Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Технология очистки сточных вод от нефтепродуктов и НПАВ бентонитом месторождения "Талхаджар"

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Технология очистки сточных вод от нефтепродуктов и НПАВ бентонитом месторождения "Талхаджар""

Российский дамико-технолоипеокай университет им. Д.И.Менделеева

На правах рукописи

Яхья Махлуль Аль Зиннар

. ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И НПАВ БЕНТОНИТОМ МЕСТОРОЖДЕНИЯ "ТАЛХАШР"

11.00,II - Охрана окружающей среды и рациональ- • ное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1994

/' •/ х'

• Работа выполнена в Российском хишко-технологическом университете имени Д.И.Менделеева.

• . Научный руководитель - доктор технических наук, доцент Клушин В.Н.

Научный консультант - кандидат технических наук Киселева О.Й.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Шуыяцкий Ю.И.

- кандидат технических наук, старший науч!шй сотрудник Мухин В.М.

Ведущая организация - ■ Институт экологии человека

Академии технологических наук РФ

Защита состоится О^З ■ 1994 года в

чвсов в аудитории . ТГТРг? на заседании специазизи-'рованного совета Д 053.34.11 в Российском химико-технологическом университете имени Д.И.Менделеева / 125047, Ч!осква, А-47^, Миусская пл., д. 9 /.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информа-циоднсч центре РХТУ ш. Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан_^/^_года

Ученый секретарь <\лл/' - И.Н.Каменчук

специализированного ' -- •

■ совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Синтетические поверхностно активные вещества /СПАВ/ и разнообразные нефтепродукты /НП/ представляют в настоящее время наиболее массовые загрязнения производственных сточных вод /ПСВ/ многочисленных приберо--, аппарата- и машиностроительных предприятий, ряда производств нефтехимического профиля, автотранспортных станций технического обслуживания, баз и парков, крупных и мелких прачечных. Только в воды океана из примерно 3 млрд. т добываемой в мире нефти в результате различных причин ежегодно поступает 12-15 млн. т. В водоёмы в конечном итоге попадает и основное количество СПАВ, мировое производство которых оценивают в 2-3 кг на душу населения в год.

Каждая тонна нефти способна изолировать от Еоздуха-'тонкой пленкой до 12 км2 водного зеркала, загрязняя при этом до I млн. т воды. До 20 м3 воды загрязняет каждый грамм СЛАБ. Серьёзность известных отрицательных последствий поступления названных загрязнений в водоёмы определяет низкие величины соотвстствующи.'' ПДК /0,05-0,1 от/л для СПАВ и 0,05 г.гг/л для ЕП/ и жесткие требования к степени их извлечения из ПСВ.

Наиболее интенсивную и глубокую очистку от СПАВ и ПП на практике обеспечивают лишь ссрбционкых приёмы, основанные на использовании синтетических /обычно активные угли и иойиты/ и некоторых природных /наиболее часто гидроалюмосиликаты/ материалов. Низкая стоимость последних делает актуальными, особенно в условиях САР, исследование возможности л обоснование условий эффективного использования для решения проблемы защиты гидросферы от,- НИ и СПАВ крупнейших в САР бентонитовых залежей месторождения "Тал-хадаар". '

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой на 1992 год кафедры технологии рекуперации вторичных материалов промышленности /технологии защиты биосферы/ РХТУ им. Д.И.Менделеева "Разработка и исследование физико-химических процессов рекуперации газообразных, жидких и твердых отходов для создания безотходных производств" и координационными планами научно-исследовательских, опытных и опытно-промыплетшх работ по проблеме "Синтез, изучение и применение адсорбентов" на 1992«-1993 г.г. научного совета по адсорбции РАН /поз. 2.15.5.1 и 2.15. 5.2/.

Цель работа заключается в.Изучении закономерностей и разработке эффективной технологии сорбционной очистки ПСВ обслужила-

вщих автотранспорт подразделений от НПЛВ /на примере ОП-Ю/ и Ш /на примере масла 1Ш1-30/ с использованием бентонита сирийского место! оядеиия "Талхадаар", обеспечивающей возможность резкого сокращен.л нагрузки на биоценоз, вызываемо" поступлением ПСВ на со-оруленил биологической очистки и простоту утилизации отработанного поглотителя.

