способ разложения отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей

Формула изобретения

Способ разложения отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, включающий введение при перемешивании в СОЖ фосфорной кислоты до рН 2-3, отстой раствора и его последующую электрокоагуляцию, отличающийся тем, что после введения и перемешивания фосфорной кислоты раствор нагревают до температуры 65-80°С, после отстоя и частичного удаления масляной фазы в частично очищенную подкисленную водную фазу при перемешивании добавляют уротропин в количестве 0,05-0,1 вес.%, осуществляют электрокоагуляцию частично очищенной водной фазы, включающую удаление пенного продукта, до получения осветленной водной фазы, затем продукт обработки СОЖ нейтрализуют для соответствия показателям предельно допустимой концентрации для сточных вод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разложению отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод, содержащих мелкодисперсные коллоидные органические и минеральные примеси.

Известно разложение отработанных СОЖ на установке по а.с. 1562322. В батарею гидроцикпонов подают смесь отработанной СОЖ, воздуха и водного раствора хлорной извести как коагулянта. В гидроциклонах смесь перемешивается и очищается от шлама. Далее смесь направляют на флотатор, где она разделяется на воду и концентрат в виде масел, присадок, поверхностно-активные вещества и прочее. Концентрат всплывает и удаляется в карман, а водная фаза перетекает далее в электрокоагулятор, выполненный с флотатором в одной емкости. Продукты растворения железных или алюминиевых анодов взаимодействуют с небольшим остатком концентрата и коагулируют этот концентрат, который в другой части флотатора всплывает и удаляется во второй карман.

В данном способе не исчерпаны возможности экономии электроэнергии; продукт переработки требует утилизации; используются экологически вредные вспомогательные материалы.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ разложения отработанных СОЖ по авторскому свидетельству СССР №1701642, при котором в эмульсионную СОЖ вводят при перемешивании 0,4-0,5 об.% фосфорной кислоты и 4-5 мас.% окиси кальция для нейтрализации водного раствора. После отстоя осадок разделяют и осуществляют электрокоагуляцию водной фазы в течение 10-15 минут при плотности тока 0,01-0,02 А/см². Пенный продукт электрокоагуляции отводится, а в чистую воду для корректировки рН повторно добавляют 0,05-0,1 об.% фосфорной кислоты Н₃ РО₄. Данный способ позволяет снизить энергозатраты, объем осадка (гидроокиси кальция Са(ОН)₂), содержание сульфатов, объем масляных примесей.

Вместе с тем, по окончании процесса разложения СОЖ остается проблема утилизации или возможности использования осадка Са(ОН)₂, загрязняющего окружающую среду; добавление в СОЖ кислоты в начале и в конце процесса разложения приводит к снижению эффективности процесса электрокоагуляции ввиду пассивации электродов и снижает срок эксплуатации электрокоагуляторов, что служит препятствием для применения известной технологии. Уменьшение количества вводимой кислоты снижает интенсивность коррозии, но вместе с тем и всего процесса разложения, так как увеличивает время процесса разложения.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы увеличить степень очистки от органических и минеральных примесей за счет увеличения времени эффективной работы электрокоагуляторов путем депассивации его электродов и тем самым улучшить экологичность производства, а также увеличить срок эксплуатации используемого оборудования.

Для решения поставленной задачи предлагается способ разложения отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, включающий введение при перемешивании в СОЖ фосфорной кислоты до рН 2-3, отстой раствора и его последующую электрокоагуляцию, отличающийся тем, что после введения и перемешивания фосфорной кислоты раствор нагревают до температуры 65-80°С, после отстоя и частичного удаления масляной фазы в частично очищенную подкисленную водную фазу при перемешивании добавляют уротропин в количестве 0,05-0,1 вес.%, осуществляют электрокоагуляцию частично очищенной водной фазы, включающую удаление пенного продукта, до получения осветленной водной фазы, затем продукт обработки СОЖ нейтрализуют для соответствия показателям предельно допустимой концентрации для сточных вод.

Для осуществления способа может быть использован стандартный комплект оборудования участков приготовления СОЖ, присадок, моющих средств, утилизации отходов и пр., включающий емкости с мешалками (реакторы), дозаторы для жидких и сыпучих продуктов, вспомогательные контейнеры (емкости, бункеры) для загрузки исходных материалов и отвода конечного продукта.

Способ осуществляется следующим образом.

В реактор загружают отработанную и предназначенную для разложения эмульсионную СОЖ, например 5%-й Автокат Ф 78, Укринол 1М и др. от станков и автоматических линий, имеющую рН 8-9, очищенную от крупного шлама. При перемешивании в реактор вводят фосфорную кислоту до достижения величины рН 2-3, характеризующей нейтрализацию щелочных свойств СОЖ и обеспечение кислой среды. Раствор перемешивают в течение 3-5 минут, например, насосом или механической мешалкой, и затем нагревают, например паром, до температуры пастеризации 65-80°С. За время отстоя в течение 1-2 часов в растворе происходит коалесценция масляных частиц, а нагрев интенсифицирует процесс коалесценции этих частиц и их подъема. Также дополнительно происходит насыщение раствора воздухом. После отстоя удаляют основную часть всплывшей масляной фазы. Также при необходимости центрифугируют раствор. В частично очищенную подкисленную водную фазу добавляют при перемешивании уротропин в количестве 0,05-0,1 вес.% во избежание пассивации металлических электродов электрокоагулятора в результате растворения в кислой среде, а затем обрабатываемый раствор заливают в электрокоагулятор. Электрокоагуляцию осуществляют при плотности тока 0,01-0,02 А/см ². Через 10-15 минут путем визуального контроля наблюдают появление осветленной водной фазы, что свидетельствует о завершении этой операции. При использовании железных или алюминиевых электродов гидроокиси Fе(ОН)₃ или Аl(ОН)₃, полученных при растворении анодных электродов, взаимодействуют с частично очищенной водной фазой и коагулируют остаточные частицы масла. В присутствии пузырьков газа пенный продукт всплывает на поверхность и отводится известными приемами (например, переливом в карман). При этом показатель рН водной фазы повышается до 3-4, так как кислая среда, имеющая рН 2-3, частично нейтрализовалась гидроокисями Fе(ОН)₃ или Аl(ОН)₃. После электрокоагуляции и удаления пенного продукта очищенный раствор при необходимости фильтруют, далее нейтрализуют (например, с помощью NaOH) до требуемых значений рН для соответствия показателям предельно допустимой концентрации для сточных вод.

Разложение СОЖ в соответствии с прототипом приводит к пассивации электродов, что особенно заметно ухудшает качество водной фазы обрабатываемой СОЖ через 1-2 месяца работы коагулятора: присутствие масла наблюдается до 20 мг/л. В соответствии с предложенным способом срок службы электродов электрокоагулятора, в течение которого происходит качественное разложение СОЖ со степенью очистки масляной фазы до 8-10 мг/л, возрос в 2,5-3 раза.

Количество используемых ингредиентов определено опытным путем для целей достижения заявленного результата. Так при добавлении уротропина более 0,1 вес.% дальнейшее существенное улучшение качества разложения не наблюдается, а при введении уротропина менее 0,05 вес.% не достигаются возможные максимальные преимущества способа.