Суларды мнай німдерінен тазарту дістері

Кіріспе

Технологиялык процестердщ бузылуы-ның, мұнайды тасымалдауы барысында құбырдағы көптеген аппатты жағдайлары нәтижесінде ағынды сулардың мұнай мен мунай ен1мдер1мен ластануы ете кеп кез-gecegi. Мунайдыц аз ушатын кeмiрcyтeктeрi судыц бетш басып, оныц iшiнgeгi атмос-фераныц еруше жол бермей, оттеки жeтic-пeyшiлiктi, табиFи ортаныц eзiнgiк биология-лық тазалануын тоқтады. Бұл кезде судың органолептикалық қасиеттері нашарлайды да, микрофлораның және өсімдіктің жойылуы басталады. Ағынды сулардың ластануынан қондырғыларды ауыстыру үшін, шығындар көбейеді. Сондықтан, қазіргі заманда ағынды суды мунайдан жэне мунай eнiмgeрiнeн тазарту мацызды мэселе болып отыр [1].

Мунай ешмдершщ суга эсер ету дэре-жeci оныц курамымен аныкталады. Мунай-дың жоғары молекулярлық фракцияларында 5% күкірт, 1% азот және оттек, сондайақ, әр тYрлi комплекс тYзyшi металдар болады. Сулы ортада мунай eнiмgeрi кабатты тYзegi, ол табиFи бeттiк кабат пен эceрлecegi, нэти- жeciнge, кабаты артып, квази тепе-тец жYЙeнi тYзegi. Мунайдыц 1 тоннасы аFып, 7-8 тэyлiктe 20км2-ка тец кeлeмgeгi судыц бeтiн жабу керек. Жалпы массадан 25% екі күн ішінде буланады (жеңіл фракциялар). Ауыр фракциялар су қоймасының түбіне отырады, нэтижeciнge ортаныц биологиялык ерекше-ліктері өзгереді [2]. Бұл туылған жағдай, экологиялык ортаны корFаygыц жаца жол-дарын iзgecтiрy мэceлeciн тудырады [3].

Бүгiнгi күнде су қабатынан да, құрғақ жер қабатынан да мұнаймен ластануды толық жоюдыц бiр де бiр тэciлi жок. Химиялык ней-тралды материалдар негiзiндегi сорбциялық тэciлgeр мунайды экологиялык таза эgicтeр мен жою мэceлeлeрiн шешуге мYмкiнgiк бeрegi [4].

Агынды сулар мунай eнiмgeрi мен ластантан уакытта, жумыста зерттелген сорбент-терді қолдану өте тиімді әрі қолайлы болып табылады. Себеб^ мунай ендеу eнeркэciбi жылдан-жылта кептеген агынды суларды ластап, коршаган ортаа зор зиянын тигiзiп отыр.

Зерттеу нысандары және әдістері

Зерттеу нысандары рeтiнge: ФЭК-56, ФЕК-М, КФК-2 типтi фотоэлектро- калориметр, ЦУМ-1 типт кiшi центрифуга, белсендірілген көмір, күріш қауызы мен өрік CYЙегi непзшдеп сорбенттер, акриламид-акрил кышкылыныц негiзiнде жасалFан-гидрогель, мунай жэне мунай енiмдерi, аFын-ды су, массалык концентрациясы 1500 г/дм3болатын метилендi кегiлдiр колданылды.

Қолданылған зерттеу әдістері: МЕМСТ 12597-67 (халыкаралык стандарт) - метилендi көгілдір; сорбциялық қасиетін анықтау эдiстерi мен кабылдау ережелерi; сорбент-тердің адсорбциялық белсенділікті анықтау; модельдi ерiтiндi дайындау.

Анализдi еткiзу Yшiн массалык концентрациясы 1500 г/дм3 болатын индикатор ерітіндісін дайындайды. 1,5 г индикаторды өлшеп (нәтижесін үшіншілік бірлікке дейін жазады), келемi 1000 см3 болатын елшемелi колбаFа салып, 200 см3 суда ерiтедi (70-800°С). Кейін, ерітіндіні суытып, ерітіндінің көлемін белгiге дейiн жеткiзедi де, араластырады.

0,09-0,11 г кемiрдiц мелшерш МЕМСТ 12597-67 бойынша кептiрiп, елшейдi. Кемiрдщ мелшерш келемi 100 см-1 конусты колбаға енгізеді де, концентрациясы 1500 мг/дм3 болатын, метилендi кегiлдiрдiц 25 см3 ерітіндісін құйып, аузын жауып, сұйықты шайқалдыру қондырғысының ыдысында 20 минут бойы шайқайды. Шайқайғаннан кейін, көмірді суспензияны центрифигурлеу үшін тYтiктерге куйып, 15 минут бойы центр-фигурлейдi. Пипетка кемегiмен 1 см3 аFар-тылFан ерiтiндiнi алып, келемi 100 см3 болатын, елшемдi колбаFа кiргiзедi. Кол-бадағы ерітіндіні дистилденген сумен белгіге дейін араластырады. Араластырғаннан кейін, ертндшщ оптикалык тыгыздыгы -0,2 - 0,8 оптикалық бірлікті құрайды. Бұл кезде араласу коэффициент 100-ге тец.

