Дослідження впливу флокулянтів на очищення нафтових стічних вод – тема наукової статті з хімії
Вивчено фізико-хімічні методи очищення стічних вод. Доведено перевагу середньоаніонного флокулянту Магнафлок 155 в порівнянні з іншими флокулянтами в процесі очищення зливових та виробничих стічних вод Яйського нафтопереробного заводу.
Investigation of the effect of flocculants до clean oil wastewater
Physico-хімічні методи wastewater treatment had studed. Виконано повноваження середньоаніонного flocculant Magnaflok 155 compared with інші flocculants в clearing torm and industrial wastewater Yaya refinery.
Текст наукової роботи на тему «Дослідження впливу флокулянтів на очищення нафтових стічних вод»
Екологія та охорона праці
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ФЛОКУЛЯНТІВ НА ОЧИЩЕННЯ НАФТОВИХ СТІЧНИХ ВОД
Хоча проблема очищення стічних вод нафтовмісних існує не один десяток років, повністю вона практично так і не вирішена і залишається актуальною [1-3]. На нафтопереробних заводах (НПЗ) використовуються дві основні системи виробничої каналізації:
I. Для відведення та очищення нафтовмісних нейтральних виробничих та зливових стічних вод. Очищені стічні води використовують, як правило, для поповнення системи оборотного водопостачання.
ІІ. Для відведення та очищення виробничих стічних вод, що містять нафту, нафтопродукти, нафтові емульсії, солі, реагенти та органічні речовини. Очищені стічні води скидають у водойми.
Для очищення стічних вод НПЗ використовують загальноприйняту схему очищення, що включає три основні стадії:
• механічне очищення від грубодисперсних домішок;
• фізико-хімічне очищення від колоїдних частинок;
•біологічне очищення від органічних розчинених домішок.
Відомо велика кількість методів та споруд фізико-хімічного очищення, які застосовуються або можуть застосовуватись у схемах очищення загального стоку НПЗ, а також у схемах обробки локальних стічних вод технологічних установок. Найчастіше застосовуються такі методи як коагуляція, електрокоагуляція, флокуляція та сорбція.
Емульговані нафтопродукти можуть руйнуватися підкисленням середовища, додаванням солей заліза та алюмінію (неорганічні коагулянти) або завдяки використанню спеціалізованих нафтопродуктів.
них полімерів - флокулянтів [4,5].
У роботі упор зроблено фізикохімічну очищення, що створює передумови підвищення ефективності очищення нафтових стоків технічно допоміжними матеріалами - синтетичними флокулянтами.
Фізико-хімічні методи застосовують для очищення стічних вод нафтовмісних від колоїдних і розчинених забруднень, кількість яких у воді після споруд механічного очищення залишається практично незмінним. Нафтові емульсії, що становлять деяку частину (приблизно 1-5%) загального забруднення стічних вод НПЗ нафтопродуктами, утворюються внаслідок стабілізації крапель нафти у воді коагулянтами та флокулянтами. Ці нафтові забруднення не вловлюються на спорудах механічної очистки і можуть бути виділені з води лише фізико-хімічними методами.
Мета досліджень полягала у підвищенні ефективності очищення стічних вод нафтопереробки за рахунок використання флокулянтів та розроблення технології очищення за їх допомогою стічних вод Яйського нафтопереробного заводу, розташованого в Кемеровській області.
Були обрані аніонні флокулянти концерну БЛ8Б - низькоаніонний Магнафлок 10 (М10), середньоаніонний Магнафлок 155 (М155) тависокоаніонний Магнафлок 919 (М919). Раніше було встановлено, що використання катіонних фло-кулянтів недостатньо ефективно.
У стічних водах Яйського НПЗ містилося: 25-100 мг/л нафтопродуктів, 200 мг/л завислих речовин, 500 мг/л сульфатів, 300 мг/л хлоридів, 550 мг О2/л БПК-пов; карбонатна тимчасова жорсткість 5 мг-екв/л.
