Преимущества, универсальность и области применения сорбента МЕГАСОРБ в водоочистных сооружениях

 

   

 

 

Описание проблемы

 

 

 

 

 

Повышение требований к качеству воды диктует поиск всё более эффективных технологий удаления нефтяных загрязнений  из поверхностных и сточных вод, возврата  очищенных стоков  для повторного использования или слива в природные водоёмы. 

Для решения этой задачи наиболее эффективным является метод сорбционной  очистки с помощью активированных углей (АУ). Использование  АУ на последней ступени очистки позволяет достичь уровня ПДК  многих вредных примесей  в очищенной воде соответствующих  качеству питьевой воды или  воды водоёмов рыбохозяйственного назначения. Однако угольные фильтры  быстро выходят из строя из-за высокого содержания нефтепродуктов в воде после предварительной очистки.

До недавнего времени, когда сорбционную обработку использовали для локальной очистки воды с ограниченным содержанием нефтепродуктов и химически активных примесей,  АУ регенерировали паром или растворами реагентов. Термическая регенерация в специальных печах  достаточно сложна, хотя и является практически универсальным  методом восстановления  активности АУ. Однако нефтепродукты, находящиеся в очищаемой воде, резко снижают фильтроцикл  АУ и не десорбируются  полностью  при регенерации  столь простым методом. Это вызвало острую необходимость  поиска новых альтернативных  материалов.

Одним из путей увеличения фильтроцикла АУ является существенное снижение содержания нефтепродуктов (до 0,5 – 1 мг/л) на стадии   предочистки.

Решение

Для предварительной очистки воды от нефтяных загрязнений  разработан специальный высокоэффективный фильтрующий материал – сорбент Мегасорб, обладающий сорбирующими и коалесцирующими свойствами. 

Сорбент Мегасорб  предназначен  для выделения из  воды   эмульгированных  нефтепродуктов  в водоочистных сооружениях любого типа, а также  для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды  и грунта при аварийных разливах.

Эффективность сорбента Мегасорб на стадии предочистки,  перед угольным фильтром,  во много раз превосходит   все традиционные методы очистки применяемые ранее.

Структура

Сорбент Мегасорб  представляет собой нетканый, волокнистый материал,  выполненный  в виде полотна, сформированного в единую, объемную гофрированную структуру из скрепленных между собой гидрофобных полимерных волокон. При  таком способе формирования создаются дополнительные ёмкие полости, в которые нефть свободно проникает при непосредственном контакте, заполняет весь объем полотна за счет капиллярных сил, при этом прочно держится внутри гофрированной волокнистой структуры сорбента за счет адгезии и легко отделяется при отжиме.

Гофрированная структура формирования сорбента "Мегасорб"

Технические характеристики сорбента "Мегасорб"

    

Поверхностная плотность,  кг/м2…………………………………………...0,5 – 0,55

Толщина, мм……………………………………………………………………...25 – 50

Нефтеёмкость: при сборе с поверхности воды, кг/кг…………………...….35 – 40

                          в режиме фильтрации…………………………………..…..10 – 12

Рабочий диапазон температур воды, 0С ……………………………..от +4 до + 50

Кол-во циклов регенерации отжимом.…………………………………………..…500

Нефтеотдача при отжиме, %….………………………………………….……..70 – 75

Скорость сорбции, кг/мин/кг.……………………………………………………...3 – 4

Скорость фильтрации, м/час

                 - рабочий режим………………………………………………...……..5 – 7

                 - форсированный режим………………………………………...…..8 – 10 

Степень очистки,  %…………………………………………………………....97,5 98

Регенерация  …………………………………….………..…промывка противотоком

                                                                                отжим прессом, валиками

Утилизация…………………………………………………………….....…….Сжигание

 

Форма выпуска

Сорбент Мегасорб вырабатывается из смеси полимерных химических волокон  в виде нетканого холста шириной 1,0 или 2,0 м в рулонах длиной по 10 или 20 м. Выпускается двух марок:

  • Мегасорб-А –  для сбора сырой нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и грунта при аварийных разливах;

  • Мегасорб-Ф –  фильтрующая загрузка для очистки промышленных и сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов.

