Использование адсорбционных технологий и углеродных адсорбентов на основе лузги подсолнечной в системах очистки нефтезагрязненных вод

• Автор: Долгих, Оксана Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор...'

1.1. Проблема нефтяного загрязнения окружающей среды

1.2. Методы ликвидации разливов нефти

1.3. Оценка эффективности известных способов очистки нефтесодержащих стоков

1.4. Классификация сорбентов для очистки окружающей среды от углеводородных загрязнений

1.5. Проблема утилизации отходов растительного сырья

1.6. Технологические процессы получения нефтесорбентов из растительного сырья

1.6.1. Карбонизация

1.6.2. Химическое модифицирование
1:6.3. Грануляция
Выводы по литературному обзору и постановка задачи исследования
2.1. Характеристика используемых материалов
2.2. Лабораторные установки для получения сорбентов и исследование
их адсорбционной емкости
2.2.1. Лабораторная установка для термохимического
модифицирования лузги подсолнечной !
2.2.2. Адсорбционная волюмометрическая установка
2.2.3. Лабораторная установка для испытания сорбентов в динамических условиях
2.3. Методы общего анализа и физико-химических исследований
2.3.1. Термический анализ
2.3.2. Анализ пористой структуры
2.3.3. Методы определения основных свойств сорбентов
2.3.4. ИК-фотометрический метод измерения массовых концентраций нефти в воде

Глава 3. Получение нефтесорбентов из лузги подсолнечной и исследование их характеристик
3.1. Дифференциально-термический анализ сырья
3.2. Исследование влияния технологических параметров карбонизации
на свойства сорбентов
3.2.1. Влияние температуры
3.2.2. Влияние продолжительности процесса
3.2.3. Влияние состава газовой среды
3:3. Исследование влияния термохимического модифицирования на свойства сорбентов
3.3.1. Влияние условий химического модифицирования
3.3.2. Влияние параметров термообработки
3.4. Исследование влияния условий получения гранулированных сорбентов на их свойства
3.5. Исследование сорбции нефти и нефтепродуктов в статических и
динамических условиях
Выводы по главе
Глава 4. Разработка технологических схем производства нефтесорбентов и адсорбционных технологий очистки воды
4.1. Разработка технологической схемы получения нефтесорбентов методом термохимического модифицирования
4.2. Разработка технологической схемы получения гранулированных нефтесорбентов
4.3. Технико-экономический анализ производства нефтесорбентов
4.4. Применение сорбентов при ликвидации аварийных разливов нефти
4.5. Сорбционная технология очистки сточных вод объектов по хранению и реализации нефтепродуктов
4.6. Расчет эколого-экономической эффективности от внедрения
сорбционного метода доочистки нефтесодержащих стоков АЗК
Выводы поглаве4
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Предотвращение нефтяного загрязнения гидросферы и ликвидация его последствий — одна из сложных и многоплановых проблем охраны природной среды, перспективным решением которой является использование сорбционных технологий очистки. Несмотря на разнообразие промышленных адсорбентов, их применение ограничивают высокая стоимость, мелкодисперсная форма, вызывающая трудности при использовании, сложность утилизации насыщенного поглотителя. В настоящее время в России потребление нефтесорбентов недостаточно и даже с учетом импорта составляет только 6-7,5 тыс. т в год. В результате собирается около 1,5-1,8% от общего объема попавшей в природную среду нефти. Поэтому разработка технических решений по очистке сточных вод и ликвидации разливов нефти с использованием новых, более дешевых и доступных адсорбентов является важной и весьма актуальной научно-прикладной задачей. Сырьем для производства нефтесорбентов могут быть многотоннажные растительные отходы агропромышленного комплекса, в частности, подсолнечная лузга. Это позволяет комплексно решать проблему утилизации сельскохозяйственных отходов и получения материалов, применяемых в природоохранной деятельности.
За последние годы заметно возрос вклад в загрязнение гидросферы от многочисленных объектов, связанных с хранением и реализацией нефти и нефтепродуктов. Расположение нефтебаз, автозаправочных станций и комплексов в непосредственной близости от населенных пунктов или на их территории резко усиливает негативное влияние на экологическую обстановку. Эффективность систем очистки сточных вод этих объектов можно существенно повысить за счет разработки и внедрения узлов сорбционной доочистки.
Цель работы. Разработка адсорбционных технологий ликвидации нефтяных разливов и очистки нефтезагрязненных сточных вод с использованием новых дисперсных и гранулированных углеродных адсорбентов на основе лузги подсолнечной.

2010 году валовый сбор подсолнечника составил 340 тыс. тонн [83]. С учетом выхода лузги на уровне 17-27% от массы семян количество отходов от переработки можно оценить величиной в 85 тыс. тонн и общим объемом около 730 тыс. м3.
Утилизировать лузгу обычным сжиганием' проблематично, поскольку сырье обладает большой парусностью, и продукты горения легко забивают воздуховоды в топках. Поэтому только небольшая доля отхода сжигается на отдельных маслоэкстракционных заводах, оснащенных печами специальной конструкции, остальная часть складируется в отвалах. Вывозимая на свалку лузга в летнее время имеет способность к возгоранию, в осенне-зимний период тлеет, создавая неприятные запахи, сильно ухудшая экологическую обстановку. Сжигание в топках котельных, кроме ущерба окружающей среде от выбросов в атмосферу, свидетельствует также о нерациональной ликвидации этого ценного отхода. Рациональное использование вторичного сырья позволяет резко сократить отходы и повысить рентабельность производства за, счет создания нового спектра полезных продуктов.
Для переработки растительного сырья, в первую очередь, древесных отходов и некоторых родственных древесным видам отходов сельскохозяйственного производства применяют технологии, основанные на химических, механохимических, термохимических и биохимических превращениях содержащихся в них компонентов [84].
Традиционным методом утилизации растительных отходов является их использование на корм животным.Однако такие распространенные отходы, как лузга подсолнечная, кукурузные кочерыжки, хлопковая шелуха даже в тонкоизмельченном состоянии почти не усваиваются сельскохозяйственными животными, так как содержат 70-75% нерастворимых в воде полисахаридов в виде гемицеллюлоз, целлюлозы и требуют предварительной обработки, например, гидролиза в присутствии катализаторов (минеральных кислот, кислых солей и некоторых других веществ) [85].