Введение. В статье представлены результаты исследования физико-химических свойств нового фильтрующего материала, оценки его гидрофильных и олеофобных свойств, а также эффективности разделения прямых эмульсий в лабораторных и промышленных условиях. Методы и материалы. В качестве основы для создания нового фильтрующего материала была выбрана природная смесь минералов со значительным преобладанием кремнезема, также включающая в себя небольшие количества слоистых гидросиликатов (слюды, глина), которые обеспечивают прочность конечного гранулированного продукта при сохранении пористости и гидрофильных свойств поверхности. В исследованиях использовались гранулы сферической формы различного фракционного состава, полученные в результате сушки, гранулирования и обжига. Перед фильтрацией гранулы пропитываются водой с целью образования вокруг каждой гранулы водяной оболочки, которая обеспечивает защиту гранул от загрязнения маслонефтепродуктами и легкую очистку фильтра путем обратной промывки в режиме псевдоожижения. Для лабораторного исследования параметров разделения водонефтяных эмульсий был сконструирован тестовый стенд. В работе применялся комплекс различных инструментальных физико-химических методов исследования. Результаты. Приведены химический и минеральный составы разработанного фильтрующего материала, результаты его рентгено-структурного анализа, микрофотографии измельченного субстрата, полученные с помощью растрового электронного микроскопа, а также характеристики пористой структуры (распределение пор по размеру и совокупный объем пор материала гранул), определенные методом низкотемпературной адсорбции азота. Представлены результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний разделительной и накопительной способности фильтрующего материала. Обсуждение. Полученные данные обосновывают тот факт, что разработанный материал обладает ярко выраженными гидрофильными свойствами, а после создания водяной оболочки - олеофобными. При исследовании разделения двух жидких несмешивающихся фаз в процессе фильтрации через полученные гранулы было обнаружено значительное возрастание эффективности фильтра после достижения определенного количества удержанных фильтром маслонефтепродуктов. Возрастание эффективности фильтра связано с образованием протяженной структуры, которую авторы назвали «жидкостной сетью», образованной уловленными маслонефтепродуктами. Нити «жидкостной сети», образующиеся в зазорах между гранулами, уменьшают размеры каналов, что увеличивает эффективность улавливания более мелких капель маслонефтепродуктов. Выводы. Полученные нанопористые гранулы фильтрующего материала обладают супергидрофильностью и, за счет создаваемой вокруг них водяной оболочки, обеспечивают: защиту гранул от загрязнения содержащимися в очищаемой воде маслонефтепродуктами; эффективную (и не снижающуюся со временем) регенерацию фильтра путем обратной промывки в режиме псевдоожижения; качество очистки воды от маслонефтепродуктов на уровне самых дорогостоящих методов очистки. Перспективы внедрения. Разработанная технология «ОреФильтр» прошла опытно-промышленную апробацию на более полусотни производственных объектов различных отраслей промышленности (в основном, связанных с нефтедобычей и переработкой нефти) в России и зарубежных странах. Осуществляется тестирование технологии на промышленных объектах Ближнего Востока, Канады, США, Бразилии и Австралии. Промышленные фильтрационные установки, использующие технологию «ОреФильтр», уже эксплуатируются на российских предприятиях, работают в Швеции и Германии. Опытно-промышленные исследования доказали эффективность применения разработанной технологии: в пищевой промышленности; на заводах по производству моющих средств и мыла; на горно-обогатительных комбинатах; при очистке портовых балластных и льяльных вод, загрязненной воды после мойки нефтеналивных танкеров; в рыбоводстве; в морских океанариумах и дельфинариях.

