Джусипбеков У.Ж., Нурабаев М.Б, Нургалиева Г.О., Баяхметова З.К.

Институт химических наук им. А.Б.Бектурова

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Определение условий процесса очистки сточных вод от нефти композиционными материалами

 
Известно, что одним из загрязнителей окружающей среды являются нефтесодержащие сточные воды. Основными источниками загрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы транспортировки, нефтяные терминалы, нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Очистка сточных вод от нефти сопряжена с рядом трудностей, обусловленных тем, что часть нефти находится в эмульгированном состоянии. В зависимости от конкретных условий используются совокупность различных методов (механические, физико-химические, химические и биологические). Физико-химические процессы очистки нефтесодержащих сточных вод являются наиболее эффективными. Анализ научной и патентной литературы показывает, что известные способы сорбционной очистки воды от нефти характеризуются необходимостью проведения многократной обработки, большим расходом сорбента, недостаточно высокой степенью очистки воды, сложностью применяемых для очистки конструкции, ограничение по исходной концентрации загрязнений, кратким сроком эксплуатации сорбентов и длительностью процесса очистки. В связи с этим, возникает необходимость в разработке новых методов сорбционной очистки сточных вод от нефти с использованием дешевых и доступных природных сорбентов с высокими сорбционными свойствами.

В Институте химических наук им. А.Б.Бектурова разработана технология получение композиционных материалов на основе бурых углей Казахстана. Сорбционные, ионообменные свойства, а также пористая структура, высокие физико-механические характеристики, способность к модифицированию композиционных материалов позволяют использовать их для очистки сточных вод от нефти.

В лабораторных условиях проведены испытания процесса очистки воды от нефти месторождения «Жыланкабак» (Атырауская обл.) после ее обессоливания с использованием композиционных материалов. Процесс сорбции осуществляется при температуре 20^о С в течение 30 мин с использованием препарата КМ-1а в виде таблетки размером 1,3 см, толщиной 3,0 мм. В ходе проведенных работ определено влияние количество препарата КМ-1а и содержание нефти на степень очистки воды от нефти. Из приведенных в таблице данных видно, что степень очистки воды от нефти зависит от количества применяемого сорбента КМ-1а. Так, при содержании нефти в воде 500 мг/л, через 30 мин контакта при использовании препарата КМ-1а в количестве 0,05 мас.ч степень очистки воды составляет 93,32%, а при увеличении количества КМ-1а до 2,5 мас.ч степень очистки воды от нефти достигает 100,0%.

Таблица – Влияние количества препарата КМ-1а на степень очистки воды от нефти (С_нефть – 500 мг/л)

Количество КМ-1а, мас.ч	Количество сорбированной нефти, г	Степень очистки, %
0,05 0,10 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50	0,0933 0,0954 0,0980 0,0996 0,0997 0,0998 0,1000	93,32 95,40 98,03 99,64 99,70 99,81 100,0

Из анализа экспериментальных данных (рисунок) следует, что повышение количества нефти от 100 до 3000 мг/л приводит к снижению степени очистки воды до 83,90%. Вероятно, в указанных условиях поры КМ-1а заполняются нефтью и его сорбционная способность уменьшается.

Рисунок – Зависимость степени очистки воды от концентрации нефти

(m(КМ-1а) – 1,0 мас.ч)

На основании выявленных закономерностей процесса очистки сточных вод от нефти композиционными материалами и согласно отработанным в лабораторных условиях оптимальным параметрам процесса произведен расчет необходимого для опытной установки оборудования. Процесс сорбционной очистки воды от нефти состоит из следующих стадий: очистка нефти сорбентом; отделение сорбента от очищенной нефти; регенерация отработанного сорбента; возврат регенерированного сорбента в процесс очистки нефти. Осуществлены работы по созданию опытной установки процесса очистки воды. На основании проведенных работ разработана технология очистки сточных вод от нефти композиционными материалами. Предложенная схема сорбционной очистки нефти является малоотходной, носит замкнутый характер. Для осуществления процесса не требуется специальных условий и сложного аппаратурного оформления.