Патент на изобретение №2354439

(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ СИЛЬНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки промстоков, загрязненных нефтепродуктами, фенолами, солями железа и взвешенными частицами. Способ включает фильтрование через чередующиеся слои тонковолокнистого базальтового и/или полипропиленового волокна и дисперсного адсорбента, в качестве которого используют смесь сферозолы, полученной из отходов теплоэлектростанций, и оксид-гидроксида железа в виде минерального осадка, выделенного на станциях обезжелезивания подземных вод, предпочтительно термообработанного при температуре 150-350°С в течение 3-5 часов. Изобретение повышает степень очистки и расширяет ассортимент фильтрующих материалов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано на очистных сооружениях в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, бензозаправочных станциях и станциях мойки автомашин для очистки промстоков, загрязненных нефтепродуктами, фенолами, солями железа и взвешенными частицами.

Известны различные способы очистки промстоков от органических и неорганических загрязнителей с использованием природных и синтетических адсорбентов. Наиболее эффективные адсорбенты, например активированные угли, в условиях сильных загрязнителей воды нефтепродуктами быстро забиваются и теряют работоспособность, поэтому используются для очистки воды на заключительных стадиях или в сочетании с другими адсорбентами. Например, известен способ очистки нефтесодержащих сточных вод на совместном использовании активированных углей с термообработанным шунгитом (авт. свид-во 1662625, кл. B01D 39/00, опубл. 27.07.91, БИ 26). Известен также способ очистки сточных вод от нефтепродуктов с использованием фильтрующего материала из четырех слоев базальтового волокна (Промышленное строительство и инженерные сооружения, 1991, 4, с.34), однако предложенное решение неэффективно при удалении эмульгированных нефтепродуктов при их высокой концентрации в загрязненной воде. Известно использования сферозолы, отходов электростанций, работающих с использованием в качестве топлива каменного угля для получения сорбента для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (патент 2090258, опубл. 1997). Сложность изготовления данного адсорбента заключается в пропитке сферозолы нефтью и последующим ее выжиганием.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов (авт. свид-во 2106898, кл. B01D 39/00, B01J 20/00, C02F 1/28, опубл. 20.03.98, БИ 8), в котором используется тонковолокнистое базальтовое волокно и оксид алюминия, полученный из ультрадисперсного электровзрывного порошка алюминия. Ультрадисперстный оксид алюминия очень дорог (8000 рублей за 1 кг).

Задачей изобретения является повышение степени очистки сточных вод от нефтепродуктов, фенола, железа и других загрязнителей с использованием более дешевых и доступных адсорбентов и расширением области использования разработанных фильтрующих материалов.

Технический результат достигается тем, что для очистки загрязненной нефтепродуктами, фенолом и другими загрязнителями воды она фильтруется последовательным пропусканием ее через слои материалов: базальтового и/или полипропиленового нетканого волокна, чередующегося со слоями дисперсного адсорбента, состоящего из сферозолы и оксид-гидроксида железа (ОГЖ). ОГЖ получают прокаливанием минерального осадка, собранного на станциях обезжелезивания подземных вод, при температуре 150-350°С в течение 3-5 часов. Дисперсный адсорбент (СЗ):ОГЖ получают смешиванием СЗ и ОГЖ при соотношении 1-2:1 соответственно. Сферозола или микросферы алюмосиликатные АСПМ-500, ТУ 5717-001-11843486-2004 – товарный продукт, выделяемый на Новосибирской теплоэлектростанции из золы-уноса, образующейся при сгорании углей при температуре 1000°С, – пустотелые сферические шарики размером от 50 до 500 мкм. Сферозолу (микросферы) выделяют из общей массы золы по специальной технологии и реализуют как товарный продукт.

Фильтрующий элемент содержит в своем составе соотношение компонентов, мас.%: дисперсный адсорбент СЗ:ОГЖ – 50-70, полипропиленовое нетканое полотно (ППВ) 30-50%, базальтовое волокно (БВ) – 10-20%.

Отличительными признаками заявляемого технического решения является использование в процессе фильтрации сочетания не менее трех чередующихся слоев порошкового и волокнистого адсорбентов, причем наружные слои составлены из базальтового и/или полипропиленового тонковолокнистого нетканого полотна, а внутренние слои – из дисперсного порошка, содержащего в своем составе СЗ и ОГЖ. Другим отличительным признаком является использование для получения ОГЖ в качестве исходного материала отходов станций обезжелезивания подземных вод.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Модельную воду, содержащую 50 мг/л нефтепродуктов и 15 мг/л фенола, фильтруют через трехслойный фильтр, содержащий в своем составе 40 г ППВ, 10 БВ, 50 г СЗ. Вода на очистку подается сверху колонны и проходит через фильтрующий элемент самотеком.

