Аспирант Котельникова И.В., Головашин В.Л., Лазарев С.И.

Тамбовский государственный технический университет, Россия.

Технологическая схема очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов

На нефтеперерабатывающих заводах образуется большое количество сточных вод сложного состава. Они характеризуются высоким содержанием нефтепродуктов, СПАВ и маслосодержащих веществ. Средней концентрация нефтепродуктов в таких водах 14,1 мг/л, СПАВ – 0,495 мг/л [1]. Традиционно для разделения жидких смесей используются экстракция, ректификация, выпаривание и ряд других физико-химических методов.

Альтернативным способом очистки данных сточных вод являются баромембранные методы, позволяющее проводить разделение веществ на молекулярном уровне.

Промышленное использование процессов мембранного разделения требует надежного, стандартного и технологичного оборудования. Для этой цели в настоящее время применяют мембранные модули, которые компактны и экономичны. Выбор оптимальных технологических схем очистки воды -достаточно сложная задача, что обусловлено многообразием находящихся в воде примесей и высокими требованиями, предъявляемыми к качеству очистки воды [2].

Рис. 1. Технологическая схема очистки и концентрирования фосфатсодержащих промышленных растворов: 1– маслоуловитель; 2– песчаный фильтр; 3– баромембранный аппарат; 4– выпарной аппарат; 5– емкость.

Применяемые схемы очистки должны обеспечивать максимальный возврат очищенных вод в основные технологические процессы и минимальный их сброс в открытые водоемы.

Для очистки промышленных нефтесодержащих растворов мы предлагаем следующую технологическую схему, с использованием ультрафильтрационного аппарата, которая обеспечивает более качественное разделение.

Исходную смесь подают в маслоуловитель 1,

который отделяет масло в потоке исходной смеси. Далее смесь направляют в песчаный фильтр 2 для осаждения взвешенных частиц. В баромембранном аппарате 3 мембрана разделяет исходную смесь на пермеат и ретентат, ретентат направляется в выпарной аппарат 4, а очищенная вода в технологический цикл. Выпарной аппарат 4 служит для концентрирования ретентата путем удаления растворителя в виде пара. Концентрат поступает в технологическую накопительную емкость 5.

Предложенная технологическая схема позволяет повысить качество очистки, в соответствии с требованиями ПДК, осуществить рециркуляцию технологической воды, выделить ценные компоненты из растворов.

Экспериментальные исследования проводились на ультрафильтрационной мембране УФМ-100.

Рисунок 2. Коэффициент задержания для мембраны УФМ-100 по триполифосфату натрия.

Из приведенных на рисунке зависимостей видно, что увеличение рабочего давления приводит к снижению значений коэффициента задержания. Это обусловлено тем, что при повышении давления растворенные вещества проскакивают через мембрану вместе с растворителем, поскольку ультрафильтрационные мембраны обладают значительной производительностью, и при оттоке растворителя через мембрану начинает значительно проявляться явление концентрационной поляризации, при котором возрастает так же диффузионный перенос вещества через мембрану.

Коэффициент задержания также зависит и от вида мембран. Это связано с различным видом взаимодействия растворенного вещества с активным слоем и разной пористой структурой активного слоя.

На основе анализа полученных экспериментальных данных было принято применить для расчета коэффициента задержания методику, предложенную Дерягиным Б.В., Чураевым Н.В., Старовым В.М. и Мартыновым Г.А.

где: k₁, k₂, k₃ - коэффициенты, зависящие от типа мембраны и раствора, Р_а- коэффициент диффузионной проницаемости мембран.

После обработки экспериментальных данных были получены конкретные значения коэффициентов k₁, k₂, k₃ для мембран и компонентов, содержащихся в исследованных растворах (таблица 1).

Таблица 1. Значения коэффициентов k₁, k₂, k₃ в уравнении.

Компонент	Мембрана	k1	k2	k3
Триполифосфат натрия	УФМ-100	31,650	0,250	8186,144

Литература:

1. Очистка сточных вод биомембранными методами/ В.Н. Швецов, К.М. Морозова, М.Ю. Семенов, М.Ю. Пушников//ВСТ. 2008 - №3 – С. 39-42.