Разработка электрофлотационной технологии очистки сточных вод транспортных предприятий от нефтепродуктов

• Автор: Матвеева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Литературный обзор.

1.1. Характеристика объекта. Токсикология. Экологические аспекты загрязнения окружающей среды нефтепродуктами.

1.2. Анализ методов очистки сточных вод от нефтепродуктов.

1.3. Электрохимические методы очистки сточных вод от нефтепродуктов

1.4. Выводы из литературного обзора.

2. Методика эксперимента.

2.1. Методика приготовления рабочих растворов.

2.2. Методика проведения эксперимента на лабораторных установках

2.2.1. Методика проведения эксперимента в непроточной электрофлотационной установке

2.2.2. Методика проведения эксперимента в проточной электрофлотационной установке
2.2.3. Методика определения газонасыщения и распределения пузырьков газа по размеру
2.3. Методы количественного анализа растворов.
2.3.1. Ускоренное определение ХПК по Лейте.
2.3.2. Определение массовой концентрации методом инфракрасной спектроскопии ИКС
2.3.3. Седиментационный анализ.
2.3.4. Методика расчета газонасыщения и скорости всплытия пузырьков газа.
2.4. Электрохимические методы исследования
2.4.1. Термический метод изготовления анодов.
2.4.2. Метод поляризационных измерений.
2.5. Физические методы анализа
2.5.1. Хроматографический анализ
3. Исследование процесса электрофлотационного извлечения
бензинов из сточных вод в периодическом режиме.
3.1. Отстаивание насыщенных растворов бензинов.
3.2. Электрофлотационное извлечение бензинов из водных сред
3.3. Влияние электрохимических и химических факторов на эффективность электрофлотации бензинов.
3.3.1. Влияние величины стока
3.3.2. Влияние времени электрофлотации
3.3.3. Влияние объемной плотности тока
3.3.4. Влияние исходного содержания бензина в стоке.
3.4. Влияние концентрации коагулянтов и флокулянтов на кинетику и эффективность электрофлотации эмульсий бензинов
3.5. Извлечение индивидуальных компонентов бензинов
в процессе электрофлотации.
3.6. Обсуждение экспериментальных результатов по извлечению бензинов в электрофлотаторе периодического действия.
4. Исследование процесса электрофлотационного извлечения дизельного топлива из сточных вод в периодическом режиме
4.1. Отстаивание эмульсии дизельного топлива.
4.2. Электрофлотация эмульсии дизельного топлива.
4.3. Влияние электрохимических и химических факторов на эффективность электрофлотации эмульсии дизельного топлива
4.3.1. Влияние величины стока
4.3.2. Влияние объемной плотности тока
4.3.3. Влияние исходного содержания моторных топлив в стоке
4.3.4. Влияние солевого состава стока.
4.4. Влияние концентрации коагулянтов и флокулянтов на кинетику и эффективность электрофлотации эмульсий извлечение дизельного топлива.
4.5. Исследование процесса совместного электрофлотационного извлечения эмульсий моторных топлива и ПАВ
в составе моющих средств.
4.5.1. Влияние АПАВ на дисперсионную устойчивость эмульсий.
4.5.2. Влияние АПАВ на эффективность электрофлотации эмульсий.
4.5.3. Влияние НПАВ на дисперсионную устойчивость эмульсий.
4.5.4. Влияние НПАВ на эффективность электрофлотации эмульсий.
4.5.5. Совместное извлечение моторных топлив и ПАВ в составе моющего средства лабомид.
4.5.6. Влияние других компонентов моющих средств
на эффективность электрофлотации.
4.6. Исследование окислительновосстановительных процессов
в системе вода моторное топливо в процессе электрофлотации
4.6.1. Катодные поляризационные кривые.
4.6.2. Анодные поляризационные кривые
4.7. Обсуждение экспериментальных результатов по извлечению дизельного топлива в электрофлотаторе периодического действия
5. Экспериментальное исследование гидродинамики
газожидкостной системы электрофлотатора
6. Исследование процесса электрофлотационного извлечения
моторных топлив из сточных вод в проточном режиме.
6.1. Влияние скорости подачи стока
6.2. Влияние величины токовой нагрузки в камерах электрофлотатора.
6.3. Влияние режимов токовой нагрузки в камерах электрофлотатора
6.4. Влияние величины стока
6.5. Влияние коагулянтов на эффективность извлечения
эмульсий моторных топлив.
6.6. Обсуждение экспериментальных результатов по извлечению моторных топлив в электрофлотаторе проточного типа
7. Разработка электрофлотационной технологии извлечения
моторных топлив из сточных вод транспортных предприятий.
8. Выводы
9. Литература
Приложение 1.
ВВЕДЕНИЕ
Нефть и продукты ее переработки стали в веке основным энергетическим ресурсом, превратившись в самое распространенное загрязняющее вещество. Ежегодно в мировой океан поступает свыше 6 млн. тонн нефтепродуктов, причем больше половины этих веществ поступает со стоком рек и промышленными нефтесодержащими водами.
В настоящее время, в связи с резким ростом количества автомобилей в нашей стране и в мире, наиболее крупномасштабными и экологически опасными загрязнениями городов и других населенных пунктов являются выбросы автотранспортных и автозаправочных предприятий, моек производственного оборудования, автотранспорта и подвижного состава, а также большинство поверхностных вод промышленных площадок, городских территорий, территорий автостоянок и т.п.
В последние годы предпринимаются энергичные шаги с целью сокращения вредного воздействия автотранспорта на природную среду существенно снижена доля производства этилированного бензина, находят широкое применение каталитические нейтрализаторы отработавших газов и др.
Большое внимание уделяется контролю автотранспортных предприятий, АЗС и автомоек. Автомойки на автотранспортных предприятиях и АЗС г. Москвы оборудованы очистными сооружениями на , при этом из них работают с превышением проектных показателей, а с превышением ПДК. Эксплуатирующиеся в настоящее время очистные сооружения, применяющие механические, биологические и физикохимические методы очистки не всегда гарантируют прямое достижение необходимой степени очистки и не обеспечивают возврат воды в технологический процесс.
Основными нарушениями природоохранного законодательства на автомойках являются нерациональное использование воды питьевого качества для мойки без систем оборотного водоснабжения отсутствие учета воды для мойки и контроля качества оборотной воды и сточных вод неудовлетворительная эксплуатация очистных сооружений.
Альтернативным методом обработки стоков автотранспортных предприятий является электрофлотация с нерастворимыми анодами, обуславливающими незагрязняющий характер очистки. Упрощение технологической схемы и эксплуатации производственных установок, простота автоматизации их работы, сокращение производственных площадей, необходимых для размещения очистного оборудования, уменьшение количества образующихся осадков, возможность организации замкнутого водооборота обуславливает его высокую эффективность, экономичность и перспективность.
Актуальность


