Очистка сточных вод от нефтепродуктов модифицированными адсорбентами на основе карбонатного шлама

• Автор: Голубчиков, Максим Алексеевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АДСОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ

1.1. Характеристика нефтесодержащих сточных вод

1.2. Способы очистки сточных вод от нефтепродуктов

1.3. Адсорбция, как метод очистки жидких сред от поллютантов

1.4. Использование отходов промышленности при очистке сточных вод

1.5. Методы модифицирования промышленных отходов

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Определение основных технических характеристик адсорбента

2.2 Определение содержания нефтепродуктов в воде
2.3 Определение показателей качества воды
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО СОРБЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ КАРБОНАТНОГО ШЛАМА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ
3.1 Характеристика сточных вод ОАО «Нижнекамскнефтехим»
3.2 Технологические характеристики исходного карбонатного шлама..
3.3 Разработка сорбционного материала для очистки сточных вод от нефтепродуктов
3.4 Использование мелкодисперсного гидрофобного сорбционного материала для ликвидации разливов нефтепродуктов с поверхности водных объектов

3.5 Определение токсичности гранулированного гидрофобного сорбционного материала методом биотестирования
3.6 Утилизация отработанных сорбционных материалов
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА АДСОБЦИОННОГО ФИЛЬТРА С ЗАГРУЗКОЙ РАЗРАБОТАННОГО СОРБЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
4.1 Описание схемы установки по очистке сточных вод ОАО «Нижнекамскнефтехим» от нефтепродуктов
4.2 Расчет адсорбционного фильтра с загрузкой «СМ-5»
4.3 Схема производства гранулированного гидрофобного сорбционного материала «СМ - 5»
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО И ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗРАБОТАННОГО СОРБЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ
5.1 Расчет капитальных затрат производственного оборудования, инструментов и приспособлений при производстве сорбционного материала «СМ-5»
5.2 Расчет себестоимости изготовления сорбционного материала «СМ-5».
5.3 Расчет себестоимости очистки СВ от НП на адсорбционных фильтрах с загрузкой разработанного сорбционного материала
5.4 Расчет предотвращенного экологического ущерба
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Одним из источников загрязнения окружающей среды нефтепродуктами (НП) являются сточные воды (СВ) предприятий химической и нефтехимической промышленности. Сброс СВ, загрязненных НП выше значений НДС недопустим. Для снижения антропогенного воздействия НП в стоках предприятий химической и нефтехимической промышленности применимы сорбционные технологии глубокой доочистки, в большинстве случаев, с использованием активированных углей разных марок. Наряду с эффективностью очистки, данные сорбенты характеризуются высокой стоимостью, достигающей нескольких сот тысяч рублей за тонну. В настоящее время применение отходов предприятий в качестве сорбционных материалов (СМ) при очистке СВ от НП является актуальной задачей.
На предприятиях теплоэнергетики ежегодно, в зависимости от производительности, образуется и накапливается от 6,5 до 7 тысяч тонн карбонатного шлама химводоочистки. Использование данных отходов для удаления конкретного загрязнения требует определенных методов модифицирования.
В работе исследуется возможность применения разных модификаций карбонатного шлама осветлителей тепловых электрических станций (ТЭС) в качестве СМ НП при очистке СВ предприятий химической и нефтехимической промышленности.
Работа выполнена в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности №13.405.2014/К «Энерго- и ресурсосбережение и снижение техногенного воздействия на окружающую среду на предприятиях топливно-энергетического комплекса».
Объекты исследования. СВ промышленных предприятий химической и нефтехимической промышленности, загрязненные НП.
Цель работы. Снижение антропогенного воздействия на природную среду СВ промышленных предприятий химической и нефтехимической
- сорбционная очистка промышленных СВ от ионов тяжёлых металлов;
- использование в качестве добавки как адсорбента для создания композитных материалов в строительстве.
К первой области относится адсорбенты преимущественно органического происхождения, представляющие из себя отходы предприятий пищевой, нефтехимической, деревообрабатывающей промышленности и
агропромышленного комплекса. В работах [69-79] широко рассмотрена возможность использования таких отходов как шелуха семян, лен, стружка, опилки, в качестве адсорбентов для сбора НП с поверхности воды. Также, после соответствующей обработки, получают адсорбенты для сбора НП из отходов нефтехимической промышленности таких как отработанные шины, синтетические ионитов, полиэтилен, отходы кабельной промышленности [80-84].
На ряду с адсорбентами, изготовленных из органического сырья для удаления НП из воды используются отходы минерального происхождения. Если первая группа адсорбентов используется в основном для ликвидации разливов НП с водной поверхности за счет низкой насыпной плотности и когезии, то вторая группа адсорбентов минерального происхождения используется в основном для очистки СВ предприятий от НП за счет свойств особенностей поверхности и порового пространства. В работах [85-93] исследуются сорбционные свойства адсорбентов, полученных на основе шлаков цветной металлургии, золы уноса и шлама химводоочистки теплоэлектростанций. Для регенерации индустриальных масел, удаления из воды НП и фенола авторами [94]использовался минеральный осадок, оставшийся после аэрации артезианской воды - аморфная форма оксигидрата железа с примесыо карбонатов.
Ко второй области использования отходов производства в качестве адсорбентов относится очистка сточной воды от ионов тяжелых металлов. Состав адсорбентов в основном представлен отходами цветной металлургии, теплоэнергетики, реже отходами химической промышленности и агропромышленного комплекса. Отходы металлургической промышленности и теплоэнергетики в основном представлены гидроксидом кальция, магния,