Интенсификация физико-химических методов очистки воды от нефтепродуктов

Данная информация будет использоваться при разработке моделей для решения задач эколого-экономического анализа и оптимального синтеза технологических схем очистки нефтеперерабатывающего предприятия. Капитальные затраты на строительство сооружений биохимической очистки нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий составляют 10-20% общей стоимости предприятия.

Список литературы

1. Карелин, Я.А. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов/ Я.А.Карелин. -М.: Стройиздат, 1982. - 185 с.

2. Пономарев, В.Г. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов/ В.Г.Пономарев. - М.: Химия, 1985. - 256 с.

3. Щицкова, А.П. Охрана окружающей среды в нефтеперерабатывающей промышленности/ А.П. Щицкова и др.. - М.: Химия, 1980. - 176 с.

4. Берне, Ф.Водоочистка/ Ф.Берне, Ж.Кордонье. - М.: Химия, 1997. - 288 с.

5. Яковлев, В.С. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды/ В.С.Яковлев. - М.: Химия, 1987. - 150 с.

УДК 66.013.7:628.1

Е.В. Заботина, Н.Н. Кулов, О.С. Трушкина, А.В. Школьников

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Москва, Россия Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ

One of the methods of water treatment process organizing, based on using chemicals of different actions (coagulants, flocculans, sorbents) is described. The results of research-work dealing with the process intensification by means of effects of ultrasound on chemicals are given. Water purification extent rising under the influence of sonification as well as the results of chemicals structure changes obtained under the ultrasonic action are shown.

Приводится описание одного из способов организации процесса очистки воды от нефтепродуктов, основанного на использовании реагентов разного действия (коагулянты, флокулянты, сорбенты). Изложены результаты исследований, направленных на интенсификацию процесса посредством воздействия ультразвука на реагенты. Показаны увеличение степени очистки воды после проведения ультразвуковой обработки и результаты обследования изменения структуры используемых в очистке реагентов под действием ультразвука.

Очитка воды от загрязнений различной природы была и остаётся важной задачей химической технологии. Широкий спектр загрязнений обуславливает большое количество разработанных методов очистки воды, а всё более ужесточающиеся требования по охране окружающей среды и стремление к созданию в идеале безотходных производств стимулируют проведение работ по их интенсификации.

В технологии очистки воды известен метод гальванокоагуляции. Описание процесса и конструкций аппаратов для его осуществления можно найти в литературе [1, 2, 3]. Суть метода заключается в использовании гальванопары для генерации энергии и осуществления различных электрохимических процессов с целью очистки воды. К достоинствам метода относят возможность использования в качестве материала гальванопары вторичного сырья (металлическая стружка, опилки, высечка), генерацию электроэнергии за счёт разности электрохимических потенциалов без подвода внешней энергии и широкий спектр удаляемых загрязнений. Недостатками считаются малая изученность механизмов и труд-

ность контроля процессов, протекающих в аппарате, образование шлама, состоящего из продуктов растворения анода и загрязнений, удалённых из воды.

В работе была предпринята попытка разработать метод очистки на основе гальванокоагуляции, лишённый недостатков последней. Осуществляется он следующим образом.

В полупромышленный гальванокоагулятор поступает водопроводная (незагрязнённая) вода. Загрузка аппарата состоит из железных опилок и углеродного материала (кокс). Вращение аппарата интенсифицирует процесс растворения анода (скрапа), и на выходе из гальванокоагулятора отбирается мелкодисперсная суспензия, состоящая из воды, продуктов растворения анода и частиц, образующихся в результате истирания катода. Продукты растворения анода представляют собой различные формы оксидов и гидроксидов железа, а суспензия имеет тёмно-серый цвет и обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Анализ показал значительный процент содержания магнетита (Ее3О4) в ней. После отстаивания сгущенная суспензия используется для очистки воды от нефтепродуктов, для чего разбавляется очищаемой водой (состав модельной смеси: бензин, моторное масло, мазут в соотношении 1:1:1).

Результаты экспериментов (рис.1) показывают высокую степень очистки (более 90%) уже при использовании небольших (менее 0,5 г/л воды) концентрациях суспензии. Оказалось, что степень очистки воды зависит от концентрации осадка, исходной концентрации примесей и от времени контакта дисперсной твёрдой фразы и очищаемой жидкости. Предварительное воздействие ультразвука на свежеприготовленную сгущённую суспензию из гальванокоагулятора привело к существенному улучшению степени очистки при малых (менее 0,2 г/л) концентрации осадка (рис.2). Воздействие ультразвука оказывает влияние на результат очистки, улучшая её качество во всех наблюдаемых случаях со сходным характером зависимости.

