Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ современного состояния проблемы очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты 8
1.1. Характеристика нефтесодержащих сточных вод и методов их очистки 8
1.2. Использование синтетических полимерных материалов на стадии доочистки от нефтепродуктов 11
1.3. Природные сорбенты в процессах очистки нефтесодержащих сточных вод 14
1.4. Перспективы применения в водоочистке природных материалов с модифицированной поверхностью 26
1.5. Постановка задачи исследований 30
2. Исследование возможностей применения вспученного перлита в насыпных фильтрах в процессе очистки нефтесодержащих вод 32
2.1. Исследование технологических характеристик вспученного перлита на лабораторном насыпном фильтре 32
2.1.1. Определение удельного расхода воды 34
2.1.2. Изучение гидравлического сопротивления слоя вспученного перлита
2.1.3. Определение температурного режима 38
2.1.4. Определение оптимальной высоты фильтрующего слоя 39
2.2. Определение нефтеемкости вспученного перлита 43
2.3. Статистическая модель процесса очистки нефтесодержащих вод фильтрованием 47
Выводы к главе 2 51
3. Исследование возможностей получения гидрофобного вспученного перлита с модифицированной поверхностью 52
3.1. Поверхностные свойства вспученного перлита 52
3.2. Модифицирование вспученного перлита синтетическими полимерными материалами 53
3.2.1. Установление оптимальных параметров процесса модифицирования вспученного перлита синтетическими полимерными материалами 54
3.3. Модифицирование вспученного перлита четвертичными аммони евыми солями 60
3.3.1. Установление оптимальных параметров процесса модифицирования вспученного перлита четвертичными аммониевыми солями 61
3.4. Исследование сорбционных свойств модифицированных вспученных перлитов 69
3.5. Определение динамической нефтеемкости модифицированного катамином АБ-18 вспученного перлита 74
Выводы к главе 3 76
4. Промышленные испытания вспученного перлита 78
4.1. Испытания вспученного перлита в топливном цехе Разданской ГРЭС 78
4.1.1. Технологическая схема системы очистки нефтесодержащих вод на Разданской ГРЭС 78
4.2. Изучение свойств нефтесодержащих сточных вод 80
4.3. Испытания вспученного перлита на укрупненной установке 82
4.4. Испытания вспученного перлита в промышленных фильтрах тонкой очистки 85
4.4.1. Изучение характера загрязнения сорбента и его гидравлического сопротивления в фильтрах тонкой очистки 88
4.5. Испытания вспученного перлита в промышленных фильтрах механической очистки 91
4.5.1. Изучение характера загрязнения сорбента и его гидравлического сопротивления в механическом фильтре 95
4.6. Влияние режимов вспучивания на технологические характерис тики вспученного перлита 97
Выводы к главе 4 102
5 Предлагаемая технологическая схема очистки нефтесодержащих вод и ее технико-экономическая оценка 105
5.1. Предлагаемая технологическая схема очистки 105
5.2. Расчет годового экономического эффекта использования предла гаемой технологической схемы 109
Выводы 112
Список использованной литературы
- Использование синтетических полимерных материалов на стадии доочистки от нефтепродуктов
- Изучение гидравлического сопротивления слоя вспученного перлита
- Модифицирование вспученного перлита синтетическими полимерными материалами
- Технологическая схема системы очистки нефтесодержащих вод на Разданской ГРЭС
Введение к работе
Нефть и нефтепродукты относятся к числу наиболее вредных веществ, загрязняющих природные воды. Вредность их воздействия заключается не только в уменьшении аэрации водоемов и губительном влиянии на его флору и фауну, но и связана с повышением заболеваемости населения.
В настоящее время, несмотря на падение производства в Республике Армения и уменьшение количества производственных сточных вод, концентрации нефтепродуктов в водоемах превышают допустимые пределы. Это обусловлено недостаточной эффективностью сооружений очистки. Кроме того, отрицательное влияние оказал и десятилетний спад экономики страны, не позволивший направить целевые средства на решение экологических проблем. В сложившейся обстановке, если не будут приняты эффективные меры, дальнейшее загрязнение водоемов нефтепродуктами станет закономерностью. А это, в свою очередь, повлечет за собой истощение водных ресурсов, что недопустимо в такой маловодной стране, какой является Армения.