Содержание нефтепродуктов в фильтрате после однократного пропускания составляет 0,6 мг/л (степень очистки 98%), фенола 5-6 мг/л (степень очистки 70%).

Пример 2.

Все как в примере 1, только вместо СЗ использовали 50 г смеси СЗ:ОГЖ при соотношении 1:1. В фильтрате содержание нефтепродуктов 0,55 мг/л, фенола 0,6 мг/л (степень очистки 96%).

Пример 3.

Сточную воду с нефтебазы, содержащую 6 мг/л нефтепродуктов и железа 70 мг/л, фильтруют через фильтр, содержащий в своем составе ППВ, СЗ, БВ при соотношении 1,5:2:1 г соответственно. Соотношение массы пропущенной загрязненной воды к массе адсорбента составляет 200:1. Содержание нефтепродуктов и железа в фильтрате обнаружено в количестве 0,47 мг/л и 0,3 мг/л соответственно.

Пример 4. Очистка промстоков Мыльджинского ГКМ.

Промстоки, содержащие примеси нефтепродуктов (НП) – 25-27 мг/л, железо окисное – 7-8 мг/л, фенол – 15-16 мг/л, взвешенных частиц – 130-140 мг/л, фильтруют через фильтр, содержащий в своем составе полипропиленовое и базальтовое волокно и сферозолу. Содержание примесей в фильтрате – НП (0,6 мг/л), железо не обнаружено, фенол (4-5 мг/л), взвешенных частиц не обнаружено.

Пример 5. Очистка второй партии промстоков Мыльджинского ГКМ.

Промстоки, содержащие примеси нефтепродуктов (НП) – 17-20 мг/л, железо окисное – 10-11 мг/л, фенол – 7-8 мг/л, взвешенных частиц – 120-130 мг/л, фильтруют через фильтр, содержащий в своем составе полипропиленовое и базальтовое волокно и сферозолу с оксид-гидроксидом железа (СЗ:ОГЖ=1,5:1). Содержание примесей в фильтрате – НП – 0,3 мг/л (степень очистки – 98-99%), железо не обнаружено, фенол – 0,7 мг/л (степень очистки – 91%), взвешенных частиц не обнаружено. При повторном фильтровании фильтрата через фильтр нефтепродукты удаляются полностью, содержание фенола снижается до 0,2-0,3 мг/л (степень фильтрации – 90-95%). Результаты приведены в таблице.

Состав фильтрующего материала (элемента) и результаты очистки загрязненной воды
п/п	Состав фильтрующей колонки, г	Содержание примесей в исходной воде, мг/л	Содержание примесей в очищенной воде, мг/л (степень очистки воды, %)
ППВ	БВ	СЗ	ОГЖ	НП	фенол	Fe	НП	фенол	Fe
1	40	10	50	–	50	15	–	0,6	5-6	–
								(98,8)
2	40	10	25	25	50	15	–	0,55	0,6	–
								(98,9)	(96%)
3	1,5	1	2,5	–	6	–	70	0,47	–	0,3
								(92)
4	40	10	50	–	25-	15-16	7-8	0,6 (98)	4-5 (40)	не
					27					обнаруж.
5	40	10	30	20	70	7-8	10-11	0,3	0,7	не
								(99%)	(91%)	обнаруж.
6	40	–	25	25	50	15	–	0,8 (98)	0,6	–
									(96%)
7	–	40	25	25	50	15	–	0,7	0,7	–
								(98,4)	(95%)
8	40	10	50	501)	50	–	–	0,5	–	–
								(90%)
9	40	10	50	502)	50	–	–	0,44	–	–
								(92%)
10	40	10	50	503)	50	–	–	(86%)	–	–

1) ОГЖ – прокаливание -180°С (4 часа)

2) ОГЖ – прокаливание – 300°С (4 часа)

3) ОГЖ – высушен при комнатной температуре 25°С

Формула изобретения

1. Способ очистки сильно загрязненных сточных вод от нефтепродуктов, фенолов и других загрязнителей фильтрованием через чередующиеся слои тонковолокнистого базальтового и/или полипропиленового волокна и дисперсного адсорбента, отличающийся тем, что в качестве дисперсного адсорбента используют смесь сферозолы (СЗ) – отхода теплоэлектростанций и оксид-гидроксида железа (ОГЖ) – минерального осадка, выделенного на станциях обезжелезивания подземных вод.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь СЗ и ОГЖ берут в соотношении (1-2):1 мас.ч. соответственно.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ОГЖ предварительно подвергают прокаливанию при температуре 150-350°С в течение 3-5 ч.