Такие бензиновые фракции часто служат для приготовления высокооктановых автомобильных топлив. В бензинах, полученных методом каталитического риформинга, содержание ароматических соединений может достигать , а октановые числа . Составы и характеристики некоторых марок бензинов приведены в таблице 1. Как следует из таблицы, бензины различных марок отличаются своим углеводородным составом и вводимыми добавками 7,8. В составах высокооктановых бензинов АИ и АИ превалируют ароматические соединения и алкилбензиновая фракция. В бензине марки АИ содержание ароматических соединений не превышает , при этом значительно возрастает содержание непредельных углеводородов. Бензин марки АИ представляет собой смесь бензинов АИ и АИ. Дизельное топливо готовят из фракций прямой перегонки нефти с температурами кипения С дизельная фракция. Некоторые сорта дизельного топлива содержат до газойля, полученного каталитическим крекингом. Составы дизельного топлива различных сортов также зависят от способа получения и месторождения нефти. Как видно из данных таблицы 1. Плотность и вязкость дизельного топлива по сравнению с бензином несколько выше рдт0,,0 гсм3, вязкость при С составляет 1,,0 мм2с 8. Таблица 1. Марка бензина Состав фракций и присадок Содержание, масс. Интервал темп, кип. Этиловая жидкость РЬ С2НТЭС Выноситсли бензина бромистый этил Дибромэтан Дибромпропаи Антиокислитель хлорнафталин 0. Таблица 1. Парафины нпарафины изопарафины СН ндекан СН нтстрадскан С8Н ноктадекан СН нэйкозан СН 2,2,4,6,6 пентаметилгептан СН диамилдодекан. Нафтены Моноцикличес кие бициклические СН 1циклопентилоктан СН1 циклогексилгексадекан. СюН8 декалин СН изопропилдекалин СН диметилоктилдекалинметан. Ароматические Моноцикличес кие Бициклические Нафтено ароматические СюНм нбутилбензол СН 5бутил5фенилтетрадекан СН тетрафенилбензол. СюНз нафталин СН дифенил СН ризопропилнафталин СиНм дибензил. СН изопропилтстралин С,3Н циклогексилбензол СН2 тетралин. Олефины 0,6 0,9 СюНго децен1 СН нонадецен СН тридсцен1 СН генэйкозен1. Сернистые соединения общая сера ГЬБ меркаптаны 0,4 0, 0,5 0, 0,2 0, 0,2 0, И 8Н меркаптан бензилмеркаптан нонилмеркалтан децилмеркалтан нтиокрезол циклогексилмеркаптан. Присадки в т. Необходимость сокращения вредных выбросов автотранспортом обусловила разработку бензинов с улучшенными экологическими свойствами. Для улучшения свойств автомобильных топлив вводят присадки антидетонаторы, антиокислители, инициирующие и т. Антидетонационные присадки на основе тетраэтил и тетраметилсвинца вредны для человека и растений, отрицательно действуют на каталитические нейтрализаторы отработавших газов. В экологически чистых автомобильных бензинах нового поколения содержание серы не должно превышать 0, ароматических углеводородов олефиновых углеводородов 5 бензола 3 масс. Учитывая чрезвычайно жесткие требования, предъявляемые к качеству очищенных стоков при их сбросе в водоемы, особенно по таким специфическим загрязнениям, как нефтепродукты, последние часто являются лимитирующим показателем при расчете схем очистки стоков различного состава. Нефтепродуктам присуща низкая скорость окисления в сооружениях биологической очистки, что требует предварительной очистки производственных стоков перед их сбросом в систему городской канализации. Для российских условий дополнительные требования к эффективности технологических процессов очистки нефтесодержащих сточных вод обусловлены существенно меньшей благоустроенностью территорий формирования загрязнений в исходных стоках значения исходных параметров загрязнений порядка 0 мгл и выше по сравнению с мгл, например в Германии. Кроме того, в большинстве городов РФ ливневые сети городов не имеют очистных сооружений и сброс поверхностного стока осуществляется напрямую в водоприемник водоем. Поэтому при сбросе в централизованные сети ливнестока действуют те же нормативы, что и при сбросе в водоемы. Очистку стоков целесообразно производить непосредственно у источника загрязнения. На практике эту задачу следует решать путем создания автономных автоматизированных комплексов очистки нефтесодержащих сточных вод АКОНВ ,.