Изучение возможности улучшение водоотдачи совместного осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод при их замораживании

№122-1,

технические науки

В статье представлены результаты по возможности улучшение водоотдачи совместного осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод при их замораживании. Приведены данные термогравиметрического метода, определяющие элементный состав и структуру осадков, а так же результаты исследования свойств их. Установлено, что снижаются удельное сопротивление фильтрации до 8 раз и замасленность на 8% при криогенной обработки осадка в естественных условиях.

Похожие материалы

Учитывая региональные условия, были проведены исследования по изучению влияния криогенной обработки на изменение свойств совместных осадков маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод.

Наиболее эффективными методами обезвоживания осадка для дальнейшей его утилизации является замораживание и оттаивание. Известно, что замораживание и оттаивание приводит к изменению физико-химической структуры осадков, вследствие перераспределения различных форм связи влаги с твердыми частицами осадка. Сущность процесса состоит в следующем: при замораживании часть связанной влаги переходит в свободную, происходит коагуляция твердых частиц осадка и снижается удельное сопротивление осадка; при оттаивании осадки образуют зернистую структуру, их влагоотдача повышается.

Учитывая климатические условия Якутии были проведены исследования по изучению процесса криогенной обработки в естественных условиях для интенсификации обезвоживания осадка.

Изучение механизма кристаллизации осадка проводилась для более полного представления о замораживании, как методе кондиционирования.

При исследовании влияние низких температур и скорости ветра на водоотдачу маслосодержащего осадка была изучена кинетика его промораживания.

Были определены свойства осадка после замораживания и оттаивания. Для определения состава натурного осадка был использован термогравиметрический метод исследования осадка маслоэульсионных и кислотно-щелочных стоков была снята на аппарате STA 449F1 немецкой фирмы NETZSCH, в диапазоне: 30/200 (K/мин)/1000 в режиме ДСК-ТГ (где ДСК- дифференциальная сканирующая калометрия, мкВ/мг; ТГ- кривая изменения массы,%; ДТГ- дифференциальная термогравиметрическая кривая, % мин).

На рисунках 1 и 2 показаны термограммы до и после замораживания натурного осадка, из которых видно изменение его состава.

Термограмма исходного осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод.
Рисунок 1. Термограмма исходного осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод.
Термограмма осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод после криогенной обработки.
Рисунок 2. Термограмма осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод после криогенной обработки.

Анализ кривых ДСК (рис. 1, 2) показывает, что на образцах исходного осадка (рис. 1), и осадка после криогенной обработки (рис. 2), наблюдаются отличия по ширине пиков и значениям максимальной температуры: t=123,10C и t=115,40C- эндоэффекты объясняется дегидратацией, при t=245,10C, t=300,60C и t=303,00C- пики характерны для выделения основной массы констиуционной воды, при t=325,80C и t=347,00C термоэффекты объясняются полиморфными превращениями гидроокислоалюминия, при t=401,20C пик характерен для гиббента (γ- Al(OH)3), при t=493,00C и t=501,50C- экзотермические эффекты объясняется выгоранием масел, при t=732,40C и t=741,00C наблюдается разложение карбонатов. Термогравиметрические кривые (ТГ) показывают, что все основные тепловые эффекты сопровождаются изменением массы образцов осадка в зависимости от температуры. Уменьшение остаточной массы осадков объясняется изменением их структуры и свойств.

Данные по сопостановлению свойств натурного совместного осадка маслоэмульсионных и кислотно-щелочных сточных вод до и после криогенной обработки, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Свойства осадка до и после криогенной обработки

Вид осадка

Плот-ность, г/см3

Влаж-ность осадка, %

Влаж-ность кека, %

Сухой остаток после просуш., г/дм3

Прокал.остаток, г/дм3

Потери при прокал., г/дм3

Золь-ность, %

Замас-лен-ность, %

Удельное сопротивле-ние фильтра, см/г

450С0

800С0

450С0

800С0

450С0

800С0

Исход-ный осадок

0,938

93,418

91,680

61,760

36,520

32,480

25,240

29,280

59,132

52,590

40,867

289,936∙1010

Осадок обработанный праестолом

0,988

92,007

89,130

79,040

47,980

44,980

31,060

34,080

60,703

56,883

39,296

119,156∙1010

Осадок после оттаивания, замороженный

0,972

93,229

89,589

75,60

45,720

41,980

29,880

33,620

60,476

55,529

39,523

189,472∙1010

Осадок после оттаивания, обработанный праестолом и замороженный

0,911

93,250

93,701

61,520

36,580

32,940

24,940

28,580

59,460

52,543

40,539

43,404∙1010

Из таблицы 1 видно, осадок после криогенной обработки обладают лучшими водоотдающими свойствами. Из результатов исследований по изменению свойств осадков маслоэмульсионных и кислотно-щелочных стоков при замораживании в естественных условиях видно, что процесс обезвоживания осадков наибольшее влияние оказывает замасленность. Установлено, что чем выше замасленность исходного осадка, тем эффективность обезвоживания больше при одних и тех же условиях замораживания. Чем ниже температура замораживания и скорость ветра, тем больше интенсивность процесса обезвоживания, однако, увеличение интенсивности замораживания, что наблюдается при низких температурах (-500С) и объясняется тем, что скорость вытеснения твердых частиц и частиц масла при деформации гидроокисных связей становиться соизмеримой со скоростью замерзания, это приводит к тому, что успевает мигрировать только небольшая часть воды, а основная влага замерзает там, где она первоначально находилась. Следовательно, для проведения процесса в оптимальных условиях, необходимо регулировать процесс замораживания и скорость ветра.

Установлено, что криогенная обработка совместных осадков маслоэмульсионных и кислотно- щелочных сточных вод способствует улучшению водоотдающих свойств, то есть снижению удельного сопротивления фильтрации до 8 раз и замасленности на 8%.

При замораживании осадка происходит изменение физико-химической структуры, приводящее к изменению свойств осадка: снижению объема, замасленности, влажности, удельного сопротивления фильтрации, что позволяет интенсифицировать дальнейшее механическое обезвоживание.