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. На современном этапе проблема глубокой очистки водг загрязненных нефтепродуктами, остается актуальной не только в связи с малыми значениями их ПДК (0,01.,.0,05 мг/л для водоемов рыбохозяйственного и 0,3 мг/л - культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения), но и потому, что они представлены в стоках практически всех промышленных предприятий.
В мировой практике наметились три основных пути решения этой задачи. Первый путь заключается в совершенствовании процессов, технологий и аппаратов водоиспользования с применением водооборотных систем в промышленности, транспорте и сельском хозяйстве. Второй путь заключается в разработке сорбционных процессов с использованием доступных природных материалов, таких как бентонит, диатомит, ископаемые угли и т. д. Третий - современный, многообещающий путь состоит в модифицировании поверхности доступных, природных сорбентов гидрофоби зующими соединениями различных классов с целью повышения их нефтепоглотительной емкости.
В течение многих десятилетий в процессе глубокой очистки нефте-содержащих сточных вод традиционно используются активированные угли (АУ). Однако, сейчас, дороговизна и дефицитность АУ ограничивает их применение в водоочистке. Поэтому, разработка процесса глубокой, сорб-ционной очистки нефтесодержащих сточных вод с использованием доступного природного сорбента и выгодного с технологической, экономической и экологической точек зрения, в настоящее время является весьма актуальной.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Наиболее доступным и перспективным сорбентом для очистки нефтесодержащих сточных вод является вспученный перлит, получаемый из местного сырья. Однако, до сих пор нет разработанных технологических режимов фильтрования нефтесодержащих вод через слой вспученного перлита в напорно-насыпных фильтрах, обеспечивающих допустимые нормы ПДК нефтепродуктов в сточных водах.
Целью диссертационной работы явилось:
• исследование возможностей применения вспученного перлита, получаемого из сырья Арагацкого месторождения, в процессе глубокой сорбционной очистки нефтесодержащих сточных вод в напорно-насыпных фильтрах;
• исследование возможностей получения гидрофобного адсорбента на основе вспученного перлита;
• разработка эффективной технологии очистки нефтесодержащих сточных вод с применением вспученного перлита в напорно-насыпных фильтрах.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. При решении поставленных задач применялись гравиметрический, фотоколориметрический и ИК-спектро-скопический методы анализа. При моделировании процесса фильтрования нефтесодержащих вод через слой вспученного перлита в насыпном филь тре использованы методы математической статистики. Алгоритм метода Джордана-Гаусса реализован на языке C++.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационной работы заключается в следующем.
• установлена технико-экономическая целесообразность и эффективность применения вспученного перлита местного производства взамен активированного угля и дробленого термообработанного антрацита на стадии очистки малоконцентрированных по нефтепродуктам сточных вод;
• впервые разработана технология сорбционной очистки нефтесодер-жащих сточных вод с использованием плавающего слоя вспученного перлита в напорно-насыпных фильтрах, обеспечивающая международные нормы ПДК нефтепродуктов в сточных водах;
• определен ряд физико-химических и технологических показателей вспученного перлита, таких как динамическая нефтеемкость, удельный расход воды на единицу поверхности сорбента, время контакта загрязненной воды с сорбентом, гидравлическое сопротивление слоя, продолжительность фильтроцикла;
• разработан способ получения гидрофобного сорбента на основе вспученного перлита, нефтепоглотительная емкость которого превосходит соответствующий показатель негидрофобного в 2...3,5 раза.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ:
• разработана технология доочистки сточных вод от нефтепродуктов, обеспечивающая безвредность их сброса в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.
• впервые в качестве фильтрующе-сорбирующего материала, применяемого в напорно-насыпных промышленных фильтрах взамен активированного угля и дробленого, термообработанного антрацита испытан и в настоящее время используется местный, дешевый и доступный материал - вспученный перлит.
