Разложение отработанных водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей кислотами
Анализ токсикологической опасности нефтесодержащих сточных вод для водных экосистем и человека. Анализ кислотного разложения смазочно-охлаждающих жидкостей с целью удаления нефтепродуктов и органических загрязнителей содержащихся в водной фазе эмульсии.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2018 |
| Размер файла | 14,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Разложение отработанных водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей кислотами
Фазуллин Д.Д.
Младший научный сотрудник
Маврин Г.В.
Кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой, «Химии и экологии» Камская государственная инженерно-экономическая академия, абережные Челны
Маврин Г.В.
Доктор технических наук, профессор, Московский государственный горный университет, Москва
Разложение отработанных водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей кислотами
Аннотация
Нефтесодержащие сточные воды представляют значительную токсикологическую опасность для водных экосистем и для человека. В работе рассмотрен процесс кислотного разложениясмазочно-охлаждающих жидкостей, с целью удаления нефтепродуктов и органических загрязнителей содержащихся в водной фазе эмульсии.
Ключевые слова: эмульсия, разложение кислотой, очистка, смазочно-охлаждающие жидкости.
Keywords: emulsion, acid decomposition, cleaning, cutting fluids.
Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) представляет собой устойчивую эмульсию типа “масло в воде”, в состав смазочно-охлаждающих жидкостей входят различные стабилизаторы, также большое количество присадок (антикоррозионные, бактерицидные, противозадирные и др.).
Основными причинами замены смазочно-охлаждающих жидкостей являются наличие в них большого количества взвешенных веществ (металлическая пыль, частицы абразивных материалов), расслаивание и загнивание. Возникает необходимость разложения отработанных эмульсий.
Известен способ разложения отработанной смазочно-охлаждающей жидкости по патенту РФ №2129990 (М. Кл. С 10 М 175/04, опубл. в БИ №13, 1999 г.), включающий предварительное подкисление их фосфорной кислотой до рН=4_6 (т.е. в количестве 1,5-2% по массе), экстракцию с помощью алифатического спирта (изоамилового, гексилового или бутилового) с последующим замораживанием до температуры кристаллизации, равной минус 3 - минус 4°С, а затем оттаиванием до температуры 0 - плюс 5°С с одновременным удалением органической фазы с экстрагентом [1].
К недостаткам указанного способа разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей можно отнести следующее. Во-первых, сложность реализации способа, так как потребуется громоздкое оборудования. Во-вторых, используются дорогостоящие реагенты (фосфорная кислота), экстрагенты (алифатические спирты). В-третьих, водную фазу с рН=4-6 после отделения от нее органической фазы необходимо нейтрализовать. В-четвертых, ухудшается экологичность производства в связи с использованием реагентов и экстрагентов.
Задача кислотного разложения состоит в том, чтобы уменьшить себестоимость процесса разложения отработанных СОЖ за счет удаления нефтепродуктов, органических загрязнителей содержащихся в эмульсиях, тем самым продлить срок службы мембранных элементов применяемых для доочистки водной фазы эмульсии.
К разложению подвергались следующие отработанные смазочно-охлаждающие жидкости «Кампрол-3» (рН=8,5) и «Инкам-1» (рН=8,9). 8 % отработанная эмульсия «Кампрол-3» содержит нефтепродукты (минеральное масло) - 5 %, НПАВ - 1,9 %, жиры _ 1,05 %, взвешенные вещества 0,13 %, вода. 3 % отработанная эмульсия «Инкам-1» содержит нефтепродукты (минеральное масло) - 0,77 %, жиры _ 0,53 %, НПАВ - 0,48 %, взвешенные вещества 0,16 %, вода.
Количественные измерения проводили согласно принятым методикам в аккредитованной лаборатории кафедры химии и экологии ИНЭКА.
Для разложения эмульсии в лабораторных условиях брали 100 мл эмульсии. Схема разложения включала: подкисление концентрированной серной кислотой (с = 1,84); отстой разложенной эмульсии; нейтрализация щелочью (раствор гидроксида натрия 100 г/л); разделение фаз.
При подкислении эмульсии рН=1-2 серной кислотой происходит расслаивание СОЖ на три фазы: верхний слой - масло, средний слой - органическая фаза, нижний слой - водная фаза с механическими примесями.