Бесплатно

Очистка промышленных и сточных вод с использованием матрично-изолированных нанокомпозиционных флокулянтов-коагулянтов

Кудрявцев Павел Геннадьевич, Кудрявцев Николай Павлович, Фиговский Олег Львович

Статья научная

В данной работе представлены результаты исследований по очистке производственных нефтесодержащих сточных вод с применением новых нанокомпозиционных флокулянтов-коагулянтов АКФК и ФКФК. С их помощью испытаны методы обработки сточных вод промышленных предприятий, а также ливневых вод, содержащих нефтепродукты. Рассмотрены конкретные примеры водоочистки с использованием новых алюмокремниевых и железокремниевых флокулянтов-коагулянтов. Авторами разработана и запатентована технология получения флокулянтов-коагулянтов данного типа в твердом виде. Для получения таких композиционных материалов ис- пользован метод матричной изоляции действующих активных компонентов. Дана оценка эффективности действия коагулянтов-флокулянтов АКФК и ЖКФК на реальных промышленных сточных водах. Проведено сравнение новых композиционных материалов с известными аналогами.

Бесплатно

Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью наноактивированных комплексов природного цеолита и диатомита

Малкин П.

Статья научная

Несмотря на широкое практическое использование сорбционных методов и комплексонов в очистке производственных сточных вод, в этой области существует ряд проблем. К наиболее существенным относятся следующие: недостаточная сорбционная емкость материалов, отсутствие надежных способов регенерации сорбентов, ресурсосберегающих экологизированных технологий очистки с использованием сорбентов, способов утилизации тяжелых металлов из отходов комплексообразованием. Важным фактором, влияющим на поведение тяжелых металлов в почве, является кислотность среды. При нейтральной и слабощелочной реакции среды образуются труднорастворимые соединения: гидроксиды, сульфиды, фосфаты, карбонаты и оксалаты тяжелых металлов. При возрастании кислотности в почве идет обратный процесс – труднорастворимые соединения переходят в более подвижные, при этом повышается подвижность многих тяжелых металлов. Однако действие кислотности почв на подвижность тяжелых металлов неоднозначно. Хотя при возрастании pH среды подвижность многих тяжелых металлов снижается (например, Fe, Mn, Zn, Co и др.), имеется ряд металлов, подвижность которых при нейтрализации почвы возрастает. К ним относятся молибден и хром, которые способны в слабокислой и щелочной среде образовывать растворимые соли. Кроме того, такие тяжелые металлы, как ртуть и кадмий, способны сохранять подвижность в щелочной среде за счет образования комплексных соединений с органическим веществом почв. С твердой фазой почвы тяжелые металлы взаимодействуют по механизмам специфической и неспецифической адсорбции. В статье предложена методика очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью наноактивированных комплексов природного цеолита и диатомита. Данная методика позволяет сократить значительные издержки в подготовке сырья и последующей его химической модификации. Предложены технологические решения по обезвреживанию и утилизации производственных сточных вод и позволяющие получать очищенную до необходимого нормативного содержания примесей воду и возвращать ее в технологический цикл.

Бесплатно

Патентный обзор «наномодифицированные фиброкомпозиционные материалы»

Кузьмина Вера Павловна

Статья обзорная

Приведен анализ патентной информации по наномодифицированным фибро- компо- зиционным материалам. Изобретения можно применить в промышленных технологиях для получения наномодифицированных композиционных материалов на основе воздуш- ных и гидравлических вяжущих веществ, что позволит расширить их ассортимент за счет использования новых видов фибры на основе исходного ископаемого сырья.

Бесплатно

Патентный обзор «нанопористые углеродные материалы-адсорбенты»

Кузьмина Вера Павловна

Статья научная

Приведен анализ запатентованных нанопористых углеродных материалов для адсорбентов и пористых углеродных носителей для катализаторов. Изобретения могут применяться в промышленных технологиях процесса получения нанопористых углеродных материалов из углей, а также расширить ассортимент исходного ископаемого сырья за счет использования трудноактивируемых природных антрацитов.

Бесплатно

Патентный обзор «ультрадисперсные системы и механоактивированные материалы»

Кузьмина Вера Павловна

Статья научная

Приводится анализ патентной информации по ультрадисперсным системам и механоактивированным материалам для строительных технологий в части приготовления геле образующих составов для ограничения водопритока и регулирования проницаемости пласта при нефтедобыче. Изобретения можно применять в промышленных технологиях получения силикатного бетона, что позволит расширить ассортимент исходного минерального сырья за счет использования трудноактивируемых минералов природного или искусственного происхождения.

Бесплатно