vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2022-24-4-165-176vestniktgasu-1278Research ArticleВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВWATER SUPPLY, SEWERAGE, BUILDING SYSTEMS OF WATER RESOURCE PROTECTIONИсследование коллоидных свойств нефтезагрязненных сточных вод и разработка способов их очисткиColloidal properties of oil-contaminated sewage and its treatmentВоробьеваЕ. В.VorobyevaE. V.

Елена Владимировна Воробьева, канд. техн. наук, доцент

Рязанский институт (филиал)

390000

ул. Право-Лыбедская, 26/53

Рязань

Elena V. Vorobyeva, PhD, A/Professor,

Ryazan Institute (Branch)

390000

26/53, Pravo-Lybedskaya Str.

Ryazan

vorobeva-70@bk.ruМосковский политехнический университетРоссияMoscow Polytechnic UniversityRussian Federation202226082022244165176Copyright © Воробьева Е.В., 20222022Воробьева Е.В.Vorobyeva E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1278

   Нефтеперерабатывающие и другие промышленные предприятия города образуют большое количество сточных вод, загрязненных нефтепродуктами. Прежде чем сбросить в водоем подобные стоки, необходимо провести их очистку. Анализ публикаций по данной теме показал, что используемые методы очистки часто не снижают количество нефтепродуктов до значений ПДК. Это объясняется особенностью данных стоков. Они представляют собой микрогетерогенные системы, характеризующиеся переменным составом и высокой стабильностью. Исследование факторов, влияющих на высокую агрегативную устойчивость стоков, а также оптимизация применяемых методов очистки от указанных примесей весьма актуальны. В ходе исследования были изучены свойства многокомпонентных эмульсионных систем, факторов, влияющих на их высокую агрегативную устойчивость, а также разработаны теоретические основы оптимизации очистки сточных вод от указанных примесей. Исследовались системы, моделирующие промышленные стоки по основному химическому составу, полученные диспергационным методом. Также проводились исследования кинетики извлечения нефтепродуктов, изучение зависимости устойчивости эмульсий от ряда параметров технологического режима очистки воды в условиях интенсивного перемешивания эмульсии воздухом. Использовался экспресс-метод определения содержания нефтепродуктов в эмульсиях. Результаты зависимости оптической плотности (D) от содержания нефтепродуктов подверглись регрессионному анализу. В ходе работы установлено, что удаление частиц диаметром более 10−6 мкм продолжается в течение 20 мин, что соответствует этапу быстрой коагуляции. Устойчивость образцов «условно чистых» эмульсий уменьшалась примерно в 10 раз при увеличении скорости барботажа до 30 л/ч. При использовании Са(ОН)2 было достаточно скорости барботажа 10 л/ч.

   Oil refineries and other industrial enterprises generate a large amount of sewage contaminated with petroleum products. Sewage must be treated before it can be discharged into a water body. Sewage treatment methods often do not allow reducing the content of petroleum products to the maximum allowable values. This is because sewage is a microheterogenous system characterized by variable composition and high stability. It is thus important to study factors affecting the high aggregate stability of sewage as well as the development of theoretical foundations for optimizing sewage treatment. The paper presents the study of properties of multicomponent colloidal emulsion systems, factors affecting their high aggregative stability and develops theoretical foundations for optimizing sewage treatment. The systems simulating industrial effluents according to the basic chemical composition obtained by the dispersion method are studied herein. Research also includes the kinetics of precipitation of petroleum products from sewage, sewage treatment parameters during the intensive mixing of the emulsion with air. The express-method determination is used for the petroleum product content in emulsions. The regression analysis is used for the dependence of the optical density on the content of petroleum products. It is found that 10-6 µm particle removal continues for 20 min, which corresponds to the rapid coagulation. The stability of clean-contamined emulsions decreases by about 10 times with increasing barbotage speed to 30 l/h. The latter being 10 l/h, is sufficient when using Ca(OH)2