Результаты работы внедрены в цехе тепловых и подземных коммуникаций (ТПК) Армянской АЭС на стадии доочистки нефтесодержащих сточных вод. Годовой экономический эффект от внедрения технологии составляет »155 тысяч долларов США.
ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
? результаты лабораторных исследований по определению технологических режимов фильтрования нефтесодержащих вод в насыпном филь-трех, обеспечивающих грубую и тонкую очистку от нефтепродуктов;
? результаты лабораторных исследований по получению гидрофобного вспученного перлита с повышенной нефтеемкостью;
? результаты промышленных испытаний вспученного перлита взамен активированного угля и термообработанного антрацита на стадии доочистки сточных вод от нефтепродуктов;
? Рекомендуемая технологическая схема глубокой очистки сточных вод сорбционным методом с использованием плавающего слоя вспученного перлита в напорно-насыпных фильтрах и ее технико-экономическая оценка.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях ГИУА (Ереван, 1998 и 2000 гг.) и НАН РА "Химическая наука Армении на пороге 21 века" (Ереван, 2000), на IV Международном конгрессе "Вода: Экология и Технология" Экватек-2000 (Москва, 2000). По материалам работы опубликовано 5 статей и 5 тезисов докладов.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 144 страницах и состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения, списка литературы, включающего 132 наименования, 39 рисунков, 12 таблиц и приложений.
Использование синтетических полимерных материалов на стадии доочистки от нефтепродуктов
В последние годы зарубежными исследователями уделяется большое внимание процессу фильтрования через полимерные материалы [41...45]. Такие свойства пористых полимерных материалов, как инертность и достаточно высокая удельная поверхность, легкость осуществления регенерации способствовала распространению этих адсорбентов для целей очистки сточных вод от органических загрязнений. В связи с этим, в научной литературе появился ряд сообщений [см., в част. 46], в которых проведено сравнение свойств полимерных сорбентов со свой ствами активированных углей, наиболее часто применяемых для сорбци-онной очистки нефтесодержащих стоков.
Изучение физико-химических свойств нетканых синтетических Jp материалов на примере волокон нитрона, капрона, полипропилена, поливинилхлорида и вискозы применительно к очистке нефтесодер жащих стоков показало, что эти материалы обладают высокой дина мической нефтеемкостью 2...3 г/г, что значительно превышает пока затели обычно используемых загрузок (например, 0,1...0,2 г/г для песка) [46]. Незначительная поверхность гранул этих же полимеров по срав нению с неткаными волокнами определяет их практически невысокую емкость по нефтепродуктам (0,03...0,05 г/г). Показано, что применение смеси волокон повышает сорбционную способность холстов [там же].
Этот факт, очевидно, можно объяснить более дезориентированной структурой смесей, что подтверждается малым объемным весом холста.
Проведенные в [46] исследования показали, что на сорбцию неф тепродуктов оказывает влияние наличие в сточных водах взвешенных частиц. Авторами [47] высказывается предположение о том, что нефте продукты, адсорбировавшиеся на гранулах полимера, вступают во взаимодействие со взвешенными веществами, которые в свою очередь способствуют извлечению нефтепродуктов из сточных вод. Задержан ные взвешенные вещества, совместно с сорбировавшимися на них неф тепродуктами, удаляются обратной промывкой при регенерации грану лированных полимерных сорбентов, в то время, как нефтепродукты, адсорбировавшиеся на гранулах полимера, обратной промывкой, прак тически, не удаляются [48]. Необходимо отметить достаточно высокое 1...2 г/л содержание в промывочной воде нефтепродуктов, что объяс Л няется их сорбцией на выделенных взвешенных веществах, концентра ция которых в промывочной воде составляет 5 г/л.
