Содержание
Оглавление.
1. Введение 4
2. Литературный обзор 5
2.1. Загрязнение вод нефтепродуктами………………………………………5
2.2. Общие сведения о эмульсиях 7
2.2.1. Виды и классификация эмульсий 7
2.2.2. Устойчивость эмульсий 9
2.2.3. Деэмульгирование 12
2.3. Коалесцентный метод 19
2.3.1. Механизм протекания коалесценции 19
2.3.2. Математическая модель коалесценции 21
2.3.3.Сорбционно-коалисцирующий материал 25
2.4. Мембранный метод 27
2.4.1 Мембранные методы достоинства и недостатки . 27
2.4.2. Ультрафильтрация для удаления нетепродуктов 28
2.4.3. Природа мембраны и среды для ультрафильтрации 32
2.4.4. Коалесценция на мембране 35
2.5. Вывод 36
3. Методическая часть 38
3.1. Описание экспериментальной установки 38
3.1.1.Общая схема установки 38
3.1.2.Мембранно-коалесцентный установка 39
3.2. Используемые материалы и рективы 40
3.2.2. Моторное масло 42
3.2.3. Мембраны 43
3.2.4. Сорбционно – коалесцирующий материал 43
3.3. Методика экспериментальной работы 44
3.3.1.Методика приготовления стабильной эмульсии 44
3.3.2. Методика определения концентрации нефтепродуктов в воде 46
3.4. Методика расчетов 49
4. Экспериментальная часть 51
4.1.Основные параметры процесса. 51
4.2. Устойчивость эмульсии. 51
4.3. Разделение эмульсии при комбинации «Мегасорба» и мембран в «Мегасорбе» 59
4.4. Разделение эмульсии на мембранах…………………………………63
4.5. Сравнение производительности установок 66
5. Выводы 68
6. Список используемой литературы 69
Выдержка из текста
С каждым годом потребность в водных ресурсах увеличивается, что приводит к значительной роли очистки вод от загрязнений. Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных нефтеперерабатывающих, нефтехимических, металлургических, машиностроительных и многих других предприятий. По данным ЮНЕСКО нефть входит в десятку наиболее опасных для окружающей среды веществ.
Для решения проблемы очистки вод от нефтепродуктов в настоящее время принимают массу традиционных методов (отстаивание, механическая чистка и т.д.), но они, ориентируясь на более грубоэмульгированные нефтепродукты, оставляют после себя малоконцентрированные стабилизированные эмульсии. По нормативам предельно допустимая концентрация (ПДК) нефти и нефтепродуктов в воде должна составлять от 0,05 мг/дм3, поэтому для более глубокой очистки от нефтепродуктов необходимо проводить процесс в две стадии, тем самым совмещая в себе грубодисперсную и тонкодисперсную степень очистки. Первая стадия механический метод разеления и вторая стадия коалесценсный или мембранный метод разделения.
Данная дипломная работа посвящена разделению водомасляных эмульсий коалесценстно-мембранным методом, с учетом погружения мембран в коалисцирующий материал с целью меньшего замасливания мембран. Предполагается степень очистки соответствующая нормам ПДК и наиболее высокая производительность.
Список использованной литературы
1.Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его
экологические последствия / В.М. Гольберг, В.П. Зверев, А.И. Арбузов [и
др.]. – М.: Наука, 2001. – 125 с.
2 Косач П. В. Формирование и очистка поверхностных и моечных
сточных вод (на примере Москвы) / П.В. Косач, Е.В. Алексеев // Сантехника.
– 2001. – № 3. – С. 50–53.
3. Анапольский В.Н., Олиферук С.В., Романенко А.П. Очистка нефтесодержащих сточных вод // С.О.К. («Сантехника. Отопление. Кондиционирование»). – 2011. – № 1. – C. 27–31.
4. Шерман Ф. Эмульсии. М.: Мир, 1972
5. Позднышев Г.Н. Стабилизация и разрушение эмульсий. М., Недра, 1982. –222 с.
6. Клейтон В. Эмульсии. Их теория и технические применения / пер. с англ. под ред. акад. П. А. Ребиндера. – М. : ИЗИНЛ, 1950. – 680 с.
7. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. Изд. 5-е, стереотипное.-М.:Химия, 1978. 624 с., ил
8. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М., Химия, 2006.
9. Новиков М. А. Структурные особенности природных водонефтяных эмульсий Диссертация на соискание учёной степени магистра техники и технологии Москва – 2007
10 Виноградов В.М.,Винокуров В.А. Образование, свойства и методы разрушения нефтяных эмульсий Москва 2007
11. Р.З. Сафиева, Л.А. Магадова, Л.З. Климова, О.А. Борисова. Физико-химические свойства нефтяных дисперсных систем. Под ред. проф. В.Н.Кошелева – М.: Изд. РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина, 2001. — 60 с.
12 Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, М., Стройиздат, 1982
13 Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов, М., Недра, 1987
14 Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов, Л., Недра, 1983
115 Роев Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды, М., Недра, 1993
16 М.Б. Хаскельберг, Л.Н. Шиян, Я.И. Корнев, А.И. Галанов, Н.А. Титова, Д.C. Девянин// Повышение эффективности удаления нефтепродуктов из сточных вод, Томский политехнический университет, 2010
17 Д.В.Алексеев, Н.А.Николаев, А.Г.Лаптев Комплексная очистка стоков промышленных предприятий методом струйной флотации Казань: КГТУ. 2005. – 156 с.
18 Пашаян А.А. Проблемы очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения / А.А. Пашаян, А.В. Нестеров // Экология и промышленность России. – 2008. – №5. – С. 32–35
19 Арес В.Ж., Гридин О.М. Эффективные сорбенты для ликвидации нефтяных разливов// Экология и промышленность России.-1997.-С.32-37.
20 Артемов А.В, Пинкин А.В. Сорбционные технологии очистки воды от нефтяных загрязнений//Вода: Химия и экология.-2008.-№1.-С.18-24.
21 Стрепетов И.В., Москвичева Е.В. Использование сорбентов на основе отходов полимерных материалов для очистки сточных вод от нефтяных загрязнений// http/www.vestnik.vgasu.ru/attachments/strepetov.pdf.-2006.-С.1-6
22 Халилова Х.Х., Мамедов М.К. Способ очистки воды от нефтяных загрязнений// Химия и технология воды.-2008.-№3.-С.339-344.
23 Трусова В.В.Очистка оборотных и сточных вод предприятий от нефтепродуктов сорбентом на основе бурых углей. Иркуцк 2013
24 Драгинский В.Л., Алексеева .Л.П. роль озонирования в свете новых требований к качеству питьевой воды// Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды, г. Москва 2012
25 СНиП 2.04.02−84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. − М., 1996
26 Долина Л.Ф. Современная технология и сооружения для очистки нефтесодержащих сточных вод. Днепропетровск2005
27 Швецов В.Н. и др. Очистка нефтесодержащих сточных вод биомембранными методами / В.Н. Швецов, К.М. Морозова, М.Ю. Семенов,М.Ю. Пушников, А.С. Степанов, С.Е. Никифоров // Водоснабжение и санитарная техника. – 2008. – № 3. – С. 39–42.
28 Швецов В.Н. Биосорберы – перспективные сооружения для глубокой очистки природных и сточных вод / В.Н. Швецов, К.М. Морозова //Водоснабжение и санитарная техника. – 1994. – № 1. – С. 8–11.
29 Степанов С.В. Биологическая и биомемрбанная очистка сточных вод нефтехимического производства / С.В. Степанов, А.К. Стрелков, А.С. Степанов, В.Н. Швецов, К.М. Морозова, В.А. Каленюк // Водоснабжение и санитарная техника. – 2009. – № 7. – С. 55–72.
30. Глубокая очистка городских сточных вод с применением мембранной технологии / Е.А. Олейник, Г.А. Забелина // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет, 2008. – Вып. 12. – Ч. V.Технические науки. – С. 244–247.
