Нефтесодержащие сточные воды представляют собой сложную гетерогенную полидисперсную систему, в которой содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Из минеральных загрязнений присутствуют песок, глинистые частицы, продукты коррозии, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Количество механических примесей зависит от количества воды, применяемой в производственных процессах, технологии производства, степени благоустройства и местных условий территории предприятия, с которой поступают атмосферные воды.[ ...]
Так как фильтрованию обычно предшествуют предварительные стадии очистки (отстаивание, флотация и др.), то перед фильтрами сточная вода представляет собой разбавленные эмульсии типа «масло в воде». Дисперсная фаза таких эмульсий представлена в основном нефтепродуктами. Они могут находиться в виде крупных капель и пленки эмульгированных нефтепродуктов в растворенном состоянии. По дисперсности эмульсии подразделяются на тонкодисперсные с размером капель 0,2—20 мкм, средней дисперсности — 20—50 мкм и грубодисперсные — более 50 мкм.[ ...]
По своей природе эмульсии — термодинамически неустойчивые системы. Вследствие большой поверхности раздела фаз система имеет большой запас свободной поверхностной энергии. Такая система стремится самопроизвольно перейти в устойчивое состояние путем снижения поверхностного натяжения или сокращения площади поверхности раздела фаз. Это приводит к тому, что в состоянии покоя капли укрупняются и эмульсия постепенна расслаивается. Чем быстрее протекает этот процесс, тем менее устойчива эмульсия.[ ...]
Это неравенство показывает, что существует минимальный критический размер капли, меньше которого капля не будет дробиться при данной турбулизации потока. Количество и размер вторичных капель, образующихся в результате разрыва шейки, в соответствии с теорией Релея зависят от соотношения диаметра шейки 2 г и характеристики турбулентности. Турбулентность с л>2я7? приводит к разрушению цилиндрической части шейки. Это означает, что цилиндр начнет разрушаться, если его длина будет больше длины его окружности.[ ...]
Рассмотренный элементарный акт диспергирования нефтепродуктов в воде показывает, что образующиеся эмульсии всегда будут полидисперсны. Наиболее часто в реальных сточных водах размеры частиц эмульгированных нефтепродуктов находятся в диапазоне от нескольких до 100 мкм и более. Учитывая то, что дисперсность водонефтяных эмульсий оказывает решающее влияние на эффективность работы практически всех очистных сооружений (нефтеловушек, флотаторов, фильтров и др.), целесообразно рассмотреть основные причины, повышающие дисперсность эмульгированных в воде нефтепродуктов.[ ...]
Ряд авторов и результаты проведенных исследований указывают, что тип насоса значительно влияет на степень диспергирования нефтепродуктов при перекачке и подаче сточных вод на очистные сооружения. Установлено, что наибольшим эмульгирующим воздействием обладают центробежные насосы, которые нашли наибольшее применение. Для определения влияния основных характеристик центробежных насосов на степень диспергирования нефтепродуктов в воде были проведены специальные исследования, при этом использовали насос марки 1,5К-6, во всасывающий патрубок которого подавали сырую нефть плотностью 0,84 г/см3. Концентрация нефти в воде изменялась от 1 до 5 г/л. Дисперсность образовавшейся эмульсии определяли седиментационным методом по стандартной методике. Усредненные результаты исследований в виде интегральных кривых распределения представлены на рис. 52.[ ...]
Оказалось, что на дисперсность эмульсий большое влияние оказывает подача насоса (рис. 53) или, что более правильно, продолжительность пребывания эмульсии в полости рабочего колеса насоса. Так, при увеличении подачи от 0,25 до 1,1 м3/ч содержание частиц нефти диаметром 50 мкм и менее уменьшилось с 65 до 15%. Эквивалентный диаметр частиц эмульсии при этом увеличился с 37 до 64 мкм, т. е. при увеличении подачи примерно в 4 раза дисперсность эмульсии уменьшилась примерно в 2 раза. При этом установлено, что концентрация нефти в исследуемом диапазоне практически не оказывала влияния на степень диспергирования.[ ...]
Полученные результаты показывают, что при разработке схем очистных установок подбору насосного оборудования следует уделять особое внимание. При проведении лабораторных и полупро-изводственных исследований по очистке нефтесодержащих вод необходимо учитывать изменение дисперсности эмульсий при различных режимах работы насосов, питающих установку. Наименьшим эмульгирующим воздействием на перекачиваемые эмульсии обладают объемные насосы: поршневые, диафрагмовые, винтовые; наибольшим — центробежные.[ ...]
Помимо дисперсности, являющейся одной из основных характеристик эмульсий, на их свойства оказывают влияние ряд факторов.[ ...]
Отсюда следует, что кинетическая устойчивость разбавленных эмульсий прямо пропорциональна вязкости воды и обратно пропорциональна разности плотностей воды, частиц нефтепродуктов и квадрату радиуса этих частиц.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Интегральные кривые распределения частиц нефти при различной подаче насоса (м3/ч) |
 |
| Зависимость между подачей центробежного насоса д и степенью диспергирования нефти в воде йЭКв. |
|
| ИК-спектры поглощения растворов нефтепродуктов в четыреххлористом углероде |
 |
| График зависимости концентраций растворенных в воде фракций бензина А-76 (1, 3) и АИ-93 (2, 4) от времени |
|