Особый интерес представляет применение для доочистки сточных вод фильтров с неоднородной загрузкой из вспененных гранул полистирола (ФПЗ), плотность зерен которых меньше плотности воды [49]. Применение плавающего фильтрующего слоя позволяет значительно изменить технологию процесса, увеличить скорость фильтрования и начальную концентрацию примесей, а также упрощает регенерацию загрузки [14]. Повышению эффективности способствует и совпадение направления движения потока промывочной воды с направлением силы тяжести отмытых загрязнений, что снижает вероятность образования грязевых бассейнов в толще загрузки фильтра [там же]. Установлено, что при фильтровании воды с содержанием 18...20 мг/л нефтепродуктов на двухярусном напорном фильтре с загрузкой из пенополистирола размерами гранул в первом слое 3...5 мм, а во втором — 2...3 мм концентрация нефтепродуктов снижается вдвое [14]. По мнению автора [49], в начальный период фильтрования малоконцентрированных суспензий в фильтрующей загрузке происходит локализация загрязнений под воздействием молекулярных сил притяжения, адсорбции, осаждения, сил Ван-дер-Ваальса, инерции и случайного контакта, механического перехвата и др. Далее, благодаря наличию в фильтруемой сточной воде микроорганизмов, органических загрязнений и растворенного кислорода в толще фильтрующего слоя создаются условия, благоприятные для развития биоценоза, оказывающего положительное влияние на эффективность работы фильтра.
Свойства поверхности полимерных адсорбентов, а точнее, степень ее гидрофобности можно изменять, применяя при их синтезе в качестве мономеров различные соединения. Так, среди синтезированных сополимеров на основе акрилонитрила и стирола, метакрилата и стирола, винилпиридина и фенолформальдегида, стирола и дивинилбензола (ДВБ) последние являются наиболее гидрофобными [50]. При адсорбционной очистке сточных вод, содержащих слабополярные органические загрязнения авторами [50] предлагается сначала обрабатывать стоки геле-образным полимерным материалом, например, полистиролом или сополимером стирола и ДВБ, а только потом производить очистку пористым полимерным адсорбентом.
Изучение гидравлического сопротивления слоя вспученного перлита37
Процесс фильтрования определяется множеством технологических параметров, и, в первую очередь, свойствами фильтрующего материала и фильтруемой среды, гидродинамическими режимами процесса и температурой [14]. Очень часто, более эффективным может оказаться применение менее долговечной загрузки, но обеспечивающей большую производительность фильтра [75]. Кроме этого, материалы, применяемые в качестве загрузок водоочистных фильтров, должны иметь необходимую гранулометрическую структуру, химическую стойкость и высокую фильтрующую способность [26,112]. В научно-технической литературе вспученный перлит характеризуется высокой устойчивостью к механическим нагрузкам и химическому разрушению, низкой плотностью, высокоразвитой поверхностью, достаточно высокой емкостью по нефтепродуктам и хорошей кинетикой их поглощения [см. в част. 80,81], и, следовательно, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к фильтрующим загрузкам.
Испытания вспученного перлита различных фракций проводились на лабораторном насыпном фильтре, схема которого показана на рис. 2.1. Испытуемый сорбент помещался между латунными сетками (7) стеклянного адсорбера (2). Сетки насаживались на центральный стержень (б) из латуни и закреплялись в узле (8). Между напорным сосудом (4) и адсорбером (2) был установлен моностат - открытый сверху цилиндр "(3) из стекла для замера гидравлического сопротивления сорбента, контроля и установления расхода воды.
Загрузку адсорбера производили сверху. По мере заполнения промежутка между сетками в адсорбер при помощи стержня опускали насадку. Разборку адсорбера и удаление слоя адсорбента выполняли в обратном порядке.
