мая 09 2003

«Вода и здоровье – 2003»

Опубликовано в 20:38 в категории Чистота воды и здоровье

«Вода и здоровье – 2003»

(направить до 10.09.2003г.)

Фамилия: Шевкопляс

Имя: Владимир

Отчество: Николаевич

Должность: н.с.

Ученая степень, звание: к.х.н.

Название организации: Институт физико-органической химии и углехимии

им. Л.М.Литвиненко НАН Украины

Почтовый адрес:  83114, ул. Р. Люксембург, 70, Донецк, Украина

Факс: (0622) 558-524 Телефон:  (0622) 552-005

E-mail:  shevkoplyas@infou.donetsk.ua

Название доклада: Использование макропористого бурого угля для очистки сточных вод от нефтезагрязнений

Бронирование мест на ______________нет________________________ человек

с______________________________ по__________________________________ .

             Устный доклад          Да     Стендовый доклад                 Участие без доклад

Настоящим  подтверждаем участие в конференции и согласие с условиями Организатора

ЮРИДИЧЕСКИЕ адреса СТОРОН,

БАНКОВСКИЕ РЕКВИЗИТЫ И ПОДПИСИ СТОРОН

"Участник"

"Организатор"

р/с

Название и адрес банка

МФО

код ОКПО

Директор

М.П.

Центр научно-технической,  экономической и правовой информации ОНЮА

65011, г. Одесса, ул. Ришельевская, 28

р/с 260053548  Второй

ОФ АКБ "Укргазбанка"

г. Одессы

МФО 328588,

код ОКПО 22449309

Директор

ОДЦНТЭИ                 В.Н. Небрат

М.П.


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАКРОПОРИСТОГО БУРОГО УГЛЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЙ

В.Н. Шевкопляс

Институт физико-органической химии и углехимии

им. Л.М.Литвиненко НАН Украины, г. Донецк

         Проблема очистки природных и сточных вод от нефти и нефтепродуктов является очень актуальной для Украины. Поэтому, при проведении процесса очистки, вода должна пройти три основные стадии: механическую очистку, физико-химическую и биологическая обработку. На сегодня фильтрация является одним из обязательных видов механической очистки, при проведении которой из воды извлекается до 50 % различных включений. При этом особое внимание должно уделяться материалу загрузки, его фракционному составу, технологическим и физико-химическим показателям (сорбционная емкость по взвешенным и растворенным ингредиентам), которые, в конечном счете, определяют время очистки воды и, следовательно, полный цикл очистки единицы объема нефтезагрязненной воды. При проведении очистки воды от нефтезагрязнений широко используются различные макропористые материалы загрузки, такие как кварц-песок, цеолит, керамзит, торф, антрацит или углеродные сорбенты [1].

В данной работе для очистки воды от нефтезагрязнений использовались макропористые бурые угли Днепровского бассейна запасы которых составляют 3,7 млрд. тонн, а себестоимость 1 тонны  -  8-9 у.е. (или 40-45 грн.), что позволяет значительно удешевить процесс очистки воды от нефтезагрязнений. Для повышения эффективности очистки воды использовались бурые угли следующего фракционного состава (0,5, 1-3 и более 3 мм). Такой подход позволял существенно увеличить их поверхность и, следовательно, обеспечить хороший контакт бурого угля с нефтяными включениями. Другим положительным свойством бурых углей является то, что они проявляют высокие адгезионные свойства по отношению к высокомолекулярным вязкотекучим жидкостям, что также обеспечивает высокую очистку воды от нефтезагрязнений.

         Первоначально для очистки воды в качестве примера использовали воду, содержащую смывные нефтяные отходы (СНО), которые остаются после мойки нефтеналивных танков. Состав СНО представляет собой отработанную технологическую воду, содержащую нефтяные включения на поверхности воды в количестве 8,0 г/л, а также взвешенные мелкодисперсные частицы моющих веществ в виде поверхностно-активных веществ (ПАВ). Очистка воды от нефти и нефтепродуктов осуществлялась следующим образом. Воду, содержащую нефтяные отходы и мутностью 1750,0 мг/л, пропускали через колонку, заполненную материалом загрузки - бурым углем (фракция 0,5 мм) с насыпной плотностью 0,6 г/мм3. Для проведения экспериментов брали соотношение бурый уголь – СНО в диапазоне 1:10 - 1:40 (в.ч.). Мутность исходной нефтезагрязненной воды и воды после очистки определялась стандартным методом [2]. Данные по очистке воды от ПАВ приведены на рис. 1.

Соотношение бурый уголь/нефтеотходы

Очистка воды от ПАВ, %

Рис. 1 Степень очистки воды, содержащей нефтеотходы (8,0 г/л)

                     и ПАВ бурым углем (фракция 0,5 мм)

         Было определено, что предложенный подход позволяет полностью очистить исследуемую воду от нефтезагрязнений, при этом степень очистки воды от частичек ПАВ составила 97,5 % (рис.1).

         Также были проведены исследования по очистке воды от нефтезагрязнений, с использованием бурого угля с фракцией 1-3 и более 3 мм. Для этих целей брали воду, содержащую 2,0 и 8,0 г/л нефтяных включений. Методика проведения эксперимента заключалась в следующем. Через колонку, загруженную бурым углем (фракция 1-3 и более 3 мм) пропускалась нефтезагрязненная вода порциями по 50 мл. Прошедшая через колонку вода собиралась и анализировалась. Затем брали очередную порцию нефтезагрязненной воды и также пропускали через колонку с бурым углем до тех пор, пока не происходило полное насыщение бурого угля нефтеотходами. По общему количество пропусканий судили о сорбционной емкости используемой фракции бурого угля. Степень очистки воды от нефтезагрязнений (или сорбционная емкость бурого угля) была подсчитана из уравнения:

, где

m1 – исходное количество нефтепродуктов в воде, г/л;

m2 – остаточное количество нефтепродуктов в воде, прошедшей через колонку с бурым углем.

         Результаты экспериментов по очистке воды от нефтезагрязнений бурым углем различного фракционного состава представлены на рис 2-4.

Очистка воды, %

Объем воды, мл

Рис. 2 Степень очистки воды от нефтезагрязнений (2,0 г/л)

                          бурым углем (фракция 1-3 мм)

         Можно заключить, что при данных условиях эксперимента первоначальная очистка воды составляет 99,6 % (рис. 2). Дальнейшее использование бурого угля в качестве материала загрузки также характеризуется высокими показателями очистки - 98,9-98,0 % (до 300 мл) и только затем имеет тенденцию к снижению степени очистки от 96,6 до 87,9 % (500 мл).

         При проведении исследований по очистке воды, содержащей 8,0 г/л нефтепродуктов (рис.3), было установлено, что первоначальная очистка воды составляла только 98,3 % (фракция бурого угля 1-3 мм). Повторное использование материала загрузки приводило к снижению сорбционной емкости бурого угля до 70,8 % (300 мл). При использовании фракции бурого угля более 3 мм существенно снижается степень очистки воды от нефтезагрязнений (рис. 4). В данном случае первоначальная очистка воды составляла только 84.3 % (50 мл).

Очистка воды, %

                            Объем воды, мл

Рис. 3 Степень очистки воды от нефтезагрязнений (8,0 г/л)

                          бурым углем (фракция 1-3 мм)

Повторное использование материала загрузки ведет к снижению сорбционных свойств бурого угля 68,7 % (200 мл).

Очистка воды, %

Объем воды, мл

Рис. 4 Степень очистки воды от нефтезагрязнений (8,0 г/л)

                          бурым углем (фракция более-3 мм)

Можно заключить, что сорбционная емкость материала загрузки (бурого угля) существенно зависит от его фракционного состава, а также от количества нефтяных включений в очищаемой воде. Наиболее оптимальными фракциями для очистки воды являются фракции бурого угля в пределах 0,5 - 3 мм.

Предложенный способ обеспечивает не только высокую очистку воды от нефтезагрязнений (рис.1-2), но и позволяет использовать отработанный макропористый материал (насыщенный нефтепродуктами бурый уголь), в термическом процессе (пиролиз при 450 оС) в качестве исходного сырья для получения жидких продуктов [3].

Сравнительные данные по термической деструкции исходного бурого угля и бурого угля, насыщенного нефтеотходами (% масс. сухое вещество):

Бурый уголь

(исходный)

Бурый уголь, насыщенный нефтеотходами

♦ Жидкие

15,4

18,4

♦ Газы

28,5

29,8

♦ Твердые

56,1

52,7

         Из приведенных выше данных модно заключить, что из отработанного бурого угля, насыщенного нефтеотходами, можно получать 18,4 % жидких продуктов, что в 1,2 раза (или на 20,0 %) больше по сравнению с исходным углем. Предложенный способ очистки воды с последующей термической переработкой отработанного бурого угля, насыщенного нефтеотходами, позволяет осуществить не топливное использование низкосортного бурого угля и получать дополнительное количество жидких продуктов.

Таким образом, полученные результаты исследований позволяют сделать вывод, что бурые угли можно использовать в качестве макропористого материала для очистки сточных вод от нефтезагрязнений, а удешевление предложенного способа очистки воды заключается в том, что отработанный бурый уголь, насыщенный нефтеотходами, в дальнейшем можно использовать в термическом процессе переработки для получения продуктов различного агрегатного состояния.

Литература

1.

Челядин Л.І., Челядин В.Л. Дослідження очистки стічної води через техногенний матеріал // Экотехнологии и ресурсосбережение.-2001.-№ 4.-С.47-50.

2.

Кульский Л.А., Гороновский И.Т., Когановский А.М., Шевченко М.А. Справочник по свойствам и методам анализа и очистке воды.-Киев: Наукова думка, 1980.-ч. 1.-680 с.

3.

Камнева А.И., Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых.-М.: Химия, 1990.-288 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.