Научная новизна. На основании изучения кинетики и равновесия адсорбции ПЛАЗ ОП-Ю и масла ИХП—30 из их индивидуальных и тесанных растворов в широком интервале концентрами" целевых гол ю~ нентов при различных температурах с использованием даншх ¡L--спектросг.опш: г литературной информации сформулированы гипотетически механизмы поглощения названных загрязнений бентонитом мес» тороздани? "Т^тхадкар''. Установлена возможность описания кинети-iai адсорбции в изученных системах уравнением вида âj{<2c<>-£gQic » К • -С, а такяе использования уравнен",í; БЭТ к Ленгивра для описалиг начальных ступеней изотс-р;.: адсорбции соответственно кэола ИП1-30 и КЛАВ ОП-Ю из их пдовздуалььнх и смешанных растворов. Определены гонстанти названных урагнекий. Охарактеризовано вза.-жое влияние целевых компонентов к;« кинетику и статику их извлечения бетонитом из стесанных растворов.

Практическая значимость. Обоснована рациональность нспользота-»-ши б/нтонита месторождения "Талхаджар" й качестве агента адсорб-тон„.ой очистки cïочных вод от Hfl и НПAB. Определена адсорбционная способность этого материала rio мослу ИГП-30 и HliAB ОП-Ю. при их извлечении из индивлцуальних и смешанных растворов в широком интервале'концентраций. Установлены оптимальные условия и разработана0 технология адсорбционного извлечения из сточных вод НПАВ и FII с использованием названного поглотителя, эффективность которой успешно апробирована на стогах одного из автотранспортных производственных подразделен;®, показав соответствие установленным в лаборатории закономерностям и принципиальную возможность передачи''сепарированных от бентонита стоков на сооружения биологической очистки. Применительно к названным автотранспортным стокам пшолнена технико-экономическая оценка, свидетельствующая о bcjmokhocth предотвращения ущерба гидросфере в размере 584,73 руб. на каждый кубометр обрабатываемых бентонитом стоков. Обоснована рациональность и выявлены верхние пределы введения бентонита, отработанного в процессах очистки сточных вод от НПАВ и ВД, в еярьевне смеси для производства керамического строительного кирпича.

Апробация работн. Результаты исследований доложены и оосуаде-»ш на семинаре ЦРДЗ "Путл и современнее метода решения проблем продавленно!» экологии" / м., декабрь 1992 г. /, Всероссийское научном симпозиуме ""огшториот загрязнения почв ксенобиотпкачч и адсорбционные методы де-токсикакш" / Краснодар, октябрь 1993 г. /, 7-й Международной г.онтзренции колодах ученых по химик и химической технологии "МКХТ-7" / М., декгбрь 1993 г. /.

Пубтакагг/я результатов. Материала диссертация изложена в подготовленных в соавторстве 4-х публикациях в виде тезисов докладов и трех статей.

Основное положения, выномгие на ааииту. Автором зедилаятся следующие новые результата, потучеште в итоге выполнения работы;

- результаты определения адсорбционных характеристик бзптсвп-та кестороадения "Талхадаар" и его оценки как агента очистки НСЗ от Ш и СПАВ;

- дашше по равновесию и кинетике адссрбнии Ш'АВ 01!-10 к масла 1ПТ1-о0 из их индивидуальных п сгзианных растворов бентонлтом месторождения "Талхадтар";

- оптимальные условия и гппототичоекпэ кохаилрчч поглощения из воднух растворов масла ИШ-30 п ШАВ 011-10 бгптоплтем мес:о-рохдешш "Талхадт.ар";

- технология адсорбционной очиотгг: сточных вод.ог ГО и ШАЗ с использованием бентонша месторсдпенмя "Талходтар";

- итоги оценки техшпсо-экокомкчесгсой эффективности реализации разработанной технологии очистки оточпнх вод от ШАВ л Ш бентонитом месгорэтдгнил "Талхад-хр"; -

- обоснование рацпокалышх условий использования бентониту, отработанного в процессах очистки сточных вод от ШАВ и КП, в сырьевых смесях для производства строительной керамики.