Модельную сточную воду готовили перемешиванием определенной навески смеси нефтепродуктов (компрессорного, трансформаторного и турбинного масел) в дистиллированной воде. Концентрацию модельных растворов определяли перед экспериментом гравиметрическим методом [см. приложения]. Учитывая, что эффективность сорбционной очистки от нефтепродуктов максимальна при рН= 6,9...7,1 [40,108], рН модельных вод поддерживали в указанном диапазоне. Фильтрование загрязненной воды проводили в следующем порядке: открывали воду на адсорбер, устанавливали расход воды и уровень по моностату и при заданных параметрах снизу пропускали воду через насадку, сверху собирали очищенную воду и анализировали на содержание нефтепродукта гравиметрическим и фотоколориметрическим методами [см. прилож.]. Условия экспериментов: Диаметр адсорбера, мм 44,70 Сечение адсорбераг внутреннее, см2 15,68 Латунные сетки с числом сплетений на см2, шт 36 Суммарная высота слоя сорбента, мм 120 Содержание нефтепродуктов в модельной сточной воде, мг/л 6,80 Температура воды, С 20 рН воды 7, Изучение процесса фильтрования модельных растворов через слой вспученного перлита показало, что степень очистки изменяется в зависимости от удельного расхода воды. При этом, немаловажную роль играет фракционный состав фильтрующей загрузки. Фракции вспученного перлита, размеры которых приведены далее, выбраны на основании лабораторных экспериментов. Объемную скорость модельной сточной воды, измеренную в мл/сек пересчитывали на объемный расход V (м3/с) или на удельный расход, измеряемый в м3/м2-ч. Данные, полученные в этой серии экспериментов, приводятся в таблице 2,1.1. Как видно из полученных данных, при применениии мелких фракций вспученного перлита степень извлечения нефтепродуктов выше. Так, после фильтрования через слой сорбента смеси фракций 2.,.5 мм содержания нефтепродуктов в очищенной воде уложились в интервал 0,1...0,3 мг/л, в то время, как для смеси фракций 5... 15 мм соответствующий показатель очистки колеблется в пределах 1,1... 1,9 мг/л при тех же удельных расходах воды вплоть до 7 м3/м2ч.
Модифицирование вспученного перлита синтетическими полимерными материалами
Известно [78, 80], что реакционная способность, капиллярные, тепловые, адгезионнные и сорбционные характеристики вспученного перлита зависят от физико-химических свойств его поверхности. Эти свойства в значительной мере могут быть изменены путем изменения, например, режима теплового воздействия при вспучивании [81]. Основным вспучивающим агентом является вода; она присутствует в перлите в двух формах - молекулярно связанной (кристаллизационной) и конституционно связанной воды (гидроксильные группы) [68]. В процессе вспучивания перлита при нагревании до Ь00С удаляется основная часть молекулярно связанной воды и гидроксильных групп [там же]. Повышение температуры до 900.,.1100С не влияет на оставшуюся в перлите часть гидроксильных групп [76].
Высокое содержание на поверхности вспученного перлита гидроксильных групп, валентно связанных с атомами кремния и алюминия [80] обуславливает особенности его взаимодействия с водой. Поверхностные гидроксильные группы, находящиеся на соответствующих расстояниях, взаимодействуют между собой за счет образования водородных связей [99]. Одновременно, каждая гидроксильная группа может быть связана с ассоциированными молекулами воды. Схематически это выглядит так: Согласно [99], удельная поверхность вспученного перлита составляет: по воде - 1,33; по бензолу — 2,42 м2/г.
Высокая гидрофильность вспученного перлита - фактор отрицательный, так как при этом ухудшаются его нефтепоглотительные свойства [там же]. С целью понижения водопоглощения проведено модифицирование вспученного перлита: синтетическими полимерными материалами; четвертичными аммониевыми солями.
Проведены варианты модифицирования вспученного перлита поливинилацетатом (ПВА) и поливинилхлоридом (ПВХ). Условия модифицирования синтетическими полимерными материалами были выбраны таким образом, чтобы закрепить молекулы полимеров на поверхности вспученного перлита. Первичный модифицирующий агент (активатор поверхности) натриевая соль хлорамида пара-хлорбензол-сульфокислоты (монохлорамин-ХБ) применялся в виде раствора в этил-ацетате, а полимерные модификаторы - в виде растворов в бинарной смеси растворителей ( циклогексанон-толуол, в соотношении 1:3).