сточные водыпневмосепарацияустойчивость эмульсийнефтесодержащие стокикоагуляцияагрегативная устойчивостьгидродинамический режимsewageair separationemulsion stabilityoil-contaminated sewagecoagulationaggregative stabilityhydrodynamic conditionsReferencesДомрачева В. А. Ресурсосберегающая технология очистки сточных вод от нефтепродуктов / В. А. Домрачева, В. В. Трусова // Водоочистка. – 2015. – № 5. – С. 51‒54.Domracheva V. A., Trusova V. V. Resursosberegayushchaya tekhnologiya ochistki stochnykh vod ot nefteproduktov [Resource-saving wastewater treatment technology for oil products]. Vodoochistka. 2015. No. 5. Pp. 51−54. (rus)Рубанов, Ю. К. Способ очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов /Ю. К. Рубанов, Ю. Е. Токач // Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18. – № 6. – С. 246‒249.Rubanov Yu. K., Tokach Yu. E. Sposob ochistki stochnykh vod ot ehmul'girovannykh nefteproduktov [Method of wastewater treatment of emulsified petroleum products]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2015. V. 18. No. 6. Pp. 246−249. (rus)Малышкина Е. С. Использование природных сорбентов в процессе очистки воды от нефтепродуктов / Е. С. Малышкина, Е. И. Вялкова, Е. Ю. Осипова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2019. – Т. 21. – № 1. – С. 188‒200.Malyshkina E. S., Vyalkova E. I., Osipova E. Y. Ispol'zovanie prirodnykh sorbentov v processe ochistki vody ot nefteproduktov [Water purification with natural sorbents]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Journal of Construction and Architecture. 2019. V. 21. No. 1. Pp. 188−200. (rus)Chen Z., Luo J., Hang X., Wan Y. Physicochemical characterization of tight nanofiltration membranes for dairy wastewater treatment // Journal of Membrane Science. 2018. V. 547. P. 51‒63.Chen Z., Luo J., Hang X., Wan Y. Physicochemical characterization of tight nanofiltration membranes for dairy wastewater treatment. Journal of Membrane Science. 2018. V. 547. Pp. 51−63.Yamuna S. V., Graham A. G. Application of low-mixing energy for the coagulation process // Water Res. 2015. 84. P. 333‒341.Yamuna S. V., Graham A. G. Application of low-mixing energy for the coagulation process. Water Research. 2015. V. 84. Pp. 333−341.Yu W. Z., Gregory J., Campos, L., Li G. B. The role of mixing conditions on floc growth, breakage and re-growth // Chem. Eng. Journ. 2011. 171. P. 425‒430.Yu W. Z., Gregory J., Campos, L., Li G. B. The role of mixing conditions on floc growth, breakage and re-growth. Chemical Engineering Journal. 2011. V. 171. Pp. 425−430.Nguyen Trung Duc, Nguyen Thanh Tung, Nguyen Van Khoi. Sorption Studies of Crude Oil on acetylated Sawdust // Journal of Science and Technology. 2016. 54 (2A). P. 201−206.Nguyen Trung Duc, Nguyen Thanh Tung, Nguyen Van Khoi. Sorption studies of crude oil on acetylated sawdust. Journal of Science and Technology. 2016. V. 54 (2A). Pp. 201−206.Ikenyiri P. N., Ukpaka C. P. Overview on the Effect of Particle Size on the Performance of Wood Based Adsorbent // Journal of Chemical Engineering & Process Technology. 2016. V. 7. P. 315.Ikenyiri P. N., Ukpaka C. P. Overview on the effect of particle size on the performance of wood based adsorbent. Journal of Chemical Engineering & Process Technology. 2016. V. 7. P. 315.Гальченко С. В. Обоснование методики получения устойчивых эмульсий нефтепродуктов, содержащихся в сточных водах / С. В. Гальченко. А. С., Чердакова, Е. В. Воробьева // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2016. – T. 18. – № 2 (2). – С. 313‒318.Gal'chenko S. V., Cherdakova A. S., Vorobyeva E. V. Obosnovanie metodiki polucheniya ustojchivykh ehmul'sij nefteproduktov, soderzhashchikhsya v stochnykh vodakh [Stable emulsion technology of petroleum products in wastewater]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. 2016. V. 18. No. 2 (2) Pp. 313−318. (rus)Воробьева Е. В. Химико-технологические и практические аспекты реализации метода пневмосепарации для очистки нефтесодержащих сточных вод / Е. В. Воробьев // Энергосбережение и водоподготовка. – 2015. – № 2. – С. 71‒75.Gal'chenko S. V., Vorobyeva E. V. Khimiko-tekhnologicheskie i prakticheskie aspekty realizacii metoda pnevmoseparacii dlya ochistki neftesoderzhashchikh stochnykh vod [Chemical-technological and practical aspects of air separation method implementation for oil-contaminated wastewater treatment]. Ehnergosberezhenie i vodopodgotovka. 