Индикатор (Х) бойынша 1г өнімдегі сорбенттердің адсорбциялық белсенділігін келесi формула бойынша аныктайды:

Х= (C i - C 2 k)-0,025/m, (1)

бул жерде С 1 - бастапкы ертндшщ индикаторының массалық концентрациясы, мг/дм³;

С2 - сощы ертндшщ массалык кон-центрациясы, мг/дм3;

k - ертндшщ араласу коэффициент, берiлген жаFдайда k=1;

0,025 - индикатордыц ерiтiндiсiнiц келемi;

m - белсендiрiлген кемiрдщ мелшер-шщ массасы, г. 100 мг/1000=0,1 г.

1-формула бойынша Yлгiлердщ адсор-бциялык белсендiлiгiн аныктаймыз.

• 1)    Х 1 = (1500-23^1)^0,025/0,1=369,2 мг/л

• 2)    Х 2 = (1500-29^1)^0,025/0,1=367,7 мг/л

• 3)    Х 3 = (1500-75^1)^0,025/0,1=356,2 мг/л

Алынған нәтижелерге сүйене отырып, карбонизацияланған күріш қауызының (ККҚ) непзшдеп сорбенттерiн аFынды суды мунай енiмдерiнен тазарту Yшiн колданамыз. ККК-ның сорбциялық қабілеттілігі мұнайдың, мұнай майының және керосиннің әр түрлі концентрациясы бар модельдi ерiтiн-ділерінде зерттеледі. Модельді ерітінділер мұнай майын және сорбентті дистилденген суға қосу арқылы дайындалады. Бұл анализ аркылы судаFы мунайдыц жэне мунай-өнімінің мөлшері, сорбенттің мөлшерінің 9серi, сондай-ак, сорбенттердщ мунаймен лайланFан суды тазалау д9режесi аныкталды.

Модельді ерітінділер келесі жолмен дайындалады: 10г дистилденген су мен 20 г мунай майы (керосин, мунайды) аралас-тырылады. Сорбенттер шарлы ұнтақтағышта Yгiткiш сиякты усатылады. Yгiтiлген сор-бентті сәйкес массасымен, сорбция әдісі бойынша - аFынды суларды мунай енiмдерi-нен тазалау үшін қолданамыз. Сорбент пен мунай енiмiн араластырып, 30 г мелшерде, с9йкесiнше, 20:10 катынасында алып, кос-паны 30 минут бойы, сорбциялайды. 30 ми-нуттан кейін, қоспаны сорбция дәрежесін анықтау үшін фильтрлейді. Нәтижесінде, ағынды судың мұнай өнімінен тазалау дэрежес аныкталады.

Гидрогельдерді ағынды суларды мұнай өнімдерінен тазарту үшін келесі әдіс бойынша қолданады: ісінген гидрогельдің кейбір мөлшерін, 30г мұнай өніміне енгізеді. Бұл қоспаны, 50 мл стақанға сыйдырады. Сорбция эдiсiмен аFынды суды мунай енiмi-нен тазартамыз (жанармай-октан саны - 92, керосин, мунай).

Зерттеу нәтижелері және оларды талдау

Карбонизацияланған күріш қауызын аFынды суларды мунай енiмдерiнен тазартуFа тигізетін әсерін зерттеу нәтижесінде келесі керсеткiштер белгiлi болды (кесте-1,2):

Кесте 1- ККҚ мөлшерінің ағынды суларды мұнайдан тазартуға тигізетін әсері

ККҚ мөлшері, г	Мұнай мен судың мөлшері, г		Тазарту дәрежесі, %
	Сорбцияға дейін	Сорбциядан кейін
0,04	30	5,25	17,51
0,05	30	9,66	32,21
0,06	30	14,73	49,13
0,07	30	20,31	67,11
0,08	30	26,50	88,35
0,09	30	27,93	93,11
0,10	30	28,20	94,01
0,11	30	28,26	94,22

ККҚ мөлшерін 0,04 г-нан 0,11 г дейін арттыру ағынды суларды мұнайдан тазарту дәрежесін 95,22 % дейін жеткізді.

Кесте 2 - Ағынды судың жанармайдан тазарту дәрежесінің процесті өту уақытына тәуелділігі жанармай мөлшері - 20 г, ККҚ-0,07 г.