Строения аппретирующих покрытий устанавливались ИК- спектрами, снятыми на спектрофотометре SPECORD-75 в диапазоне частот 400...4000 см"1 прессовкой модифицированных образцов с КВг.
ИК-спектры немодифицированного вспученного перлита характеризуются полосами поглощения при 470 (Si-O), 820 (ОН-группы), 1000-1200 (Si-O-Si) и 3400-3600 (адсорбированная вода) см"1 [ПО]. Фиксация модифицирующих веществ на поверхности вспученного перлита характеризуется на ИК-спектрах появлением новых полос поглощения при 1700 (С = 0), 1050 (C-O-CJ, 710 (С-С1) и 780 (ОН-группы) см"1 [111]. Сме щение полосы поглощения структурно-связанных гидроксильных групп на 40 см"1 в более низкочастотную область спектра является доказательством взаимодействия вспученного перлита с полимерным модификатором.
Оптимальные параметры процесса модифицирования вспученного перлита вышеуказанными полимерными соединениями устанавливались экспериментальным путем.
Важной характеристикой получаемых сорбентов является количество полимерных веществ на поверхности минеральной матрицы. Экспериментальным путем установлено, что увеличение концентрации раствора гидрофобизатора сопровождается увеличением количества фиксированного на поверхности вспученного перлита полимерного вещества, при этом важное значение имеет концентрация первичного модифицирующего агента —монохлорамина-ХБ. Как видно из рис. 3.2.1 и 3.2.2 максимальное количество модифицирующих веществ фиксируется на поверхности вспученного перлита при его обработке в течение одной минуты 2%-ым раствором монохлорамина-ХБ для всех вариантов модифицирования.
Также установлено» что для фиксирования на поверхности вспученного перлита максимального количества поливинилацетата и поливинилхлорида достаточна его обработка растворами соответствующих модификаторов в течение 10 мин (рис. 3.2.3 и 3.2.4).
Оптимальный расход раствора модификатора на единицу массы вспученного перлита устанавливали следующим образом: отдельные фракции вспученного перлита с объемно-насыпной массой у=110 кг/м3 насыпали в делительные воронки и, перемешивая, обрабатывали растворами модификатора с различными концентрациями в количестве от 50 до 500 % массы сорбента, после чего сливали гидрофобизующий раствор и материал сушили. Температура сушки определяется температурой испарения растворителей и термостойкостью применяемых гидрофоби-заторов и не должна превышать 70С. Полученные покрытия обладают устойчивостью и не смываются водой.
Объемно-насыпную массу модифицированных образцов определяли по ГОСТ 10832-83. Результаты определений представлены на рис.3.2.5 и 3.2.6Г анализ которых показывает, что увеличение объемно-насыпной массы у происходит по мере увеличения количеств растворов модификаторов. Известно, что значительное увеличение объемно-насыпной массы при модифицировании отрицательно сказывается на поглотительной способности вспученного перлита по отношению к нефтепродуктам [100]. Оптимальным можно считать такой избыток растворов модификаторов, при котором изменение объемно- насыпной массы Ау не превышает 2%.
Согласно полученным данным, при модифицировании вспученного перлита поливинилхлоридом и поливинилацетатом оптимальным является 150%-ый избыток их растворов с концентрацией 1...3%.
Технологическая схема системы очистки нефтесодержащих вод на Разданской ГРЭС
Такой прием циркуляции воды может быть выполнен при наличии резерва объема в резервуаре (3) или при прекращении подачи воды из (2) в (3). Прием возврата вод из флотатора предусмотрен и для случаев нарушения процессов. Однако, в этом случае, для восстановления нормальных условий флотатор будет работать в худших условиях, так как время пребывания в нем воды будет меньше 5-ти минут, предусмотренных инструкцией при расходе 100 м3/час.
Кроме того, в инструкции нет указания, каким образом обезвреживается осадок, периодически передаваемый гидроэлеватором со дна мазутоловушки (2) в емкость (9). Осадок может накопиться также и в резервуарах (3) и (1). Эти осадки подлежат удалению при остановочных капитальных ремонтах. Удаление и обезвреживание осадков является серьезной проблемой, так как они содержат нефтепродукты.