Нейтрализацию проводили после подкисления кислотой очищенной от свободного масла эмульсии. Результаты эксперимента представлены в таблице.
Таблица - Процесс разложения эмульсий
|
Эмульсия |
Vкисл.(Н2SO4), мл |
рН эмульсии после подкисления, ед. рН |
Время разложения, мин |
Vщел.(NaOH 100 г/л), мл |
рН эмульсии после нейтрализации, ед. рН |
|
|
«Кампрол-3» |
0,25 |
4 |
60 |
1,5 |
7,5 |
|
|
1,0 |
1,8 - 2 |
5-10 |
11,5 |
7 |
||
|
2,5 |
1,5 |
5 |
35 |
5,5 |
||
|
5,0 |
1 |
5 |
69 |
7,5 |
||
|
«Инкам-1» |
1,0 |
2 |
80 |
14,5 |
7,8 |
|
|
2,5 |
1,7 |
50 |
35 |
7,1 |
||
|
10 |
1 |
5 |
140 |
7,5 |
нефтепродукт вода сточный экосистема
Органическая фаза, по данным химического анализа, состоит из комплекса воды с ПАВ и взвешенных неорганических частиц. Маслообразный продукт состоит из нефтепродуктов - 89%, неорганические вещества - 3%, вода и другие вещества - 8%.
Содержание нефтепродуктов в водной фазе (при рН=7) эмульсии «Кампрол-3» составляет: 150 мг/л, жиры - 50-85 мг/л, НПАВ - 60 мг/л. Водная фаза эмульсии «Инкам-1» содержит нефтепродукты 100 мг/л, жиры - 50 мг/л, НПАВ - 50 мг/л.
Результаты исследования разложения эмульсии показывают, что для разложения 1 л эмульсии «Кампрол-3» требуется 2,5 мл концентрированной серной кислоты (с = 1,84) и 50 мл раствор гидроксида натрия с концентрацией 100 г/л для нейтрализации. Для разложения 1 л эмульсии «Инкам-1» расход серной кислоты равен 10 мл, и расход раствора гидроксида натрия составит 145 мл. После процесса нейтрализации минерализация водной фазы эмульсии «Кампрол-3» составляет 4 - 4,5 г/л, у эмульсии «Инкам-1» минерализация 7 г/л.
Для удаления оставшейся в водной среде органической фазы и нефтепродуктов, проводят электрофлотацию, далее ультрафильтрацию. Высокая минерализация водной фазы устраняется нанофильтрацией либо обратным осмосом.
Литература
1. Способ разложения синтетических и полусинтетических СОЖ [Электронный ресурс]. http://www.ntpo.com/patents_water/water_1/water_123.shtml(дата обращения 20.10.12.).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Современные СОЖ представляют собой сложные многокомпонентные композиции, отвечающие всем требованиям к их свойствам. Для комплексной утилизации СОЖ используются гидрофобизированные порошки (ГФП) на основе природных сорбентов (диатомита, опоки).
доклад [14,4 K], добавлен 28.02.2008Специфичность водных экосистем Беларуси. Влияние естественных и антропогенных факторов воздействия на состояние водных экосистем. Водные экосистемы Бреста и Брестской области. Анализ их загрязнения. Карстовые озера. Озера-старицы. Водохранилища. Пруды.
курсовая работа [804,8 K], добавлен 16.05.2016Особенности воздействия стойких органических загрязнителей на различные природные среды и организм человека. Методики количественного определения содержания загрязнителей в природе. Факторы эмиссии ПХДД/ПХДФ при производстве чёрных и цветных металлов.
курсовая работа [51,1 K], добавлен 02.12.2015Изучение особенностей воздействия судовых сточных вод. Определение суточных накоплений нефтесодержащих сточных вод. Расчет природоохранного оборудования. Оценка размеров вреда водным объектам в случае несанкционированного (аварийного) сброса сточных вод.
практическая работа [33,3 K], добавлен 03.02.2017Классификация сточных вод: по источнику происхождения, составу загрязнителей, концентрации загрязняющих веществ, кислотности, токсическому действию загрязнителей на водные объекты. Очистка сточных вод. Описание метода моделирования и основных определений.