Объём и'структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав я выводов, изложенных н;. 117 страницах машинописного текста, включающих 22 рисунка, 5 таблиц, содержит список литературы / 151 наименование / и приложение / 15 стр. /.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризованы масштабы загрязнения гидросферы нефтепродуктами и СПАВ и обоснована актуальность задачи исследования рациональности и эффективности использования для очисткл сточных вод от названных загрязнений дешевого природного начинала - бентонита сирийского месторождения "Талхаджар".

Первая глава является аналитическим обзором литературы, пос-вящешго?-. предло.т.сшшм и реализуемым на практике приёмам извлечения из води СПАВ и нефтепродуктов. Подчеркнуто, что наиболее глубс/сое извлечение названных загрязнений обеспечившот сорбцион-ние методы. Сопоставлены показатели стоимости и степени очистки, обеспечиваемые различные: приёмами. Особое вниманию уделено использованию с названной целью дешевых поглотителей в виде содержала неорганические оксида производственных отходов и природных материалов. Гассмотрены различные направления утилизацш ног. оти-толеГ;, отработштных в процессах сорбциогоюй очистки сточ1шх вод от СПАВ и нефтепродуктов. Сформулированы выводы из обзора литература и задачи исследования, а также положения, выносимые на защиту.

Вторая глава седзряит описание объектов и методов выполненных в работе исследовашй. Здесь охарактеризованы бентонитовая глина месторождения "Тдлхад'-хар" и индивидуальные и смешанные модельные растворы, на которых в статических условиях изучались закономерности 'сорбции бентонитом целевых компонентов, представленных ■ШАВ ОП-Ю и маслом ИПТ-30, а тагске имитат бентонита, отработанного. пр.ъ очистке. сточ1шх вод от названных загрязнений и использованного в качестве добавки в сырьевые смеси для изготовления строительной керамики. Приведены наиболее ваяние сведения об использованных экспериментальных методиках и контролируемых в исследованных системах параметрах, а также аналитических приборах, средствах и методиках, включая данные о чувствительности и точности вытолнекяых измерений.

Тротья глава диссертации отражает существо собственно экспериментальной части работы и включает три раздела.

Первый из них представляет исследования кинетики, поглощения бентокитой ШАВ ОП-Ю и масла ИШ-30 из индивидуальных и смешанных растворов этих веществ. Здесь показано, что при интенсивности турбулизации твердой и жидкой фаз, соответствующей значениям Еец4000, влияние фактора подвода вещества к внешней поверхности зерен поглотителя в исследованных системах сводится к ми-нчиуцу. Отмечено, что размер фракции бентонита в изученных пределах этого параметра / до 2 мм / не сказывается существенно на скорости реализации процесса, что связано с самодиспергированием бентонита, которому' способствует интенсивная турбулиззция взаимодействующих фаз.

Наиболее интенсивно процессы извлечения бентонитом из воды

НПАВ ОП-Ю и масла 1ИП-30 протекают в условиях интенсивного перемешивания в первые 10-30 мккут контакта фаз, причем скорость их несколько Ешзе при сорбции из индивидуальных растворов масла Ш1-30 /для последнего величины эффективных коэффициентов диффузии Злиэки 3,25»Ю-8 снР/с, тогда как для ОП-Ю они составляют около [,84*10 см^/с/. Доза адсорбента довольно существенно влияет как та скорость /особенно на начальных стадиях контакта фаз/, так и та глубину извлечения целевых компонентов. Рациональные дозы бентонита при извлечении из индивидуальных растворов наела и НПАВ 5лизки соответственно 100 и 200 мг/л. Использованием этих доз при обработке индивидуальных растворов невысоких концентраций могу"1 5ытв обеспечены остаточные содержания целевых компонентов, не превосходящие величин МИд^, составляющих 25 л 20 .мг/л для не£те-1родуктов и НПАВ соответственно.