Прежде, чем приступить к испытаниям сорбента проводилось изучение физико-химических свойств нефтесодержащих сточных вод по признакам, имеющим определенное значение для процессов сорбции. В качестве объекта изучения были выбраны сточные воды топливного цеха Разданской ГРЭС. Образцы вод имели следущие характерные признаки: рН= 6,9...7 цвет желто- или зеленовато-коричневый запах, специфический для нефтепродуктов наличие небольшой пленки нефтепродуктов на поверхности температура 3Q..A2C содержание в воде нефтепродуктов - 100...250 мг/л непрозрачные в толщине 50 см наличие обнаруживаемых глазом взвешенных частиц при экстракции сильно загрязненных вод с содержанием нефтепродуктов 250 МГ/А тетрахлоридом углерода на дне делительной воронки образовывалась муть. Растворитель в виде мелких капель оседал на стенках делительной воронки и, вследствии нечеткости границ раздела растворителя и воды, сильно затруднялся анализ. В слабоза-грязненной воде этот эффект проявлялся слабо и не мешал точному выполнению анализа. Эффект диспергирования тетрахлорида углерода обнаруживался и в исходной технической воде, отбираемой из реки Мармарик, в то время, как в дистиллированной и водопроводной питьевой воде такого явления не было замечено.
Был обнаружен интересный факт: в образцах вод, отобранных после флотатора при хранении в стеклянном баллоне происходило уменьшение видимых на глаз взвешенных частиц и выпадал осадок в виде неплотного, зернистого, подвижного ила коричневого цвета с четко выраженной границей раздела, а на поверхности скапливалось небольшое количество черных частиц диспергированного мазута.
После отстоя в течение определенных промежутков времени сифоном из середины высоты (50см) отбиралась проба на содержание нефтепродуктов. Результаты анализов приводятся в таблице 4.2. Как видно из табличных данных, содержание мазута в воде после отстоя уменьшается. Это, очевидно, является следствием того, что при отстое сильно загрязненных вод при 20 С продолжается процесс сорбции мазута на стенках стеклянного баллона и взвешенных частицах и переход их в осадок и на поверхность.
В топливном цехе Разданской ГРЭС нами была сконструирована и смонтирована укрупненная установка размерами: диаметр 604 мм, высота 1000 мм.
Предполагалось, что очистка вод, прошедших флотатор, будет осуществлена в две стадии. На первой стадии замазученные, замасленные сточные воды будут очищаться на Харьковских агрегатах "Полимер-85" с 150 до 10 мт/л, а на второй - на укрупненной установке с 10 до 0,3 мг/л.
Важно отметить, что в период испытаний [127] загрязнение вод мазутом происходило настолько интенсивно, что мазутоловушка и флотатор не справлялись и нефтесодержащие воды поступали на стадию фильтрования с содержанием нефтепродуктов, более чем 150 мг/л, а иногда и с содержанием мазута в виде обрывных, плавучих капель.
В действующей схеме очистки замазученных, замасленных сточных вод Разданской ГРЭС нет аппаратов механической очистки. Поэтому, для возможного снижения концентрации нефтепродукта, чтобы в дальнейшем испытания вспученного перлита проходили в условиях, близких к заданным 10 мг/л, загрязненную воду, прошедшую через флотатор, предварительно пропускали через напорный сосуд, наполненный вулканическим шлаком. Расход воды составлял 3,6...7 м3/м2 Час. При максимальном расходе воды 7 м3/м2час гидравлическое сопротивление не превышало 0,3 атм.
В ходе испытаний [127] контролировали содержание нефтепродуктов в загрязненной и очищенной водах гравиметрическим методом, а за эффектом очистки наблюдали визуально, путем сравнения вод до и после очистки. В таблице 4.3.1 приводятся результаты испытаний вспученного перлита смеси фракций 5... 15 мм.
