Дуанбекова А.Е., к.т.н., Кенжибаева Г.С., д.т.н., Шакиров Б.С,

Естауова А.А.

Южно-Казахстанский Государственный Университет им.М.Ауезова

Очистка сточных вод от нефтепродуктов

природными сорбентами

Проблема извлечения нефтепродуктов из сточных вод приобрела большое значение, поскольку они подавляют очищающую способность активного ила при биологической очистке воды.

Ущерб, приносимый народному хозяйству загрязнением воды нефтепродуктами, самый разнообразный, а именно ухудшение органолептических свойств питьевой воды, увеличение затрат на водоочистку и для замены оборудования из-за возрастания коррозии, гибель микрофлоры и растительности в местах выпуска нефтеносных стоков

Вопросам эффективной и безотходной технологии очистки сточных вод производств, содержащих нефтяные масла, уделяется, к сожалению, еще мало внимания. Существующие на ряде предприятий республики нефтеловушки и механические очистные сооружения малоэффективны в работе, что приводит к загрязнению водоемов и к затруднению работы биоочистки. Создание перспективных схем водоочистки от нефтепродуктов связано с разработкой и внедрением безотходных методов глубокой доочистки стоков после нефтеловушек, с целью возврата очищенной воды в оборот, а отработанного сорбента в повторное производство. Решению этих задач посвящен этот раздел работы.

Нами вначале изучалась адсорбционная способность глинистых минералов и других пород на модельных растворах с различной массовой концентрацией нефтяного масла до 0,1 кг/м³.

В таблице 1 представлены результаты анализа исходной и очищенной модельной маслосодержащей воды природной глиной, выполненных в лабораторных условиях. Эффект очистки, приводимый в таблице 1, по отдельным образцам проб составлял 80-90 %. Наряду с природными сорбентами, исследовалась сорбционная способность химически и термически активированного бентонита и смешанных сорбентах на основе бентонитa и оксида алюминия. Предварительно активированные 10% Н₂SO₄ и прокаленные пробы бентонитовой глины при температурах 673, 773, 873 К показали следующую зависимость: при термообработке бентонита до температуры 673 К адсорбционная способность его несколько повышается, а свыше 773 К - падает, что находится в соответствии с данными работы. Применение бентонитовой глины по экспериментальным опытам таблицы 1 менее эффективно, чем сорбция нефтепродуктов на смешанных сорбентах на основе бентонитa и оксида алюминия. Хорошие показатели по очистке маслосодержащих модельных растворов наблюдается у адсорбентов при соотношении (35% ГОА и 65% Б) степень очистки составляет соответственно (99,2 и98,1 %) и у адсорбентов (40 % ГОА и 60 % Б) при степени очистки (98,6 и 97,2 %) при исходной массовой концентрации нефтепродукта в модельном растворе равном 0,1 кг/м³ по гексано- и хлороформэкстрагируемым веществам.

Таблица 1 Очистка маслосодержащих модельных растворов глинистыми минералами

Адсорбент	Концентрация хлороформо экстрагируемых нефтемасел, кг/м^3	Степень очистки, %	ПДК	Концентрация гексано экстрагируемых нефтемасел, кг/м^3	Степень очистки, %	ПДК
Природный бентонит	0,018	82,1		0,0193	80,7
Бентонит (10% Н2SO4 и 673К)	0,0047	95,3		0,0063	93,7
Бентонит (10% Н2SO4 и 773К)	0,0098	90,2		0,0114	88,6
Бентонит (10% Н2SO4 и 873К)	0,0115	88,5		0,0143	85,7
(35% ГОА и 65% Б)	0,0008	99,2		0,0019	98,1
(40% ГОА и 60% Б)	0,0014	98,6		0,0028	97,2