Увеличение движущей силы процесса сорбции, обусловливаемое ростом концентрации обрабатываемых растворов, в целом приводит к ¡акономерному возрастанию как скорости, так и величины поглощешит елевых компонентов, как это иллюстрируют данные рис. I. В случае' )П-Ю механизмы поглощения ого бентонитом тесно связаны с формой ^существования целевого компонента в растворе. Более крупные, чем >бычше молекулы, мицеллярные агрегаты ОП-Ю труднее проникают в юлкопористую структуру зерен бентонита, что и отражается на форте соответствующих кинетических кривых: наиболее быстро равнове-:ие сорбции достигается в молекулярных растворах.

Для формальной аппроксимации приведенных на рис. I кривых воз-южно привлечение уравнения скорости V реакции первого порядка

■V = - 4 сл/<гг = к • с

!ырате1ше остаточной концентрации С целевого компонента в раство-)е через величину О. его поглощения бентонитом позволяет транс-»' 'армировать -приведенное уравнение к виду

[нтегрирование последнего уравнения позволяет обеспечить' следу-яций результат: а**-а?

( к/А

J- - 4<с J

4*г-а0 ^ <- о

|ткуда (Q^ - Qv)~-(<?с*~Q) = К • Т. При величине 0.с -можно записать o-Qt)— Щ ^ъо - К • Т.. Данные рис.

свидетельствуют об удовлетворительности аппроксимации кривых

150

40 20

мг/г ... — МТ/г I

• 3 л ч

- >

..4

—»

\ 3.

1 / !

\

1 1 1............. ■1

гооо

15С0

1С00

500

10 20 30 40 50 60'

Рис. I. Кинетика сорбции масла 1ГЩ-30 /1,2/ и КЛАВ ОП-Ю /3-5/ при 20 С дозой 200 х.г/л бентонит;: осзк-ЦЯ11 -0,25 мл из п-гх тастЕоров с концентрацией /мг/д/: I - 11.2; 2 - 25,3; 3 - 557: 4 -34,4: 5 -1560; Нэц = 4100^1! 8,85 /1,2/, ь,90 /3/, 6,80

Рис. 2. Обработка кинетических кривых рис. I в -оординатах уравнелг к (й»-ас) -¿а О.оо ~ К • <с ^

с1

рас. I линейными зависимостями, выражаемыми яосл<?,гним уравне-гаем. Определенные по этим дашл-« ьелгапш констант К составляют:

кривой рис. I г I Л , ^ "'4 1.5

Величина 1М0? рт/Олш.г), 3,20 3,26 | 2,55 £ 17,80 \ 3,4?

Характер влияния нд кинетику температур» / рис. 3 / позеолдот полагать природе;; реадпзущлуся я рассматриваемых системах взаико-действий (Тнзичсскуп адсорбцию.

Совместное присутствие в годных раствор« ОП-Ю и масла оказывает восьма существенное влияние как на кпнетиьу, так и на величину поглощения каждого из целевых компонентов по сравночжг с их сорбпкеП бентонитом из соответствующих ивдивидуальшдх растворов. Так, в частности, интенсивность и величина поглощения ОП-Ю из его водных мкцелляр!!ых растворов, содержащих масло в мольном отнесении ИГП-30:ОП-ТО ~ I:6. существенно ниче таковых при извлечении зтого вещества мл индивидуальных мицеллярных растворов, что монет быть объяснено конкурентной сорбцией масла, Извлечение ™е масла из названиях бинарных растЕороо, напротив, заметно увеличивается по сравнении с таковым для его ппдавядуалыптх растворов, что связано с солтсбилизацией масла мицеллами ШАЗ. Скорость же поглощения бентонитом тола в виде его агрегатов с кацеллага 0П-10 заметно ниле скорости его сорбции из индивидуальных растворов. Совокупность изложенного приводит к атшзченк», что оптимальная величина расхода бентонита при обработке охарактеризованных бинарных растворов составляет около 400 мг/л.