31.Шарафутдинова Г.М. Повышение экологичности нефтеперерабатывающих предприятий созданием ресурсосберегающих химико-технологических водных систем на основе мембранных процессов автореферат диссертации кандидата технических наук: 03.00.16, 05.17.08 /Шарафутдинова Гульнара Минигаяновна. – Уфа – 2008. – 24 с.
32 Рулев Н.Н., Седлухо Ю.П. Роль гидродинамического и гравитационного механизмов в работе коалесцирующего фильтра // Химия и технология воды. – 1990. – т. 12. – № 5. – с. 393-398.
33 Рулев Н.Н., Седлухо Ю.П. Коллоидно-гидродинамическая теория разделения фаз масляно-водяных эмульсий коалесцирующим фильтром // Химия и технология воды. – 1990. – т. 12. – №9. – с. 219-223.
34 Кулалаева Н. В.Повышение эффективности очистки водонефтяных эмульсий формированием организованной среды в межфазных пограничных
35 Адельшин А.Б. Использование гидродинамических насадок с
крупнозернистой загрузкой для интенсификации очистки нефтесодержащих
сточных вод / А.Б. Адельшин, Н.С. Урмитова. — Казань: Каз. гос. арх.-строит.
академия, 1997. — 251 с.
36 Седлухо Ю.П. Моделирование гидродинамических условий процесса
коалесценции эмульгированных в воде нефтепродуктов в слое зернистой загрузки коалесцирующих фильтров / Ю.П. Седлухо, А.Д. Линкевич // Известия вузов. Сер.Строительство и архитектура. — 1989. — №10. — С. 88-91
37 Д.В. Пчелинцев, канд. техн. Наук. Методика проектирования коалесцирующих фильтров сепарационных установок УДК 629.12
38 Истомин В.И Уравнение подобия коалесценции нефтесодержащих вод в тканевых фильтрах. Севастопольский национальный технический университет, УДК 629.12.03 г. Севастополь 2003г
39 М.П. Тюрин, М.А. Апарушкина, З,Н. Османов, Н.А. Солдатова, В.Б. Сажин. Разрушение устойчивых эмульсий в струйном аппарате// Успехи в химии и хим. технол.. 2012. 26, N 5, с. 11-13. Библ. 2. Рус.; рез. англ.
40. Пат. 2361661 РФ, C2, МПК51 B01D17/022 (2006.01). Сорбирующий материал, способ его изготовления и использования / Дегтярев В. А.,
Лакина Т. А.; заявители и потентообладатели Дегтярев В. А.,
Лакина Т. А. – № 2003124478/15; заявл. 11.08.2003; опубл. 10.02.2005. – с. 6.
41. Chakrabarty B. // Journal of Membrane Science. 2008.№325. P. 427–437.
42. Rahimpour A. // Desalination. 2011. № 265. P. 190–198.
43. Kocherginsky N.V. // Journal of Membrane Science.2003. № 220. P. 117–128.
44. Wu C. // Desalination. 2008. № 225. P. 312–321.
45. Zhou J. // Separation and Purification Technology.2010. № 75. P. 243–248.
46. Kukizaki M. // Journal of Membrane Science. 2008.№322. P. 196–203.
47. Li L. // Journal of Membrane Science. 2009. № 342.P. 70–79.
48. Vasanth D., Pugazhenthi G., Uppaluri R.// Desalination. 2013. 320, с. 86-95. Англ.
49. Chakrabarty B., Ghoshal A. K., Purkait M. K..// Chem. Eng. J.. 2010. 165, N 2, с. 447-456. Англ.
50. Samuel J. Maguire-Boyle, Andrew R. Barron// Journal of Membrane Science382 (2011) 107– 115
51. Alberto Lobo, A´ ngel Cambiella, Jose´ Manuel Benito, Carmen Pazos, Jose´ Coca// Journal of Membrane Science 278 (2006) 328–334
280–288
53. Hanieh Karimnezhada, Laleh Rajabia, Ehsan Salehib,∗,Ali Ashraf Derakhshana, Sara Azimi Applied //Surface Science 293 (2014) 275– 286
54. Emilie Lepercq-Bosta,b, Marie-Laurence Giorgia, Arsene Isamberta, Christophe Arnaudb //Journal of Membrane Science 357 (2010) 36–46