Форма выпуска:

  • Боны

  • Маты

  • Подушки

  • Салфетки

  • Кассеты

  • Фильтр-пакеты

 

Эксплуатационные характеристики сорбента "Мегасорб"

Благодаря упругой структуре состоящих из чередующихся плотных слоёв и пустот сорбент Мегасорб способен выдерживать многократные нагрузки при отжиме, не изменяя при этом своей структуры.  В лабораторных условиях были проведены ресурсные испытания сорбента, которые показали (см. рис.), что механическая прочность структуры была нарушена только к 500 циклу регенерации отжимом при нагрузке 0,25 кг/см2.  При этом количество впитанной нефти и количество отжатой нефти оставалось на уровне 25 и 15 г/г, что существенно превышает показатели аналогов.

Изменение нефтеёмкости сорбента Мегасорб

и кол-ва отжатой нефти при многократных циклах регенерации отжимом

 

Исследовалась способность сорбента Мегасорб впитывать нефтепродукты с различной вязкостью. Из графика видно (см. рис.), что  сорбент Мегасорб одинаково хорошо впитывает как  легкие жидкие моторные масла, так и густые высокопарафиновые виды нефтепродуктов.

Изменение нефтеёмкости сорбента Мегасорб

для нефтепродуктов с различной вязкостью

Сравнительные  характеристики

 

Проведены сравнительные лабораторные испытания сорбента Мегасорб с лучшими отечественными и зарубежными аналогами по нефтеёмкости и нефтеотдаче при сборе нефти с поверхности воды и при отжиме (см. диаграмму).

Диаграмма сравнительных характеристик сорбентов

Учитывая, что количество циклов регенерации у сорбента Мегасорб  достигает 500, то теоретически  одним килограммом сорбента  Мегасорб можно собрать до 12 тонн нефти.

В отличие от аналогов, сорбент Мегасорб  не теряет своих эксплуатационных характеристик при отрицательных температурах, благодаря использованию смесевой композиции волокон с различной температурой стеклования.

Преимущества

  • Нефтеемкость сорбента составляет 35-40 г/г в зависимости от плотности нефтепродукта, что в 2 – 3 раза выше, чем у лучших отечественных и зарубежных аналогов того же класса;

  • Возможность многократного использования;

  • С помощью 1 кг сорбента Мегасорб можно собрать до 12 тонн разлитого нефтепродукта уже в первые минуты аварии, сохранив все его первоначальные свойства.

Области применения

  • Сбор нефти и нефтепродуктов (легкий мазут,  моторные, машинные и др. масла) с поверхности воды при аварийных разливах;

  • Сбор аварийных разливов нефтепродуктов с твёрдой поверхности (асфальт, бетон) с использованием простых технических средств, оснащённых сорбентом Мегасорб;

  • Экологическое оснащение речных судов и портов;

  • Сбор нефтепродуктов с поверхности прудов-отстойников любых очистных сооружений;

  • Фильтрующая загрузка для очистки промышленных и сточных вод от нефтяных загрязнений в очистных сооружениях промышленных предприятий;

  • Фильтрующая загрузка в установках локальной очистки производственных стоков на промышленных предприятиях;

  • Очистка поверхностных и ливневых стоков от нефтепродуктов  в системе городского хозяйства  (автобазы, автомойки, автозаправочные станции);

  • Высокоэффективный сорбирующий материал для выделения из производственных стоков пищевых жиров и масел.     

Гравитационно-коалесцентный фильтрующий модуль

Назначение, технология очистки

 

Фильтрующий модуль  представляет собой  съёмную кассету  с решетчатым дном и открывающейся решетчатой крышкой, в которую закладывается фильтр-пакет из листов сорбента Мегасорб.  