Второй раздел гл. 3 характеризует равновесие сорбции масла • ИШ-Ю и ШАВ ОП-Ю из их водшх растворов бентонитом месторождения "Талхад:;ар". . '

В области относительно низких равновесных концентраций масла' / до примерно 12 тУл / характер изотерм, отражаемый данными рис. 4, указывает на сравнительно низкую эффективность использования бентонита для обработки стоков, содержащих масло л не превышающих указанный уровень количествах. Для аппроксимации восходящих участков изотерм рис. 4, соответствующих области отношений молярной концентрации равновесного раствора С и растворимости при той не температуре целевых компонентов 0,05-0,Я5, использовано уравнение БЭТ в следующем виде:

С I С* - I С

а (с5- с) ~ам с*+ атс* ^

250

200 150

100

50

0;мг/г GL, мг/г

а \ s 0 -

л -

\

ü7 ¿

2700

2160

1620

1080

540

а, 'т/г

1

11

г

I

со I

Ср,мг/л

15

20

5 10

Рис. 4. Изотермы адсорбции масла 11Ш-30 бентонитом месторождения ,,гг л- "дкар" из индивидуаль-1шх водных растворов при температурах, 20; 2 - 40. рН^в.бб

°С: I -

где <Х - текцая величина адсорбции; - величина адсорбции; соответствующая плотному монослою; С* - константа. Линеаризацией изотерм рис. 4 в указанной области отношений С/С3 в координатах С/Л(С3 - с) = / (с/с3)определены значеши 1/(0-^0*) /0,335 и 0,74 соответственно для 20 и 40 °С/ и величины и ¿2./?

составляющие соответственно 0,1845-Ю-3 и 0,159«Ю~3 моль/г для 20 и 40 °С при условии, что средняя молекулярная масса М извлекаемых нефтепродуктов равна 140 г/моль.

При мольном объёме у масла ЩП-ЗО, равном 150 см3/моль, раст чет усредненной величины посадочной площадки со молекул масла с привлечением выражения 60 « 1,022. 1о16(у/Ыд)2/3 приводит к значении СО = 43 I2. Введением последнего в формулу 3 = <2-т х Ыд х СО оценена удельная поверхность 5 бентонита, составляющая по изотермам для 20 и 40 °С соответственно 47,78 и 41,18 ь? на I г. По порядку величин эта поверхность соответствует удельной поверхности переходных пор, образованных зазорами меяду контактирующими кристалличе сними микрочастицами бентонита в их агломератах, нормирующих отдельные зерна глин«. Это обстоятельство указывает, что неполярнне г ->лекулн пасла ИП1-30 не прочитают в микропористую структуру бентонита. Адсорбция масла бентонитом максимальна при его извлечении из щелочных и нейтральных растворов, в кислых растворах она уменьшается с сокращением величины • рН.

На основании изложенных данных и литературной информации сделан вывод, что наиболее вероятным механизмом поглощения тела ИШ-30 из его водных растворов бентонитом месторождения "Талхад-яар" является Фиксация молекул этого загрязнения посредством слабой хемосорбции через водородные связи молекул вода, сорбированных на активных центрах вторичной пористой структ'урн и наружной поверхности зерен этого поглотителя.

Равновесные кривые адсорбции бентонитом ОП-Ю имеют ступенчатую форму / рис. 5 /, причем их перегибы соответствуют равновесным концентрациям, близким величинам КГС^ и этого НПАВ, составляющим 0,15 и 0,8 г/л соответственно. Формальное привлечение для описания первой, соответствующей диапазону равновесных концентраций Ср от 0 до 0,15 г/л ступени этих кривых уравнения Ленг-мюра <2 = ССт • € • Ср/(Г + ё Ср) /где ё - константа; & и - величины текущей адсорбции и ёмкости монослоя соответственно/ и линеаризация этой ступени в координатах 1/<£ (1/Ср) позволили установить, что для интервала температур 20-40 °С величина

Рис. 5. Изотермы адсорбции бентонитом НПАВ 0П-10 из индивидуальных растворов в воде при температурах, С: 1-20, г -40; рН = 6,80-6,95

СЬт находится в границах 0,13-0,08 ммоль/г, а значение константы ё составляет 9,13-11,28 л/шоль.