Дослідження проводились у три етапи:
Таблиця 1.. Характеристика стічних вод НПЗ, що пройшли фізико
хімічне очищення М155
Характеристика За нормами ВІТП 25 – 79 Показники з НПЗ
I система II система I система II система
ГПК, мг/л 170-400 400-600 200-550 130-450
БЗповн, мг/л 100-250 200-300 90-210 90-270
нафтопродуктів 25 25 15-200 10-15
деемульгатора 20-100 20-100 5-20 10-60
механічних домішок 40-120 40-60 30-100 30-50
солей (загальне) 700-2000 5000-6000 500-1200 2000-5000
амонійного азоту 25-30 20-30 15-50 10-15
фенолів 5-9 2-3 3-8 1-2
рН 7-8,5 7-8,5 7-8,5 7-8,5
1. приготування робочих розчинів концентрацією 0,1%;
2. підбір дозувань флокулянтів;
3. безпосереднє очищення зливових (система I) та нафтових (система II) стічних вод флокулянтами.
В результаті випробувань було доведено, що найкращий ступінь очищення досягається за умови використання середньоаніонного флокулянту М-155.
Характеристика стічних вод після обробки М155 представлена у табл. 1.
1OO BO 6O 4O 2O O
-А-крива 1 І крива2
Мал. 1.Вплив середньоаніонного флокулянту М155 (крива 1) та високоаніонного флокулянта М919 (крива 2) на очищення нафтових стічних вод
Аналіз табличних даних дозволяє зробити висновок про значний ступінь очищення стічних вод Яйського НПЗ середньоаніонним флокулянтом М155, щоможна пояснити структурою полімеру. У складі М155 присутні 50-70% груп, що зазнали гідролізу при його отриманні, і М155 має оптимальну молекулярну масу 1518млн. Активні функціональні групи, адсорбуючись, пов'язують компоненти нафтових.
стоків у нерозчинні сполуки, агломерують нафтові краплі та нейтралізують інші органічні домішки.
Ефективність очищення дещо нижче наведеної спостерігається при використанні М10, т.к., хоча полімер і має досить велику молекулярну масу (до10млн), але в ньому значно менше (до 30%) активних функціональних груп, а також його макромолекули мають глобулярну структуру. Що ускладнює адсорбцію флокулянту на частках різної природи, зокрема й нафтових.
Найменший ступінь очищення було досягнуто при використанні високоаніонного М919. Цей факт можна пояснити тим, що найбільш високомолекулярний (до 20 млн) флокулянт є стабілізатором нафтових стоків і підтримує домішки у зваженому стані навіть при малих його концентраціях.
Аналізуючи рис.1., можна дійти невтішного висновку, що М155 очищає нафтові стоки при набагато меншому витраті і діапазон робочої дози йому набагато ширше, ніж М10. Витрата М10 набагато вища, час осадження та діапазон концентрацій для осадження набагато нижчий, ніж для М155.
Таким чином, при дослідженні впливу на очищення стічних вод Яйського НПЗ флокулянтів різної молекулярної маси та ступеня гідролізу. Доведено, що найбільш ефективним є середньоаніонний М155. Дослідження довели так само, що реагентне очищення як самостійна стадія очищення стічних вод НПЗ досить ефективна і часто не вимагає великих матеріальних і ресурсних витрат, великих виробничих площ і складного обладнання.
1.Яблокова М.А., Петров С.І. Комплексна технологія очищення стічних вод від масло-нафтопродуктів// Хімічна промисловість.-2003.т.80, №11-С.54.
2. Давидова С.Л., Тагасов В.І. Нафта та нафтопродукти у навколишньому середовищі. - М: Вид-во РУДН, 2004. - 131с.
3. Патент 2077495 РФ, МКІ З 02 Б1/28. Зайданберг О.З., Рябченко В.О., Дюккієв Є.Ф. Спосіб очищення стічних вод від нафтопродуктів-1997. Бюл. №11.
4. Запольський А.К., Баран А.А. Коагулянти та флокулянти у процесах очищення води. - Ленінград: Хімія, 1987. - 202 с.