Кассета устанавливается горизонтально или вертикально и  закрепляется герметично в железобетонной  или металлической  ёмкости, через которую пропускается очищаемая  вода.

Процесс очистки осуществлялся при самотечном движении жидкости  через фильтрующую кассету, с волокнистой загрузкой.

Очищаемая вода подаётся  на  фильтрующую  кассету  снизу вверх.

Принципиальная схема

Общая схема испытаний

гравитационно-коалесцентного фильтрующего модуля

I – блок очистки от механических примесей

II – блок очистки от нефтепродуктов

1 – погружной насос

2 – кран подачи очищаемой воды

3 – корпус

4 – сорбент Мегасорб

5 – решетки

6 – фильтрующая загрузка-сорбент Мегасорб

7 – корпус установки

8 – выходной патрубок чистой воды

9 – перегородка

10 – решетки

Испытания

 

Фильтрующий  модуль  прошел испытания  на очистных сооружениях  ЗАО Мосводостока в  районе  Тушино  (Керосиновый ручей)  где был установлен  на конечном каскаде очистного сооружения при стоке воды в реку Москва.

При исходной концентрации нефтепродуктов от 2 до 5 мг/л их остаточная концентрация составила  0,1-0,3 мг/л.

Продолжительность фильтроцикла  модуля зависит от высоты фильтрующего слоя, скорости фильтрации, содержания примесей на входе. Установлено,  что  при  исходной концентрации взвесей 10 мг/л  и  скорости фильтрации до 10 м/час  фильтроцикл модуля с высотой фильтрующего слоя до 1 м может достигать  1000 и более суток. В  режиме коалесценции и постоянного отвода скоалесцированных нефтепродуктов фильтрующий модуль может работать неограниченно долго.

Фильтрующая кассета  – техническое средство оснащения очистных сооружений, представляет собой две пластиковые рамы с металлической решеткой,  между которыми закладывается фильтрующий материал.

В настоящее время фильтрующими кассетами оснащаются  вновь строящиеся и реконструируемые сооружения ЗАО Мосводосток.

Каскад фильтрующих модулей

Назначение

 

При прохождении очищаемой воды через горизонтальный отстойник  выделяются  только плавающие  нефтепродукты и взвешенные вещества,  а  основная масса эмульгированных нефтепродуктов поступает  на  угольные фильтры,  резко снижая при этом фильтроцикл  АУ, и не десорбируется  полностью  при  регенерации. Одним из путей увеличения фильтроцикла АУ является существенное снижение содержания нефтепродуктов (до 0,5 – 1 мг/л) на стадии   предочистки.

Использование каскада гравитационно-коалесцентных фильтрующих модулей, оснащенных сорбентом "Мегасорб"  позволит значительно увеличить фильтроцикл угольных фильтров  и  улучшить качество очистки промышленных и сточных вод при реконструкции действующих очистных сооружений и  строительстве новых.

При наличии на  объекте подземных ёмкостей-нефтесборников целесообразно  использовать их  для размещения каскада  фильтрующих модулей.

В  зависимости от степени загрязненности воды и производительности сооружения фильтрующих модулей может  быть от 1 до 10 штук или более.

 

Принципиальная схема

Общая схема очистных сооружений

представляет собой каскад из последовательно стоящих фильтрующих модулей

 

1 – вход очищаемой воды

2 – фильтрующий  модуль

3 и 4 – решетка

5 – фильтрующая загрузка из сорбента Мегасорб

6 – бетонная, проницаемая перегородка

7 – бетонная перегородка  непроницаемая

8 – сетка   металлическая

9 – вертикальная фильтрующая кассета

10 – композиционный фильтрующий материал

11 – погружной насос

12 – слой плавающего нефтепродукта

13 – люк для обслуживания фильтрующего модуля

14 – камера для очищенной воды

15 – вывод шлама

16 – вывод нефтешлама

Технология очистки

 

Процесс очистки осуществляется при самотечном движении жидкости через фильтрующие кассеты  с волокнистой загрузкой.