Для проверки эффективности смешанных бентонитсодержащих сорбентов и бентонитовых глин нами была изучена их сорбционная способность на реальных промстоках АО «ЮЖПОЛИМЕТАЛ» на адсорбционной установке с неподвижным слоем адсорбента. Характеристика исходной сточной воды и очищенной местными глинами в сопоставлении с эталонными приведена в таблице 2. Применение природных местных глин (Кынгракского месторождения) как это видно из данных таблицы 2 позволяет снизить массовую концентрацию нефтепродуктов в 2-5 раз при одновременном снижении во много раз величин БПК-5 и СПАВ. Из приводимых опытных данных, проверенных при очистке малозагрязненных нефтепродуктами реальных стоков, следует, что природные дисперсные минералы могут вполне быть использованы для очистки нефтесодержащих сточных вод предприятий. Поскольку нефтепродукты, как уже говорилось выше, практически не извлекаются при биоочистке, то доочистка биологически неочищенных вод изучалась рядом исследователей путем фильтрации нефтесодержащих сточных вод через естественные и искусственные материалы, которыми служили песок и аглопорит [17, 18]. Эффект очистки, при фильтрации эмульсий через указанные фильтрующие материалы, составил 75-80%.

Данные таблицы 3 показывают, что на значительные улучшения нормируемых показателей качества промстока после обработки смешанными бентонитсодержащими адсорбентами (Кынгракского месторождения), концентрация нефтепродуктов, загрязняющих воду, не превышает ПДК, установленные на воду для сброса в открытые водоемы [19]. Использование бентонитов в комплексе с гидроксид алюминием (ГОА), позволяет, как это видно из данных таблицы 3, достигнуть более высокой степени очистки сточной воды, полностью удовлетворяющим ПДК вредных веществ в воде, что создает предпосылки для организации на предприятии оборотного водоснабжения. Подтверждением сказанному служат и данные по доочистке промстоков на адсорберах с различной фильтрующей нагрузкой, приведенные в таблице 3 и 4. Лучшие результаты по опытным данным получены для фильтрующих смесей, содержащих (35% ГОА и 65% Б). Эффект очистки примерно одинаков и составляет свыше 98 % независимо от скорости фильтрации очищаемого раствора. Массовая концентрация, оставшихся нефтепродуктов в очищенной воде, составляет всего лишь 0,0002-0,0012 кг/м³. Исследования смешанных бентонитсодержащих адсорбентов, прошедших длительную (от 2 до 8 лет) эксплуатацию в производственных адсорберах, показали незначительные изменения ее физико-структурных и гидравлических свойств, Даже после 8 лет эксплуатации они остаются более высокими, чем при использовании активированного угля [3].

Таким образом, экспериментальные работы по доочистке промстоков от нефтепродуктов природными сорбентами и смешанными бентонитсодержащими адсорбентами свидетельствуют об эффективности такой доочистки (степень очистки превышает 98 %) и позволяет ее рекомендовать для полупромышленных испытаний.

Таблица 2

Адсорбенты	Концентрация нефтепродуктов, кг/м^3
	Исходной	Очищенной
		Хлороформо растворимые	Гексано растворимые
Бентонит (10% Н2SO4 и 673К)	0,025	0,0004	0,0006
(35% ГОА и 65% Б)	0,025	0,0002	0,0003
Саригюх	0,025	0,0012	0,0008

Таблица 3

Адсорбенты	СПАВ, кг/м^3		Прозрачность, см		БПК, кг/м^3
	исходной	очищенной	исходной	очищенной	исходной	очищенной
Бентонит (10% Н2SO4 и 673К)	0,004	0,0011	0,5	30	0,019	0,002
(35% ГОА и 65% Б)	0,004	0,0008	0,5	30	0,019	0,0023
Саригюх	0,004	0,0015	0,5	12,4	0,019	0,0017

Таблица 4

Адсорбенты	рН воды	БПК - 5, кг/м^3	Щелочность, кг.экв/м^3
Бентонит (10% Н2SO4 и 673К)	6,6	0,0019
(35% ГОА и 65% Б)	7,1	0,0012
Саригюх	7,9	0,0021
Исходная сточная вода	8,3	0,0053	0,0045

Литература:

1. Гербер В.Я. Биохимическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Тематический обзор. М., ЦНИИТЭНефтьхим, 1974, 76 с.

2. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.Д. Очистка сточных вод нефтеперерабатыващих заводов. - М.: Химия, 1985, 255 с.