2015. No. 2. Pp. 71−75. (rus)Чердакова А. С. Результаты экспериментальной оценки влияния биопав на процессы микробиологической ремедиации нефтезагрязненных водных сред / А. С. Чердакова, С. В. Гальченко, Е. В. Воробьева // Вода и экология: проблемы и решения. – 2020. – № 1 (81). – С. 74‒83.Cherdakova A. S. Rezul'taty ehksperimental'noj ocenki vliyaniya biopav na processy mikrobiologicheskoj remediacii neftezagryaznennykh vodnykh sred [Experimental evaluation of the effect of boi-surfactants on microbiological remediation of oil-contaminated aqueous media]. Voda i ehkologiya: problemy i resheniya. 2020. No. 1 (81). Pp.74−83. (rus)Гальченко С. В. Результаты экспериментальной оценки влияния гуминовых препаратов на процессы диспергирования нефтепродуктов / С. В. Гальченко, А. С. Чердакова, Д. В. Спиридович // Научное обозрение. – 2015. – № 1. – С. 126‒131.Gal'chenko S. V. Cherdakova A. S., Spiridovich D. V. Rezul'taty ehksperimental'noj ocenki vliyaniya guminovykh preparatov na processy dispergirovaniya nefteproduktov [Experimental evaluation of the effect of humic products on petroleum product dispersion]. Nauchnoe obozrenie. 2015. No. 1. Pp. 126−131. (rus)Чердакова А. С. Экспериментальная оценка влияния гуминовых препаратов на процессы микробиологической ремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами / А. С. Чердакова, С. В. Гальченко, Е. В. Воробьева // Экология и промышленность России. – 2021. – Т. 25. – № 3. – С. 30‒35.Cherdakova A. S. Gal'chenko S. V., Vorobyeva E. V. Ehksperimental'naya ocenka vliyaniya guminovykh preparatov na processy mikrobiologicheskoj remediacii pochv, zagryaznennykh nefteproduktam [Experimental evaluation of the effect of humic products on microbiological remediation of soils contaminated with petroleum products]. Ehkologiya i promyshlennost' Rossii. 2021. V. 25. No. 3. Pp. 30−35. (rus)Лобанова М. С.. Перспективы очистки сточных вод от нефтепродуктов сорбционным методом / М. С. Лобанова, К. М. Суджян, Е. В. Воробьева // Новые технологии в учебном процессе и производстве : материалы XVIII Международной научно-технической конференции. – Рязань, 2020. – С. 449‒450.Lobanova M. S., Sudzhyan K. M., Vorobyeva E. V. Perspektivy ochistki stochnykh vod ot nefteproduktov sorbcionnym me-todom [Prospects of wastewater treatment from oil products by the sorption method]. In: Novye tekhnologii v uchebnom processe i proizvodstve. Materialy XVIII Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii (Proc. 18th Int. Sci. Conf. ‘New Technologies in Learning and Production’). Ryazan, 2020. Pp. 449−450. (rus)Зубкова Е. В. Экологические аспекты использования установки тонкослойных модулей для доочистки сточных вод АО «РНПК» / Е. В. Зубкова, Е. В. Воробьева ; под общ. ред. О. В. Миловзорова // Современные технологии в науке и образовании − СТНО-2019 : сб. трудов II Международного научно-технического форума : В 10 томах. – Рязань, 2019. – С. 97‒100.Zubkova E. V., Vorobyeva E. V. Ehkologicheskie aspekty ispol'zovaniya ustanovki tonkoslojnykh modulej dlya doochistki stochnykh vod AO RNPK [Environmental aspects of using a thin-layer module unit for wastewater post-treatment]. In: Sovremennye tekhnologii v nauke i obrazovanii. Sbornik trudov II mezhdunarodnogo nauchno-tekhnicheskogo foruma (Proc. 2nd Int. Sci. Forum ‘Modern Technologies in Science and Education’), in 10 vol., O. V. Milovzorov, Ed. Ryazan, 2019. Pp. 97−100. (rus)Chapman D. S., Gunn I. D., Pringle H. E., Siriwardena G. M., Taylor P., Thackeray SJ ., Willby N. J., Carvalho L. Invasion of freshwater ecosystems is promoted by network connectivity to hotspots of human activity // Global Ecology and Biogeography, 2020. V. 29. P. 645‒655.Chapman, D. S., Gunn I. D., Pringle H. E., Siriwardena G. M., Taylor P., Thackeray S. J., Willby N. J., Carvalho L. Invasion of freshwater ecosystems is promoted by network connectivity to hotspots of human activity. Global Ecology and Biogeography. 2020. V. 29. Pp. 645−655.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.