Совершенствование системы очистки сточных вод в нефтегазовой отрасли

Главными источниками загрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия.

Ионы тяжелых металлов являются одними из приоритетных загрязнителей природных и сточных вод. При попадании в природные водоисточники ионы тяжелых металлов оказывают токсическое действие на гидробионтов, имеют тенденцию кумулироваться в объектах окружающей среды и живых организмах.

Для удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод применяют различные методы и реагенты: обработка химическими реагентами для перевода водорастворимых ионов металлов в нерастворимые. В качестве реагентов используют соединения щелочного характера: KOH, NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2 и другие, а также сульфиды натрия, комплексообразователи, окислители.

Эффективным считается использование ионообменных смол, сорбционных технологий. В последнее время в мировом сообществе быстрыми темпами развивается новое инновационное направление в области охраны окружающей среды – использование отходов различных производств в качестве реагентов для удаления поллютантов из природных и сточных вод.

На сегодняшний день практикуется использование в качестве сорбционных материалов для удаления ионов тяжелых металлов некоторые отходы промышленного производства. Большое количество публикаций посвящено использованию в качестве сорбционных материалов целлюлозо- и белоксодержащих отходов от переработки сельскохозяйственной продукции.

По данному вопросу проводилось уже достаточно много исследований. По результатам этих исследований высокими сорбционными характеристиками по отношению к ионам тяжелых металлов обладают композиционные сорбционные материалы из отходов промышленного и сельскохозяйственного производства.

Особую группу сорбционных материалов составляют отходы деревоперерабатывающей промышленности – опилки, стружки, щепа и компоненты древесной биомассы – листва, хвоя, шишки, плоды, кора.

По результатам исследований было выявлено, что данные целлюлозо- и лигнин содержащие сорбционные материалы хорошо адсорбируют ионы металлов из водных сред, хотя имеют не всегда высокие адсорбционные характеристики.

Несколько более высокие характеристики имеют компоненты древесной биомассы, содержащие в своем составе танины. Данное обстоятельство трактуется тем, что последние взаимодействуют с ионами металлов путем хемосорбции, а целлюлоза имеет мало реакционных центров для протекания химического взаимодействия и основным механизмом извлечения названных поллютантов является физическая сорбция. К тому же, адсорбция, в большинстве своем, протекает на поверхности сорбционных материалов, площади которых несоизмеримо малы, например, с активированными углями. В этой связи, особенно за рубежом, интенсивно развивается альтернативное направление для удаления ионов тяжелых металлов из водных сред – использование в качестве реагентов экстрактов из растительной биомассы, в том числе и древесной. Последние имеют в своем составе природные соединения с функциональными группировками, экстракция которых несет гораздо меньшие экономические затраты, чем химический синтез и способные связывать ионы тяжелых металлов из водных сред.

Экстракты, особенно танин- и белоксодержащие, позволяют извлекать большее количество ионов металлов из водных растворов. Объясняется данное обстоятельство тем, что белки и танины образуют с ионами тяжелых металлов нерастворимые в воде соединения, выпадающие в виде осадка. Кроме того, определено, что танинсодержащие экстракты, особенно из акации черноствольной (Acacia mearnsii de Wild) проявляют свойства коагулянтов, способствуя уменьшению мутности воды, а также эффективно удаляют красители из окрашенных растворов и сточных вод. Одним из широко распространенных видов деревьев рода Acacia является акация ушковидная (Acacia auricoliformis), ареалом обитания которой являются Австралия, Индонезия, Вьетнам и другие страны Юго-Восточной Азии. Компоненты данного дерева исследовались в качестве сорбционного материала по ионам меди. Однако, проведенными экспериментами определено, что сорбционные показатели по ионам Cu2+ опилок коры и древесины, а также листьев невысоки и не превышают 10 мг/г.

Очевидно, что для увеличения степени удаления ионов металлов необходимо исследование экстрактов из компонентов акации ушковидной. Последние получены при различных гидромодулях и интенсивность извлечения увеличена при воздействии ультразвука при комнатной и повышенной температурах.

Предварительно проведенные испытания по удалению ионов тяжелых металлов показали возможность использования экстрактов из биомассы Acacia auricoliformis для очистки сточных и природных вод от названных поллютантов.

Следовательно, для выбора эффективного сорбента для очистки сточных вод, необходимо всегда учитывать несколько факторов, такие как масштаб загрязнения, стоимость сырья для получения сорбента. Высокоэффективный результат в данном случае будет достигнут при помощи поэтапной очистки с использованием различных материалов. Таким образом, одним из перспективных направлений очистки сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов является исследование и применение сорбентов на основе природных органических материалов. Такие сорбенты чаще всего не наносят ущербы окружающему миру, и они же решают проблему утилизации отходов. Следовательно, использование современных методов очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих предприятиях, а именно, использование сорбционного метода, помогает решить экологические проблемы, что в свою очередь повышает безопасность жизнедеятельности человека.