Сорбцияның өту уақыты, мин	Сорбцияланған жанармайдың мөлшері, г	Тазару дәрежесі,%
5	4,862	24,31
10	9,04	45,23
15	11,94	59,71
20	14,04	70,21
25	15,98	79,92
30	19,02	95,12
60	19,04	95,21
90	19,06	95,31
120	19,07	95,35

2-кестеде көрсетілгендей, ККҚ жанармай мен 5-тен 30 минутқа дейінгі қатынасы, мұнай сорбциясының мөлшерін 24,31-ден 94,11% дейін жеткізіледі. Ал, процесті ары қарай 120 минутқа созғанда, сорбция мөлшері аз өзгереді.

Келесі зерттеулерде, «су-керосин» модель-ді жүйесінде ағынды суды керо- синнен тазартуға әсер ететін әр түрлі факторлар қарастырылған (кесте-3). Керосин мұнай фракциясы болып табылады. 120-140ºС температурада бөлінеді, негізінен, қаныққан көмірсутектерден тұрады, олардың жартысын изоқұрылымды көмірсутектер құрайды.

Кесте 3 - Керосиннің мөлшерінің ағынды суды тазалау дәрежесіне әсері (ККҚ – 1,0 г., t=15 мин.)

Керосин мөлшері, г	Сорбцияланған керосиннің мөлшері, г	Тазалау дәрежесі, %
1,0	0,8736	87,36
2,0	0,6042	80,21
3,0	2,2851	76,17
5,0	3,2085	64,17
10,0	5,013	50,13
15,0	6,3165	42,11
20,0	6,822	34,11

3-кестеде көрсетілгендей, керосиннің 1 г-нан 5 г-ға дейін, 1 г сорбентке қатысқанда тазарту дәрежесі 64,17%-ды құрайды. Алайда, сорбенттің мөлшерін ары қарай арттыру ағынды судың тазарту дәрежесіне әсерін тигізбейді.

Акриламид-акрил қышқылының не-гізінде жасалған гидрогельдердің ағынды суларды мұнай өнімдерінен тазартуға ти-гізетін әсерін зерттеу нәтижесінде келесі көрсеткіштер белгілі болды (кесте-4).

Кесте 4 - Әртүрлі гидрогельдің мөлшерінде ағынды судың жанармайдан тазалану дәрежесі

Гидрогельдің мөлшері, г	Жанармай мен судың мөлшері, г		Тазарту дәрежесі, %
	Сорбцияға дейін	Сорбциядан кейін
0,1050	30	4,17	13,9
0,1210	30	8,02	26,7
0,1405	30	11,05	36,8
0,1595	30	15,45	51,5
0,1701	30	21,16	70,5
0,1907	30	23,18	77,2

4-кестеде көрсетілгендей гидрогель-дердің (87,05%) карбонизацияланған күріш қауызына (77,2%) қарағанда тазарту дәрежесі төменірек болды.

Қорытынды

Жұмыс барысында карбонизациялық жолмен өрік сүйегі мен күріш қауызы не-гізінде жаңа микрокеуекті мұнай сорбенттері алынып, сыналды. Карбоницияланған күріш қауызы мен гидрогельдің тазарту дәрежелерін салыстырғанда, бірінші сорбенттің тазалау дәрежесі, екінші сорбентке қарағанда кейбір мөлшерде көп болды. Мысалы, карбонизация-ланған күріш қауызын ағынды суды жанар-майдан тазалау үшін қолданғанда тазарту дәрежесі – 95,35%, ал гидрогельдер мен тазартқанда – 87,05%-ды құрады. Көрсетілген нәтижелерге сүйенсек, ағынды суды мұнай өнімдерінен тазалау үшін сорбент ретінде – карбонизацияланған күріш қауызын қолдану тиімді екені анықталды. Себебі, бұл сорбент акриламид негізіндегі сорбентке қарағанда бірқатар ерекшеліктерге ие:

• -    адсорбциялық қабілеттілігі жоғары;

• -    экономикалық тұрғыдан тиімді;

• -    сорбент дайындалатын шикізат қол жетімді.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

• 1.    Асқарова Ұ. Б. Экология және қоршаған ортаны қорғау: оқу құралы. –Алматы: Заң әдебиеті -. 107 б.

• 2.    Межевич Н.Е. Способы очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов // Химия и технология воды. -2007. -№5.–С.43-45.

• 3.    Кенжегалиев А.К, Хасанова А.А. Влияние ТГПЗ на экологическое состояние природной среды // Нефть и газ. -2007. -№3. –С.74-77.

• 4.    Боканова А.А., Мырзабекова А.М., Нурпеисова М.Б. Комплексная очистка сточных вод Кумкольского месторождения от нефте-про-дуктов. / Доклады первых межд. научных нади-ровских чтений «Научно-техническое развитие нефтегазового комплекса». –Алматы, 05.06.2003г. –С.353-355.