Очищаемая вода подаётся на  фильтрующие  кассеты  снизу вверх.

Система  должна быть оснащена отводом жидких нефтепродуктов  для их дальнейшей утилизации.

Испытания

 

Каскад  из 3-х  фильтрующих модулей установлен в горизонтальном отстойнике  очистных сооружений  ОАО фабрики "Ударница"  (г.Москва) в рамках проекта  реконструкции. Размещение  в горизонтальном отстойнике трёх фильтрующих модулей с загрузкой из  сорбента Мегасорб, позволило снизить концентрацию поступающих на АУ нефтепродуктов с 6,0 мг/л до 0,5 мг/л.

Гравитационно-коалесцентный комплекс очистки

нефтесодержащих стоков

 

Предлагается  схема гравитационно-коалесцентного  комплекса очистки нефтесодержащих стоков  для небольших производственных объектов (АЗС, автомойки, гаражи и пр.) с использованием фильтрующих модулей оснащенных сорбентом "Мегасорб" и гравитационно-коалесцентными сепараторами серии "Гамма".

Принципиальная схема

очистного комплекса для автозаправочных станций (АЗС)

1 – приёмный  колодец - песколовка

2 – фильтрующий модуль  с горизонтально расположенной  фильтрующей кассетой

3 – фильтрующий модуль с вертикально расположенной фильтрующей кассетой

4 – камера очищенной воды

5 – погружной насос

6 – комплекс гравитационно-коалесцентных сепараторов Гамма

7 – ГКС Гамма-1 с зернистой загрузкой

8 – ГКС Гамма-2 с загрузкой из сорбента Мегасорб

9 – Гамма-3 картридж тонкой очистки

10 – кран

11 – кран промывки  противотоком

12 – ёмкость с чистой водой

13 – мойка автомобилей

14 – выход  на очистку воды после промывки установки

15 – вход поверхностных стоков  с территории АЗС на очистку

16 – вход на очистку воды после автомойки

17 – вывод жидкого нефтешлама

18 – выход твердого шлама

Технология очистки

 

Технологической схемой  гравитационно-коалесцентного комплекса предусмотрена  трёхступенчатая  очистка НСВ по закрытой схеме частично в безнапорном режиме.

Нефтесодержащие стоки, содержащие взвешенные вещества (в основном песчаные и глинистые частицы в кол-ве  300-500 мг/л), а также  плавающие и эмульгированные нефтепродукты (в количестве до  2000 мг/л),   собираются в дождеприёмном колодце, где при малых скоростях происходит осаждение грубодисперсных частиц взвесей, а также постепенное  скапливание и периодический вывод  плавающей  нефти.

Затем очищаемая вода поступает самотеком на горизонтальные  фильтрующие модули - 2 снизу вверх, проходя фильтрующую  загрузку из сорбента "Мегасорб". 

Последняя кассета каскада фильтрующих модулей расположена вертикально и оснащена композиционным фильтрующим материалом на основе сорбента "Мегасорб".

Шлам периодически выводится из нижней камеры (16) с помощью насоса.

Далее, технологической схемой предусмотрена трёхступенчатая  очистка НСВ по закрытой схеме в напорном режиме.

Очистка воды от эмульгированной нефти, взвешенных веществ и ПАВ осуществляется в гравитационно-коалесцентном  сепараторе  Гамма-1,  оснащенном плавающей зернистой загрузкой.

Доочистка воды происходит  в гравитационно- коалесцентном  фильтре Гамма-2 через слои  сорбента нефти и нефтепродуктов Мегасорб.

Окончательная, тонкая  очистка воды от эмульгированных и растворенных нефтепродуктов осуществляется с помощью картриджа тонкой очистки Гамма-3, оснащенного композиционным фильтрующим   материалом на основе сорбента Мегасорб.

Награды

 

Нашими покупателями, например, уже стали:

Мосводосток, Челныводоканал, Стройпоставка.


Copyright 2004-2008. Восточно-Европейский Центр инновационных технологий

Инновации навстречу времени