С учетом этого и приведенной в литературе величины посадочной площадки СО для 0П-Ю /60 1?/ по приведенной выше формуле выполнена оценка удельной поверхности 3 бентонита, результаты которой, составляющие 29-47 ьг/т, хорошо коррелируются как с литературными данными, так и с охарактеризованной выше величиной 5 , определенной по адсорбции масла ПГП-30.

Резкое увеличение поглощения 011-10 при сравнительно небольших изменениях величин Ср на последующих ступенях изотерм адсорбции этого НПАВ бентонитом связано с мицэллообразованием и перестройкой структуры мицелл как в растворе, так и в адсорбционном слое.

Согласно литературной информации НПАВ могут проникать в межпакетное пространство монтмориллонита и наиболее вероятно, что отрицательно заряяенные эфирные атомы кислорода ПАВ взаимодействуют с обменными катионами этого минерала опосредовано, через мостиковые молекулы воды по схеме:

.Ме'1"1- - •• 0 - Н---0Спи2"

I 2"

Н

Правомочность данной трактовки механизма фиксации 011-10 бентонитом подтверждена в работе сопоставлением ИК-спектров собственно поглотителя, 0П-Ю и поглотителя, насыщенного адсорбированным ОП-Ю, Охарактеризована зависимость поглощения бентонит-м 0П-Ю

от рК раствора последнего. Сделан вывод о Физическом характере адсорбционного взаимодействия в рассматриваемой системе.

Равновесше характеристики сорбции бентонитом масла ИГЛ-20 и НПАВ СП-ТО, изученные для растворов с кольннм отношением этих компонентов 1:6, представлены на рис. 6 и 7, где сопоставлены с таковыми для индивидуальных растворов.

Характер изотерм для бинарных растворов аналогичен таковому для индивидуальных растворов, хотя имеются и существенные различия. Так, ¡те Ср ~ 12 мг/л величины поглощения целевых компонентов из бинарш'х г пидтпл'туалыг'х растгоров практически одинаковы, что сравнительно просто объясняется сорбцией масла преимущественно па наружной поверхности зорен бентонита и поверхности его ме-зо- и мякрсиор и фиксацией 1ИТАВ в основном в сорбцтипом объеме, образуемом первичной гористой структурой минерала.

В области более концентрированных бинарных растворов до значений Ср ^60-5-65 мг/л величина суммарного поглощения масла к ШАВ не превосходит соответствующих величин сорбции целаЕнх компонентов из их индивидуальных растгоров, что находится в полном соответствии с "звеетткми в ад/лрбции правилами вытеснения.

Весьма : *ачитсльное возрастите равновесной сорбции масла из бинарных растворов при С,, > 50 мг/л /рис. 6/ наиболее вероятно связано с мицеллообразовапием ОП-Ю в адсорбционной фазе и солк>-билизациой масла гящеллярпими агрегатами. Резкое увеличение значении равновесного поглощения ОП-Ю из бинарных растворов при Ср > 120 иг/л 'рис. 7/ сопр^гено с существованием в этих условиях мицелл ШАВ не только в адсорбционной фазе, но и в растворе, что я обусловливает последовательное /через и ступенчатое

возрастание поглощения этого вещества бентонитом, осложненное сорбцией масла КГП-30. '

В третьем разделе гл. 3 выполнено обоснование оптимальных условий утилизации бентонита, отработанного при очистке ПСВ от Ш и ШАВ, в сырьевых смесях для производства керамического кирпича. Здесь кратко освещена технология производства этих изделий на Нижнекамском кирпичном заводе, где выполнялись исследования, и детально охарактеризован состав добавки, имитирующей отработан-, ннй бентонит, и образцов сырьевых полуфабрикатов, приготовленных на её основе. Представлены показатели образцов после сушки и обжига. На основании комплекса подученных данных сделан вывод о возможности введения в сырьевые смеси для производства продукции Клжнекамского кирпичного завода до 10 % масс, бентонита, насы-

щенного НПАВ и Н1 в процессах сорбционной очистки от этих загрязнений ПСВ, при сохранении качества получаемых изделий /строительный кирпич марки 75/ я обеспечении определенной экономии традиционных сырьевых материалов.

