Способ очистки сточных вод от органических веществ

 

Использование: очистка сточных вод в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: процесс очистки проводят при рН 5 - 7 путем обработки первоначально хлоридом железа (III), затем солями синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала больше C₂₁ с последующей флотацией. Обработку реагентами ведут при перемешивании, а флотацию в пневматическом флотаторе колонного типа. Способ обеспечивает практически полное извлечение ароматических углеводородов и снижение показателя ХПК no уровня ПДК. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод от органических веществ, например ароматических (этилбензола, стирола, толуола, а также масляных альдегидов, генсанола, бутиловых спиртов и др.), и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известны способы очистки сточных вод, содержащих органические вещества нефтехимических производств, основанные на использовании механических, физико-химических и биохимических методов и их сочетаний. Из физико-химических методов широкое распространение имеет флотационный, в частности электрофлотация, напорная флотация в сочетании с реагентной обработкой, чаще всего с применением коагулянтов и флокулянтов [1] Флотационный метод особенно перспективен при использовании замкнутого водооборота, так как мало влияет на солевой состав очищенных сточных вод [1] Однако для ряда сложных систем метод напорной флотации в сочетании с реагентной обработкой коагулянтом и флокулянтом оказывается недостаточно эффективным.

Известны также способы очистки путем реагентной обработки нефтесодержащих сточных вод с последующим отстаиванием водных растворов [2] или флотацией, в которых в качестве реагентов используются реагенты-собиратели [3] Недостатком этих способов является низкая эффективность очистки сточных вод, например, от ароматических углеводородов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сточных вод нефтехимических производств, включающий обработку коагулянтом основным хлоридом алюминия с доследующим отстаиванием водного раствора [4] Недостатком способа является низкая степень очистки сточных вод от органических веществ (эффективность очистки по критерию биологическая потребность в кислороде ( БПК) составляет 65,8 86,3).

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в снижении Бледного воздействия сточных вод нефтехимических производств на окружающую среду за счет обеспечения в водных сбросах концентрации органических веществ, в частности, ароматических углеводородов не выше значений предельно допустимых концентраций (ПДК), например, по критерию химической потребности в кислороде (ХПК).

Данный технический результат достигается тем, что, в способе очистки сточных вод от органических веществ, включающем обработку их коагулянтом, хлоридом железа и флокулянтом, и последующую флотацию, обработку реагентами ведут при рН 5-7, а в качестве реагента флокулянта-собирателя используют соли синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала более C₂₁, причем соль синтетических жирных кислот вводят в сточные воды в количестве 0,25 0,5 мг/мг вводимого иона железа.

При очистке сточных вод, содержащих значительные величества органических веществ, их обрабатывают в условиях перемешивания при равновесной концентрации ионов водорода рН 5 7 первоначально хлоридом Fe(III), затем натриевыми мылами, синтетических жирных кислот (СЖК) с длиной углеводородной цепи выше С₂₁ и затем проводят флотацию.

При этом соли Fe(Ш) в условиях равновесной концентрации ионов водорода рН 54,7 образуют коллоидные частицы мицеллы гидроокиси железа, являющиеся носителем при флотации органических веществ. Последующее введение эмульсии натриевых мыл СЖК с длиной радикала выше C₂₁, приводит к частичному образованию анионов RСОО^-, что способствует флокуляции и гидрофобизации гидрооксидов железа и их эффективному закреплению на пузырьках воздуха при флотации.

Кроме того, при флотации имеет место закрепление органических, особенно поверхностно-активных веществ (ПАВ), на границе "жидкость-газ", что повышает, например, по сравнению с отстаиванием эффективность очистки сточных вод от органических веществ.

Способ осуществляют следующим образом.

Очистку сточных вод нефтехимических производств проводят, используя сочетание предварительной реагентной обработки и последующей флотации. Процесс флотационной очистки выполняют в пневматической колонной машине, например, во флотомашине чанового типа, разработанной институтом Гинцветмет (г. Москва). Флотация осуществляется при количестве диспергируемого воздуха 0,5 м^З/минм^З объема камеры.

