуд заполняли водой и всю ее поверхность покрывали нефтью в количестве 500 г.

Для улучшения контакта содержимое сосуда перемешивали, варьируя продолжи- тельность 30, 60, 12, 180 с, затем сорбент с поглощенной нефтью удаляли механическим способом и взвешивали.

Экспериментально определена-оптимальная .навеска сорбента, равная 100 г и установлено время ее контакта с нефтью 1 мин, достаточное для поглощения нефти до ПДК.

Количество сорбированной нефти определяли по разности веса сорбента до и по- .еле очистки.

Определен расход сорбента (сорбционная способность, 1 вес. ч. на 4,96 вес.ч. сырой нефти.

Скорость поглощения нефти при этом

4 Q6

составила V ,083 г/с.

После сбора нефти сорбент регенерировали путем отжима вакуумным насосом при комнатной температуре. Затем сорбент ис- пользовали повторно. При таком способе регенерации количество циклов можно повысить до 5.

П р и м е р 2.

Сорбент имеет следующий состав, мас.%:

Тонкодисперсный карбид кремния /5-модификации-20Коксованная рисовая

шелуха-80 состава S102 - 42%, С - 53%, прим. 5%

Методика приготовления сорбента и техника проведения очистки анологичны примеру 1.

Сорбент наносили на поверхность, загрязненную мазутом в количестве 500 г и перемешивали.

Определен расход сорбента и время, достаточное для поглощения мазута до ПДК, равные соответственно 95 г сорбента (коксованная рисовая шелуха 76 г (80%) и тонкодисперсный SI02 ft -модификации 19 г (20%) и 30 с.

Таким образом расход сорбента составлял 1 вес. ч. на 5,2 вес.ч. мазута, Скорость поглощения V

1пГ0 173 ю

г/с.

. П р и м е р 3.

Сорбент имеет следующий состав, мас.%:,

Тонкодисперсный карбид кремния / -модификации - 5 Коксованная рисовая шелуха - 95 состава ЗЮ2-38%, С-52%, 2 прим.-10%

Методика приготовления сорбента и техника очистки аналогичная примеру 1.

Сорбент наносили на поверхность воды загрязненной вакуумным маслом 500 г и перемешивали.

Установлены расход сорбента и время достаточное для поглощения вакуумного масла до ПДК, равные соответственно 90 г: коксованной рисовой шелухи 85,5 г (95%) и тонкодисперсного SiC /5-модификации 4,5 г (5%) и 1 мин.

В результате расход сорбента составляет: 1 вес.ч. на 5,5 вес.ч. вакуумного масла.

С С

Скорость поглощения V . 0,90

г/с.

60с

П р и м е р 4.

Сорбент имеет следующий состав, мас.%:40

Тонкодисперсный

карбид кремния /3-модификации- 0,05

Коксованная рисовая

шелуха- 99,95 45

состава SiOz-40%, С-55%, 2 прим, - 5%

Методика приготовления сорбента и техника проведения очистки аналогичная , примеру 1..50

Сорбент в количестве 100 г, состоящий из тонкодисперсного SiC 0.05 г (0,05%) и коксованной рисовой шелухи 99,95 г (99,95%), наносили на поверхность воды за- 55 грязненной нефтью 500 г, и перемешивали. Для очистки нефти данным сорбентом до ПДК продолжительность контакта оказалась равной 15 мин.

С поверхности воды сорбент с нефтью удаляли механическим способом и взвешивали.

Вес сорбента с поглощенной нефтью 530 г, Расход сорбента одна (1) вес.ч. на 4,3 вес.ч. нефти, скорость поглощения

V | 0,0045 г/с.

П р и м е р 5.

Сорбент имеет следующий состав, мас.%:

Тонкодисперсный

карбид кремния / -модификации- 25

Коксованная рисовая

шелуха- 75

состава: SI02 - 40%, С - 55%, 2 прим. 5%

Методика приготовления сорбента и техника проведения очистки аналогичны примеру 1.

100 гсорбента, состоящего на 25 г(25%) из тонкодисперсного карбида кремния модификации и на 75 г(75%)из коксованной рисовой шелухи, наносили на поверхность воды, с налитой нефтью в количестве 500 г и перемешивали. Время, необходимое для поглощения нефти до ПДК, равно 15 мин, Расход сорбента: 1 вес.ч. на 3 вес.ч. нефти.

Скорость поглощения V Qnnr 0,0022 г/с.

уии с

Из примеров видно, что при выходе за предельные интервалы значения состава сорбента, скорость поглощения загрязнений уменьшается. Кроме того, увеличение количества карбида кремния сверх предлагаемого приводит к удорожанию сорбента.

Предлагаемый сорбент для очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений прост в изготовлении и технологически оправдан для применения, экономичен и обладает значительными преимуществами - большая скорость поглощения загрязнений,

- высокая степень очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений,

- простота сбора сорбента с поверхности воды,

- возможность многократной регенерации сорбента посредством термообработки в инертной атмосфере или вакууме без отжэ- тия из него загрязняющих компонентов позволяет снизить его стоимость,

- высокие технические характеристики сорбента: микропористость, сорбционная способность, не претерпевающие изменений при утилизации нефти и масел,

- предлагаемый сорбент является гидрофобным и экологически чистым.

Формулаизоб ре тения Сорбент для очистки воды от нефтяных и масляных загрязнений, содержащий продукт термообработки рисовой шелухи, от л и- чающййся тем, что, с целью повышения скорости поглощения загрязнений, в качестве продукта термообработки используют коксованную рисовую шелуху ион дополнительно содержит тонкодисперсный порошок карбида кремния / -модификации при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тонкодисперсный

порошок карбида крем- . .

ния ft -модификации 0,1-20;

коксованная рисовая

шелуха

- остальное.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к сорбентам для удаления нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды и может быть использовано при очистке водоемов и сточных вод. Сорбент содержит коксованную рисовую шелуху и тонкодисперсный порошок карбида кремния ft -модификации, полученные при термообработке рисовой шелухи в количестве 0,1-20 мае.%. 1 табл.

Состав навесок представлен в таблице: