Разработка экстракционного метода очистки водных потоков от диспергированных масел и нефтепродуктов Саид Аль-Изи Салех Атия

Введение к работе

Актуальность прсбла.'/ь;. Загрлйкєкш природных год ыааязлш, иира-

ііи, нефтепродукта;!! її другими трудворастЕоркмь:і,-:п в воде ВеіЦеСТЕаМИ, образующими гетерогенные системи, является широко распространенным, а по своим последствиям - одним по наиболее тяжелых.

Особую опасность нефтяные и масляные сбросы представляют в сочетании с ПАВ, широко используемыми в виде моющих средств и специальных добавок в быту и на производстве. В таких случаях образуются наиболее трудно отстаиваемые и разрушаемые прямые эмульсии масла в воде. Ярким примером таких эмульсий являются используемые в металлообработке, ма-ииностроении и др. производствах смаэочно - охлаждающие жидкости -сои, очистка сточных вод от которых представляет весьма сложную и ио везде решенную проблему.

Проблема сброса, эмульсий является важной и для Йеменской Республики, которая стала экспортером нефти и имеет многочисленные ремонт-пае мастерские - источники COS.

Считают, что перспективным направлением очистки стоков является создание комбинированных методов, построенных по блочному принципу. Такие схемы, при включении в них блока экстракции, могли бы обладать повышенной адаптируемостью к широко вариирующим по составу стокам.

Несмотря на успех процессов жидкостной экстракции при создании прогрессивных технологий, наличия широкого ассортимента . аппаратуры для проведения экстракции, в научно - технической литературе имеются лишь эпизодические указания на возможность применения экстракции для удаления из водных потоков диспергированных масел и нефтепродуктов, что, по нашему мнению, свидетельствует о неизученности таких процессов.

Работа проведена в рамках Федеральной программы " Экология России", проект N 7.3.7, 1992 г., а также в соответствии с Проектом N 436 "Гибкие безреагентные технологии очистки водных сред от масел, нефтепродуктов и тяжелых металлов" в научно - технической программе " Химия и технология чистой воды" (1993 - 1995 г.г.).

Цель работы. Обосновать и развить метод экстракционного осветления прямых эмульсий загрязняющих веществ и на его основе разработать технологию очистки стоков, загрязненных смазочно-охлаждающими жидкостями.

Для достижения поставленной цели необходимо было реяить следую-

шле задачи:

1. провести теоретический анализ процессов, происходящих при смешиЕании гру^о и мелкодисперсных эмульсий ;

2. установить закономерности процесса осветления эмульсий и объяснить его. особенности по сравнению с классической жидкостной экстракцией;

3. испытать различные аппаратурные решения для осуществления экстракционного осветления к предложить технологические схемы и регламент очистки стоков, загрязненных СОН;

4. провести эколого - экономические оценки эффективности предлагаемых вариантов очистки.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.Впервые теоретически и экспериментально изучены и установлены механизмы экстракционной очистки водных потоков от диспергированных масел и нефтепродуктов, а также определены основные закономерности этого коллоидно - химического процесса. Показано, что определяющими скорость процессами при осветлегии нестабилизированных эмульсий являются коагуляция и коалесценция, а при проведении процесса в поле центробежных сил - седиментация. При осветлении стабилизированных эмульсий СОЖ существенное значение имеют скорости удаления прослоек водной фазы из уплотненного слоя эмульсии-и разрушение стабилизирующих оболочек.

Установлено, что механизмы классической и мембранной экстракции при экстракционном осьетлении эмульсий диспергированных веществ со столь нивкой растворимостью в водной фазе, как у. масел и нефтепродуктов, не играют существенной роли.

Выявлены управляющие скоростью процесса экстракционного осветления факторг, среди которых важнейшими являются концентрация коагулянта (флокулянта), соотношение фаз и гидродинамическая обстановка в аппарате, а также массоперенос третьего компонента, приводящий к возникновению эффектов Марангони-Гиббса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Разработан метод экстракционной очистки водных потоков от змульгированнач масел и нефтепродуктов, позволяющий за одну стадию удалить более 94% диспергированных веществ, включая и вещества, специально стабилизированные поверхностными структурами, как в случае СОЖ металлообрабатывающих заводов и производств стекловолокна.

Показано, что скорость экстракционного осветления прямых устойчивых эмульсий в десятки и даже сотни раз превышает скорость

- З -гравитационного осветления.

Установлено, что для успешного осуществления процесса экстракционного осветления прямых эмульсий можно воспользоваться аппаратурой И'дкоотноп экстракции, учтя необходимость увеличения времени пребывания обрабатываемой смеси в аппарате.

Предложена технологическая схема, ее аппаратурное оформление и технологический регламент очистки водных потоков, содержащих СОЖ.

АПРОБАШЯ РАБОТЫ. Основные материалы работы докладывались на X конференции по экстракции, Уфа, 1S34 г., а такие на конференции "Решение экологических проблем г.Москвы в рамках программы " Конверсия -городу " и на конференции молодых ученых инженерного экологического факультета РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, 1995.

На защиту выносятся:

1. Анализ промышленных источников прямых эмульсий.

2. Результаты кинетических исследований экстракционного осветления прямых устойчивых эмульсий и представления о механизме протекающих процессов.

3. Результаты испытаний периодического реактора и центробежного экстрактора в режимах экстракционного осветления нестабилизированных и стабилизированных эмульсий СОЖ.

4. Технологические схемы и регламент очистки стоков, содержащих компоненты СОЖ.

5. Сравнительные эколого - экономические оценки эффективности разработанных технологических решений.

Структура и объем диссертации.