Очистка сточных вод от нефтепродуктов

Очистка сточных вод от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей

Введение

Нефтесодержащие воды подразделяются на две разные группы: первая – это воды естественных водоемов, загрязненные в результате аварийных и не санкционированных сбросов нефтепродуктов, а также за счет поверхностных стоков с городских и промышленных площадок, морских портов и др.; вторая – это сточные воды, образующиеся в результате технологических процессов на объектах добычи, хранения, переработки и транспортировки нефти, мойки любого вида транспорта и др.
Жесткие требования к качеству воды питьевого и хозяйственно-бытового назначения по содержанию нефтепродуктов диктует необходимость удаления нефтяных загрязнений из поверхностных и сточных вод, которые подлежат повторному использованию или сливу в природные водоемы.

Технологические схемы очистки от нефтепродуктов для этих групп загрязненных вод отличаются принципиально.Однако объединяет их эффективное использование для удаления поллютанта на разных стадиях сорбционных материалов.

Очистка поверхности водоемов от загрязнений включает удаление пленки нефти механическими и (или) физико-химическими способами. Наиболее перспективным и экологически целесообразным считается способудаления пленки нефтепродуктов с помощью нефтяных сорбентов [1].

В сточных водах нефтепродукты могут находиться в свободном, связанном и растворенном состояниях. Крупнодисперсные, свободные нефтепродукты удаляются в результате отстаивания. Для удаления мелкодисперсных и связанных нефтепродуктов традиционно используют флотационные способы очистки, методы электрокоагуляции и электрофлотации. В результате этих процессов в очищенной сточной воде остаются нефтепродукты до 20 мг/л.
Более глубокая очистка от мелкодисперсных, особенно эмульгированных, нефтепродуктов до 10 мг/л достигается в процессах фильтрования. Удаление растворенных примесей до0,5 – 1 мг/л происходит на стадии сорбционной доочистки [2, 3]. В литературе описаны многочисленные способы получения сорбентов и фильтрую щих материалов для очистки воды от нефтепродуктов и технологические схемы их применения.

 

Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате происходит рассеяние в виде тепла работы, затрачиваемой на это перемещение.

Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.

Различают динамическую вязкость (единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — Па·с, в системе СГС— Пуаз; 1 Па·с = 10 Пуаз) и кинематическую вязкость (единица измерения в СИ — м²/с, в СГС — Стокс, внесистемная единица — градус Энглера). Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объёма через калиброванное отверстие под действием силы тяжести. Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром.

 

Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёмуили площади (поверхностная плотность). Более строгое определение плотности требует уточнение формулировки:

· Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.

· Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.

· Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю^[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

 

Абразив — дрібнозерниста або порошкоподібна тверда речовина, що використовується для різання,полірування, шліфування, іншої обробки (як робоча частина інструменту) твердих матеріалів штучного і природного походження (металів і їх сплавів, пластиків, кераміки, каменю, деревини тощо). Абразиви бувають двох типів: природні (алмаз, корунд, сланець, пісок, кремінь, пемза) і штучні (електрокорунд, штучний алмаз, 777 карбід кремнію (SiC), карбід бору та ін.). Їх твердість визначається за шкалою Мооса.

Природные абразивы [править | править исходный текст]

· Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях. Наиболее ценный по своим абразионным свойствам материал. Лучшим считается его чёрная разновидность — карбонадо (карбонат), добываемая в Бразилии и на острове Борнео. Второе место занимает борт — радиально-лучистая разновидность алмаза. На рынке под именем борта продаётся всякий непригодный для огранки алмаз. Из общего количества 20 % карбонадо, 20 % настоящий борт, остальное — алмазный порошок и осколки. Применяется при обработке твердого камня, а также для шлифовки и полировки самого алмаза.

· Гранат: Природный минерал, состоит из: R²⁺₃ R³⁺₂ [SiO₄]₃, где R²⁺ — Mg, Fe, Mn, Ca; R³⁺ — Al, Fe, Cr.