курсовая работа [348,4 K], добавлен 19.06.2011Особенности воздействия судовых сточных вод на окружающую среду. Определение суточных накоплений нефтесодержащих и сточных вод. Выполнение расчета природоохранного оборудования. Вред водным объектам в случае несанкционированного (аварийного) сброса.
контрольная работа [21,6 K], добавлен 05.01.2014Укрупненная оценка экономического ущерба от загрязнения атмосферы, водных ресурсов. Расчет показателей относительной опасности загрязнения. Расчет платы за размещение твердых отходов. Методы очистки газообразных выбросов и сточных вод от загрязнителей.
контрольная работа [114,7 K], добавлен 25.04.2012Проблема влияния целлюлозно-бумажного производства на состояние водных экосистем. Физико-химические методы очистки сточных вод с применением коагулянтов. Дезинфекция сточных вод. Производственный контроль качества воды. Расчет вертикального отстойника.
курсовая работа [477,2 K], добавлен 14.05.2015Определение качественного состава микроорганизмов водных экосистем. Бактерии группы кишечной палочки. Грамположительные неспорообразующие кокки. Метод мембранных фильтров. Дрожжевые и плесневые грибы. Санитарно-вирусологический контроль водных объектов.
контрольная работа [40,1 K], добавлен 15.02.2016Понятие качества воды и круговорот органических веществ в водных экосистемах. Определение сапробности по Пантле и Букку при изучении санитарного состояния реки. Самозагрязнение и самоочищение водоемов, дрейссены и их личинки-идикаторы загрязнения.
реферат [32,5 K], добавлен 30.11.2010Классификация загрязнителей и источников загрязнения окружающей среды. Технологическая схема получения бутилового спирта гидрированием кротонового альдегида. Паспорта загрязнителей при производстве бутилового спирта. Паспорт опасности твердых отходов.
курсовая работа [399,6 K], добавлен 11.05.2014Загрязнение водных ресурсов сточными водами. Влияние выпуска сточных вод металлургических предприятий на санитарное и общеэкологическое состояние водоемов. Нормативно-правовая база в области очистки сточных вод. Методика оценки экологических аспектов.
дипломная работа [214,2 K], добавлен 09.04.2015Анализ структуры водных и прибрежно-водных растений Кетовского района Курганской области. Морфологические особенности водных и околоводных растений изученной флоры с анализом спектра жизненных форм. Редкие и нуждающиеся в охране виды водных растений.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 27.05.2014Характеристика современной очистки сточных вод для удаления загрязнений, примесей и вредных веществ. Методы очистки сточных вод: механические, химические, физико-химические и биологические. Анализ процессов флотации, сорбции. Знакомство с цеолитами.
реферат [308,8 K], добавлен 21.11.2011Основные потребители воды в горном деле. Структура промышленных сточных вод и регулирование водного потока. Условия образования и состав сточных вод горных предприятий. Качество воды, анализ сточных вод, основные способы их очистки и обеззараживания.
реферат [190,3 K], добавлен 08.12.2010Анализ деятельности Архангельского нефтеналивного терминала как источника экологической опасности при транспортировке через него нефти и нефтепродуктов. Мероприятия по предупреждению аварийных сбросов сточных вод. Основные сценарии возможных аварий.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 31.08.2012Особенности загрязнения окружающей водной среды железнодорожным транспортом. Классификация основных загрязнителей гидросферы. Физические, биологические, механические и химические методы очистки сточных вод. Описание и функциональность очистных сооружений.
реферат [1,9 M], добавлен 14.05.2014Разлив нефтепродуктов на воде и возможные последствия. Технологии устранения разлива нефтепродуктов. Неорганические, синтетические и природные органические сорбенты. Очистка сточных и поверхностных вод. Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов.
курсовая работа [38,8 K], добавлен 01.10.2008Методы очистки производственных сточных вод. Электрохимическая очистка от ионов тяжелых металлов. Описание принципиальной технологической схемы. Расчет решетки, песколовки, нефтеловушки, усреднителя, барботера, вертикального отстойника, адсорбера.
курсовая работа [688,5 K], добавлен 26.05.2009Исследование особенностей эволюции и общая характеристика экологических ниш человека. Размещение населения и анализ комплекса требований к факторам окружающей среды и жизни современного человека. Оценка состояния радиационной экологии наземных экосистем.
контрольная работа [153,3 K], добавлен 16.09.2011