Четвертая глава диссертации, включающая три раздела, посвящена технология сорбциопной очистки бентонитом месторождения "Тал-хаджар" сточтшх вод от НИ и НПАВ и её технико-экономическому обосновании.

В первом разделе гл. 4 представлены результаты испытаний бен-, тонита как агента очистки от названных загрязнений сточних вод одного из автотранспортных подразделений. Показано, что при содержании в обрабатывак.ых стоках 82,5-1122 от/л нефтепродуктов и 341-452 кг/л НПАВ эффективность их сорбциокного извлечения превосходит 62,77 и 95,13 % соответственно, что позволяет резко сократить нагрузку на биоценоз, связанную с поступлением таких стоков на сооружения биологической очистки.

Во втором разделе гл. 4 приведены принципиальная технологическая схема сорбционной очистки ПСВ от Ш и НПАВ бентонитом месторождения "Талхадгар" /рис: ' / и еЭ описание. Охарактеризованы

Рис. 8. Принципиальная технологическая схема сорбционной очистки ПСВ от НП и НПАВ бентонитом месторождения "Талхаджар": Г - накопитель-усреднитель; 2,6 - центробежный насос; 3 -емкость для раствора-корректора рН; 4 - бункер поглотителя с секторным дозатором; 5 - реактор; 7 - радиальный отстойник

стационарный и передвилшой варианты установок, эксплуатирующих основные принципы разработанной технологии.

Третий раздел гл. 4 посвящен технико-экономической оценке разработанной технологии. Применительно к обработке ПСВ, охарактеризованных в 1-м разделе гл. 4, здесь выполнены расчет и подбор оборудования стационарной адсорбционной установки, приведены за- ' траты на реализацию процесса / 2171,66 руб/м3 стоков /, представлена сценка эколого-экономической эффективности использования бентонита в целях очистки стоков от ПП и КЛАВ, рассчитана экономия, обеспечиваемая заменой на бентонит активных углей, традиционно используемых для решения названных задач.

ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ научно-технической информации по приемам очистки 'сточных вод от нефтепродуктов и СПАВ, на основании которого обоснована актуальность исследования возможности и рациональности

использования с этой целью дешевого природного бентонита сирийского месторождения "Талхадкар". Сформулированы основные задачи исследования и выносимые на защиту положения.

2. В широком интервале концентраций исследована кинетика адсорбционного извлечения из сточных вод бентонитом месторождения "Талхадкар" нефтепродуктов и СПАВ на примерах контактирования с этим поглотителем модельных индивидуальных и смешанных, имитирующих стоки постов и станций автосервиса САР, растворов в годе масла КШ-30 и НПАВ ОП-М. Выявлено влияние на глубину и степень извлечения названных целевых компонентов размера фракции и дозы поглотителя, гидродинамических условий и времена контакта твердей и .-идкой фаз, температуры, концентрации и рН раствора. Показана возможность описания изученных процессов уравнением вида

- О^Оаэ- К .«С и определены значения констант.К этого уравнения. Обоснованы оптйлальные условия контакта фаз.

3. Изучено равновесие в системах, образуемых бентонитом месторож-денмя "Талхаджар" с индивидуальшми и смешанными растворами в воде масла И1П-30 и ШАВ ОП-Ю. Изотермы адсорбции масла из его индивидуальных растворов имеют £> -образную форму. В области величин С/С6 ниже 0,35 они удовлетворительно аппроксимируются уравнением БЭТ. Изотермы адсорбции ОП-Ю из его индивидуальных растворов характеризуются ступенчатой формой с перегибами в области величия Ср, близких соответствующим значениям КК?Л. Их начальные

участки могут быть описаны уравнением Ленгмюра. Установлено влияв

ние на равновесие адсорбции целевых компонентов из индивидуальных

растворов температуры и рН среда. Характер парциальных изотерм адсорбции масла и ОП-Ю из их бинарных растворов в целом аналогичен таковому для индивидуальных растворов. Особенностям являются их практическая идентичность с изотермами адсорбции из индивидуальных растворов в области Ср< 12 мг/л, существенное сокращение величин поглощения млела в области Ср ^12-ь65 мг/л и ОП-Ю в области Ср"^12+120 мг/л и, напротив, резкое увеличение адсорбции ■ масла и НПЛВ при величинах Ср, превосходящих ~6о и -—120 мг/л соответственно.