· Инфузорная земля: осадочная горная порода, состоящая преимущественно из останков диатомовых водорослей. Химически кизельгур на 96 % состоит из водного кремнезёма (опала). Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.

· Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов. В сухом виде вызывает силикоз. Использование только совместно с подачей воды. Кварц и кремень с раковистым изломом при раскалывании дают остроугольные частицы. Применяются в порошке для обработки мягких камней (мрамор), в пескоструйных аппаратах для обработки металла, для очистки камней в строительном деле и для изготовления шлифовальных шкурок. Из кремневых конкреций изготавливали шары для шаровых мельниц.

· Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах. Добытая корундовая руда измельчается, обогащается и сортируется по величине зерна. Применяется в порошке и для изготовления из него искусственных кругов, брусков и шкурок.

· Красный железняк: широко распространённый минерал железа Fe₂O₃. В особо чистых разновидностях применяется для полирования железа и стекла.

· Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки (притирка, полирование).

· Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита — черного магнитного оксида железа Fe₃O₄

· Пемза: пузыристое вулканическое стекло. Для шлифовки пригодна пемза с тонкими пластинками стекла, образующими перегородки между ячейками. Самая лучшая пемза — с острова Липари, близ Сицилии. Применяется для шлифовки дерева, мягких камней и металлов.

· Полевой шпат: группа породообразующих минералов из класса силикатов. Большинство полевых шпатов — представители твёрдых растворов тройной системы изоморфного ряда К[АlSi₃O₈] — Na[АlSi₃O₈] — Са[Аl₂Si₂O₈], конечные члены которой соответственно — альбит (Ab), ортоклаз (Or),анортит (An). В размолотом виде, наклеенный на полотно или бумагу, применяется в тех случаях, когда требуется мягкий шлифовальный материал.

· Трепел: рыхлая или слабо сцементированная, тонкопористая опаловая осадочная порода. Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.

Синтетические абразивы [править | править исходный текст]

· Минераль­ный шлак (купрошлак или никельшлак): применяются для наружной очистки металлических, каменных, бетонных, кирпичных, деревянных поверхностей.

· Колотая стальная дробь: Применяется для удаления плотной окалины и обработки мягкого камня.

· Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов.

· Кубический нитрид бора боразон (В России кубический нитрид бора знают как эльбор): Синтез при высоком давлении, применяют при шлифовании деталей из различных сталей и сплавов.

· Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.

· Карбид бора (B₄C): тугоплавкое соединение, по твёрдости уступает лишь алмазу. Применяется для обработки твердых сплавов, стекла, черных металлов.

· Карбид кремния (SiC) или Карборунд: Химическое соединение кремния с углеродом. Впервые получен в электрической печи в 1891 году. Лучшим считается американский — Carborundum С°, Norton; немецкий из-за примесей хуже. Чем меньше размеры его зёрен, тем больше их прочность. Применяется в порошке для изготовления искусственных кругов и шкурок для обработки твёрдых сплавов, цветных металлов и титана.

· Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов.

· Нитрид алюминия: обработка металлов.

· Электрокорунд (Al₂O₃): кристаллическая окись алюминия. Применяется при обработке черных металлов, изредка камня и стекла.

· Оксид циркония (фианит): обработка черных и цветных металлов.

· Двуокись церия: обработка стекла (полирит).

· Двуокись олова: обработка стекла, полирование металлов.

· Двуокись титана: полирование цветных металлов.

· Крокус красный (железный) получается прокаливанием щавелевокислого железа; полировальный порошок для металла и стекла.

· Крокус зеленый (окись хрома): для полировки твёрдых камней (кварц, агат, нефрит), черных и цветных металлов.

Разрабатываются новые перспективные абразивные материалы:

· Нитрид углерода C₃N₄

· Сплав карбида титана (TiC) и карбида скандия (Sc₄C₃)