3.2.2. Мембраны

В лабораторной установке для проведения процесса мембранного разделения выбраны керамические микрофильтрационные мембраны КМФЭ-1 производства НПО «Керамикфильтр» с внешним селективным слоем.

Выбор типа мембраны обосновывается рядом конкурентных преимуществ керамических мембран по сравнению с другими типами мембран для проведения данного процесса:

-высокая производительность;

-биологическая резистивность;

-термическая устойчивость в агрессивных средах;

-механическая прочность;

-технологичность мойки;

-низкие эксплуатационные расходы;

-длительный срок эксплуатации.

Характеристики используемых керамических мембранных элементов:

Число каналов – 1;

Размер пор – 1,5 - 0,1 мкм;

Диаметр наружный – 10,0 мм

Диаметр канала – 6,0 мм

Длина – 800 мм

3.2.3.Сорбционно – коалесцирующие материалы

В качестве материала, обладающего сорбционно – коалесцирующими свойствами использовался сорбент «Мегасорб».

Сорбент «Мегасорб» представляет собой нетканое термоскрепленое полотно, получаемое путем прокатывания или иглопрокалывания, сформированное в единую объемную гофрированную структуру по технологии Struto. Вырабатывается данный материал из смеси гидрофобных полимерных волокон на основе полипропилена и полиэтилена (ПП - 2,2 текс 50%, ПЭ - 1,7 текс 30%, ТПВ - 0,48 текс 20%). Для термофиксации нетканого холста используются бикомпонентные волокна. При таком способе формования образуются вертикально ориентированные каналы, по которым капли нефти всплывают после их отрыва от материала при превышении некоторого критического объема. Благодаря упругой структуре, возникающей за счет чередующихся плотных слоев материала и пустот, «Мегасорб» обладает большим временным ресурсом в режиме коалесценции. Характеристики сорбента «Мегасорб» приведены в таблице 3.2.3.1.

Таблица 3.2.3.1..

Технические характеристики сорбента «Мегасорб» .

Характеристики	Значение
Поверхностная плотность, кг/м3	0,5 – 0,55
Толщина, мм	25 – 50
Нефтеемкость: - при сборе с поверхности воды - режим фильтрования	35 – 40 10 – 12
Расход сорбента для сбора 1 т нефти, кг/т	0,085
Водопоглощение, кг/кг	2 – 4
Грязеемкость, кг/м3	5 – 7
Рабочий диапазон температур воды, ºС	от +4 до +50
Количество циклов регенерации отжимом	500
Нефтеотдача при отжиме, %	70 – 75
Скорость сорбции, кг/мин/кг	3 – 4
Скорость фильтрации, м/час - рабочий режим - форсированный режим	5 – 7 8 – 10
Степень очистки воды от нефтепродуктов, %	97,5 – 98
Способ отжима	Пресс, центрифуга, валки
Содержание НП в очищаемой воде, мг/л	до 1000

3.3.Методика экспериментальной работы

3.3.1.Методика приготовления эмульсий

Эмульсии (водомасляными смеси) приготавливали путем интенсивного перемешивания масла с водой в мешалках при скорости вращения лопастей 100 - 1000 об/мин. Такого перемешивания достаточно для образования грубодисперсной смеси. Стабильность водомасляных смесей определяется их концентрацией, также на стабильность эмульсий большое влияние оказывает жесткость воды и присутствие в ней умягчителей.

Усредненный состав воды для г. Москвы приведен в таблице 3.3.1.1. (по данным ОАО Мосводоканал http://www.mosvodokanal.ru/.

Таблица 3.3.1.1.

Усредненный состав водопроводной воды в г. Москве

Показатели качества	Единицы измерения	Норматив СанПиН 2.1.4.1074-01		Среднее содержание в питьевой воде
Органолептические показатели
Мутность	мг/л	1,5		0,3
Цветность	градусы	20		6
Запах	балл	2		1 - 2
Обобщенные показатели
Окисляемость	мгО/л	5,0		2,9
Водородный показатель	ед. pH	6,0 – 9,0		7,1
Жесткость общая	ºЖ	7,0		3,7
Нефтепродукты суммарно	мг/л	0,1		< 0,05
СПАВ анион.	мг/л	0,5		< 0,015
Неорганические вещества
Алюминий	мг/л	0,50		0,06
Барий	мг/л	0,1		0,034
Бор	мг/л	0,5		< 0,04
Железо	мг/л	0,30		0,05
Кадмий	мг/л	0,001		< 0000,1
Медь	мг/л	1,0		0,0017
Мышьяк	мг/л	0,05		< 0,0005
Никель	мг/л	0,1		0,0007
Нитраты(по NO3-)	мг/л	45		4,3
Ртуть	мг/л	0,0005		< 0,0002
Свинец	мг/л	0,03		< 0,0002
Селен	мг/л	0,01		< 0,0002
Стронций	мг/л	7,0		0,15
Сульфаты	мг/л	500		30
Фториды	мг/л	1,5		< 0,1
Хлориды	мг/л	350		18
Хром (6+)	мг/л	0,05		< 0,01
Цианиды	мг/л	0,035		< 0,01
Органические вещества
Линдан	мг/л	0,002		< 0,00001
ДДТ	мг/л	0,002		< 0,00001
2,4Д	мг/л	0,03		< 0,0005
Вещества, присутствующие в воде в результате хлорирования
Хлор остаточный связанный	мг/л	-		0,68
Хлороформ	мг/л	0,2		0,009
Микробиологические и паразитологические показатели
Общие колиформные бактерии	КОЕ/100мл		отсутствие	не обнаружены
Термотолерантные колеформные бактерии	КОЕ/100мл		отсутствие	не обнаружены
Общее микробное число	кол. в 1 мл		не более 50	0
Колифаги	БОЕ/100мл		отсутствие	не обнаружены
Цисты лямблий	Число цист в 50 мл		отсутствие	не обнаружены

При использовании воды жесткостью 7 - 8 мг-экв/л и более жесткой в эмульсии появляются образования, напоминающие хлопья. Ее стабильность падает, но отделяющееся масло содержит до 50% воды в виде эмульсии в масле. Если вода имеет показатель рН намного более 7,5— 8,5, то полного расслоения не наблюдается. Часть масла остается в виде более стабильной эмульсии. Таким образом, можно сказать что нестабилизированная эмульгаторами эмульсия достаточно быстро расслаивается в течении времени на две взаимно несмешивающиеся фазы: масло и вода. Для предотвращения данного процесса в лабораторной установке предусмотрена мешалка.