кол-во осадка гк, г/л воды

кол-во осадка гк, г/л воды

Рис. 1. Влияние ультразвука на степень очистки (а - время контакта 3 мин., б - 5 мин.):  без ультразвука; — — — - с ультразвуковой обработкой

б

а

Для того, чтобы объяснить эффект от применения ультразвукового воздействия, образцы твёрдой фазы, выделенные при медленном высушивании, изучались с помощью микроскопа. Замечено, что частицы суспензии, подвергшейся ультразвуковому воздействию, имеют меньший размер, а увеличение степени очистки при этом, по-видимому, свидетельствует о сорбционном механизме процесса очистки воды от нефтепродуктов. Использование ультразвука даёт положительный эффект также и в процессе очистки воды от нефтепродуктов реагентным методом с помощью различных коагулянтов и флокулян-тов. Если задача первой группы веществ состоит в связывании разноразмерных частиц

загрязнений и удаление их из толщи воды, то вещества, называемые флокулянтами, используются для интенсификации процесса выделения загрязнений из воды [4].

Рис. 2. Изменение частиц твёрдой фазы, участвующей в очистке воды, под действием ультразвука

Повышение степени очистки при использовании реагентного метода может быть достигнуто увеличением как времени контакта реагентов с очищаемой водой, так и количества реагента. Однако образование шлама является существенным недостатком этого метода. По этой причине возможность повысить степень очистки в результате только лишь предварительной ультразвуковой обработки коагулянтов и флокулянтов и соответствующего уменьшения их количества, необходимого для очистки определённого объёма воды, представляется практически целесообразной.

Исследования эффекта от ультразвукового воздействия подтверждают возможность такого способа интенсификации процесса очистки воды от нефтепродуктов, однако характер влияния ультразвука на качество очистки несколько отличается для разных реагентов. Положительный эффект от использования ультразвука для неорганического реагента - гидроксохлорида - увеличивается с ростом амплитуды ультразвука, а для органического реагента - праестола - увеличение амплитуды выше некоторого значения не даёт положительного эффекта (рис.3).

время воздействия,с время воздействия,с

Рис. 3. Влияние продолжительности воздействия и амплитуды ультразвука на результат очистки воды от нефтепродуктов для различных реагентов: а - гидроксохлорид марки Б, б - праестол 853

(кривые для разной амплитуды ультразвука).

Изучение гальванокоагуляционного метода очистки сточных вод, загрязнённых нефтепродуктами, показало возможность существенно ускорить процесс очистки и заметно сократить удельный расход сорбента в случае предварительной кратковременной обработки концентрированной суспензии продуктов гальванокоагуляции ультразвуком. Показано также, что ультразвук может быть вполне успешно использован в процессе

очистки воды с помощью коагулянтов и флокулянтов для уменьшения их расхода и увеличения производительности очистных сооружений.

Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ грант 05-08-50324.

Список литературы

1. Феофанов, В.А. Гальванокоагуляция: теория и практика бессточного водопользования/ В.А.Феофанов, Ф.А.Дзюбинский.- Магнитогорск: ООО «МиниТип», 2006.

2. Малышев, В.В. Теория и практика гальванокоагуляционного метода очистки/ В.В.Малышев //Экология производства, 2006.- №3.

3. Жалсанова, Д.Б. Исследование и разработка технологии гальванокоагуляционной очистки сточных вод от органических загрязнителей (на примере красителей и фенолов). Ав-тореф. канд. дисс./ Д.Б. Жалсанова.- Новосибирск, 2000.

4. Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод/ С.В.Яковлев, Ю.В.Воронов.-М.: АСВ, 2004.

УДК 68.39.15

Е.В. Башашкина, Н.А. Суясов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

БИОКОНВЕРСИЯ ЖИРОВЫХ ОТХОДОВ МАСЛОЖИРОВОГО ПРОИЗВОДСТВА В ДРОЖЖЕВУЮ БИОМАССУ КОРМОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

A mixture of different animal fats are the main waste products in oil-processing industry. We suggest using fatty wastes of margarine as a substrate to cultivate nutrient yeast. The impact of substrate concentration, mineral components concentration, pH ratio on the growth of Yarrowia lipolytica and protein accumulation were studied. The raw protein contents in the final product are 40%.

Основным отходом масложирового комплекса является смесь различных жиров. Мы предлагаем использовать отходы, образующиеся при производстве маргарина, в качестве субстрата для культивирования кормовых дрожжей. Проведено исследование предполагаемого субстрата, так же исследовано влияние на рост культуры Yarrowia lipolytica концентрации субстрата и рН среды. Содержание истинного белка в готовом продукте составляет около 40 %.

В настоящее время российская пищевая промышленность по объему производства является одним из лидирующих направлений народного хозяйства. Основной проблемой современных производств является их выведение на экологический чистый уровень путем внедрения малоотходных технологий. Существенное увеличение масштабов производств масложирового комплекса остро ставит вопрос переработки отходов, которые образуются при получении маргарина и различных видов масел.

Необходимо отметить, что данные отходы отличаются многокомпонентностью состава, который может существенно варьироваться в зависимости от режима работы предприятия, в связи с чем большинство существующих технологий применимы только с рядом ограничений. Существующие технологии переработки жировых отходов можно разделить на два типа: физико-химические и микробиологические. Первые, включающие щелочной гидролиз и окисление, вытопку жира, озонирование стоков и др., обладают рядом существенных недостатков. Они требуют жестких условий, существенных капитальных затрат, малоэффективны, а спрос на предлагаемые ими продукты переработки отходов недостаточно высок. Микробиологические технологии переработки жиросодержащих отходов предполагают использование биопрепаратов, со-