4. На основании результатов охарактеризованных исследований сделан вывод о преимущественно физическом характере адсорбции з рас-схатр.тваег.счх система::. С привлечением к трактовке этих результатов данных ПК-спектроскопических исследований кзучаеггзг объектов и литературной информации обоснованы наиболее вероятные механизмы "иксецнп целевых компонентов бентонитом з рассмотренных системах. Поглощение масла осуществляется посредством слабой хекосорб-шти его молекул через водородные связи молекул воды, фиксированных на активных центрах з основном яа наружной поверхности и поверхности макро- и переход" 'X пор зерен- бентонита. Извлечение 0П-10 реализуется путем взаимодействия обменных катионов и поверхности« атомов кислорода п" водородным связям через мостиковые молекулы води с эйиртгия атомами кислорода НПЛВ. Адсорбцля целевых компонентов из бпнарнкх мпцеллярных растворов сопряжена с явлением солюбилизации масла.

5. Проведены испытания бентонита месторождения "Талха^дар" в качестве агента очистки сточных вод одного из автотранспортных подразделений от нефтепродуктов и ИТАВ, показавшие достаточно высокую эффективность данного поглотителя: степень извлечения нефтепродуктов превышает 62 %, составляя в среднем более 85 %; степень извлечения НПАВ превышает 97 составляя в греднем более 97,5 7>. Ка основании комплекса охарактеризованных работ предложена технология адсорбционного извлечения бентонитом названного месторождения НПАВ и нефтепродуктов из содержащих их сточных вод. Применительно к установке очистки указанным адсорбентом 40 м3 в сутки названных стоков с содержанием 82,5-1122 мг/л нефтепродуктов и 341-452 мг/л НПАВ выполнена технико-экономическая оценка разработанной технологии, результаты которой свидетельствуют о принципиальной возможности сокращения ущерба гидросфере в размере более 7,8 млн.руб. в год при капитальных затратах 3758,6 тыс.' руб. и затратах на обработку стоков 2171,66 руб/м3.

6. Реализованным в условиях Нижнекамского кирпичного завода комплексом исследований, связанных с получением строительной керамики на основе сырьевых смесей, в состав которых введен бентонит месторождения "Талхаджар", насыщенный шелом ИШ-30 и КЛАВ нонилфе-нолэтоксилатом, обоснована возможность утилизации названного поглотителя, отработанного в процессах очистки сточных вод от нефтепродуктов и НПАВ, в качестве добавок в количестве до 10 % масс, в сырьевые смеси для получения кирпича, что обеспечивает обезвреживание отработанного бентонита при одновременном сокращении расходов на сырьевые материалы в кирпичном производстве.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

- Яхья Махлуль Аль Зиннар, Масхарашвили Л.П., Куциава H.A. и др. Изучение природного сорбента месторождений Сирии// Труды АН Грузии / в печати /.

- Клушин В.Н., Куянцева Э.Э., Яхья Махлуль Аль Зиннар и др. Ад. сорбционно-коагуляционная очистка стоков, образующихся в процессах очистки и подготовки поверхностей с использованием производственных отходов и природных материалов// Материалы семинара "Пу-т'и и современные методы решения проблем промышленной экологии". • Общество "Знание" РФ, ЦРДЗ.-М., 1992, с. 13-14.

- Яхья Махлуль Аль Зиннар, Клушин В.Н., Киселева о,И. и др. Предпосылки использования бентонита месторождения "Талхадаар" для кондиционирования почвы// В сб. материалов Всеросийского научного симпозиума "Мониторинг загрязнения почв ксенобиотиками и адсорбционные методы детоксикации" ,■ Краснодар," 1993, с. 101-103.

'- Яхья Махлуль Аль Зиннар, Михайлова О.В., Киселева О.И, и др. Поглотительная способность сирийских бентонитов при очистке сточных вод от нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ// Тезисы докладов 7-й Международной конференции молодых ученых по химпд и химической технологии "МКХТ-7".- М.,-1993,-с. 64.