В качестве реагента для образования гидроксидов железа, а также коагулянта используют 10-ный водный раствор хлорида Fe(III), а в качестве флокулянта и гидрофобизатора натриевые мыла СЖК, содержащиеся, например, в водоэмульсионной синтетической пасте "ЭМКО" (IУ 38.302-30-51-92) в количестве 0,25 0,5 мг/мг введенного Fe(III). Количество вводимого хлорида железа зависит от концентрации органических веществ в сточных водах и от их состава.

Сточные воды при рН 5 7 в условиях перемешивания, например в механической мешалке, обрабатывают хлорным железом. Ори этом рН понижается, поэтому вновь доводят до рН 5 7 щелочью и затем вводят водную эмульсию натриевых мыл СЖК. Общее время реагентной обработки не более 4 мин. После кондиционирования с реагентами водные растворы разделяют флотацией в пневматических флотоаппаратах колонного типа.

Пример 1. В механическую мешалку подают сточные воды узла щелочной очистки установки пиролиза этилена и пропилена с рН 12,5, содержащие ароматические углеводороды 2,3 мг/л, в частности 1,4 мг/л бензола и 0,9 мг/л толуола, а также нефтепродукты, полимеры, взвешенные вещества и др. ХПК сточных вод 1920 мг О₂/л. Добавлением H₂SO₄ доводят рН до 5 7 и вводят FeCl₃ в количестве 0,43 на на 1 м^З стоков. Понижение рН корректируют добавлением щелочи до рН 5 7, после чего кондиционируют 1 - 2 мин. Затем добавляют водную эмульсию натриевого мыла СЖК с длиной радикала выше C₂₁ из расчета 0,35 мг/мг Fe(III), кондиционируют 1 2 мин и проводят флотацию в лабораторной пневматической колонной машине в течение 30 мин. Ценный продукт идет на фильтрационную установку или отстаивание, а очищенной вода сбрасывается в горколлектор или используется повторно. Содержание Fе(III) составило 0,84 мг/л. Химический состав очищенной воды и эффективность очистки представлены в таблице.

Пример 2. В механическую мешалку подают сточные воды производства этилена и пропилена, очищенные от легких масел, с рН 6,9, содержащие ароматические углеводороды 1246,8 мг/л, в том числе бензол 680,7, толуол 376,3, этилбензол 117,0, стирол 72,8, имеющие ХПК 748 мг О₂/л, а также нефтепродукты и др. органические вещества, ХПК сточных вод 748 мг О₂/л. Добавлением H₂SO₄ или NaOH доводят рН до 5 7, и вводят FeCl₃ в количестве 0,5 кг на 1 м^З стонов. Понижение рН корректируют добавлением щелочи до рН 5 7, после чего кондиционируют 1 2 мин. Затем добавляют водную эмульсию натриевого мыла СЖК с длиной радикала выше C₂₁ из расчета 0,275 мг/мг Fe(III), кондиционируют 1 2 мин и в лабораторной пневматической колонной машине проводят флотацию в течение 20 мин. Пенный продукт идет на фильтрационную установку или отстаивание, а очищенная вода сбрасывается в горколлектор или используется повторно. Химический состав очищенной воды и эффективность очистки представлены в таблице.

Аналогичные результаты получены при очистке смеси сточных вод производства этилбензола, стирола и производства этилена и пропилена АО "Нефтехимия", где концентрация ароматических углеводородов составляла 57,4 мг/л, а очищенные стоки содержали 0,7 мг/л (эффективность очистки 98,9), а также сточных вод площадки производства бутиловых спиртов, масляных альдегидов и этилгексанола, где содержание спиртов в очищенной воде снижено с 36,9 мг/л до следов, а ХПК с 104 до 28 мг О₂/л.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод нефтехимических производств взамен известных позволяет обеспечить высокую степень очистки сточных вод от ароматических углеводородов при снижении ХПК в очищенной воде до требований ПДК в условиях использования нетоксичных и недефицитных реагентов.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от органических веществ путем обработки коагулянтом и флокулянтом с последующим разделением фаз, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют хлорид железа (III), а в качестве флокулянта соли синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала более С₂₁, причем очистку ведут при рН 5-7, а разделение фаз осуществляют флотацией.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соли синтетических жирных кислот вводят в количестве 0,25-0,5 мг/мг Fe (III).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2