В промышленном производстве в процессе механической обработки, очистки металла и смазки при резке неизбежно образуются эмульсии отходов. Традиционная химическая деэмульгация с последующей биохимической обработкой широко используется, но имеет серьезные недостатки, такие как высокие дозы химикатов, вторичное загрязнение и высокие эксплуатационные расходы. С развитием технологии мембранного разделения специальные ультрафильтрационные мембраны стали прорывным решением для очистки эмульсий отходов.
1. Переход от «Химической деэмульгации» к «Физическому разделению».
Большинство отечественных эмульсионных обработок по-прежнему основаны на химической деэмульгации путем регулирования pH или добавления ПАУ и ПАМ для разделения нефти и воды. Однако этот подход приводит к образованию большого количества химического шлама и опасных твердых веществ, а также к высоким затратам на реагенты.
Используя специальную ультрафильтрационную мембрану голландской компании B&C, новый процесс «мембранное концентрирование + физическая деэмульгация + извлечение базового масла» обеспечивает эффективное разделение фаз без химических добавок. Практические данные показывают, что:
- Для отработанных эмульсий с содержанием масла 1–3 % концентрированная жидкость после мембранного разделения достигает содержания масла 15–20 %;
- Пермеат ультрафильтрации имеет содержание масла ниже 50 мг/л и ХПК 15 000–20 000 мг/л;
- После последующей анаэробной биологической обработки A/O-MBR и окислительной обработки Фентоном содержание ХПК в сточных водах может быть снижено до уровня ниже 500 мг/л, что соответствует стандартам повторного использования.
Такой подход «замены химикатов мембранами» не только сокращает количество вторичных опасных отходов, но и снижает общий углеродный след системы.
2. Разработка комплексной и высокоэффективной-системы.
Процесс состоит из пяти стадий: предварительная обработка, специальное ультрафильтрационное мембранное разделение, анаэробная биологическая очистка, биологическая очистка A/O + MBR и предварительное окисление (Фентон).
- Предварительная обработка: резервуар для отделения масла и решетка удаляют плавающее масло и взвешенные твердые частицы, чтобы обеспечить стабильный приток в мембранную систему.
- Этап ультрафильтрации: с использованием органической композитной мембраны с расчетным потоком 50 л/м²·ч система работает циклично для достижения концентрации и деэмульгации.
- Биологическая очистка: комбинация UASB + MBR усиливает биоразложение сточных вод с высоким-ХПК.
- Терминальное окисление: процесс Фентона дополнительно удаляет тугоплавкие органические вещества, обеспечивая качество воды, пригодное для повторного использования.
Этот комплексный подход,-сочетающий предварительную мембранную-очистку, усовершенствованную биообработку и глубокое окисление,-воплощает в себе перспективную-философию проектирования систем промышленных сточных вод.
3. Информация об эксплуатации и техническом обслуживании
Опыт эксплуатации показывает, что концентрация эмульсии существенно влияет на поток мембраны. Когда концентрация ниже 5%, поток остается выше 50 л/м²·ч, но постепенно снижается по мере увеличения концентрации. Регулярная химическая очистка (каждые 1–2 недели) восстанавливает поток и продлевает срок службы мембраны примерно до 2,5 лет.
Однако растущая сложность новых эмульгаторов в процессах механической обработки сделала некоторые эмульсии более стабильными и труднее разрушаемыми. В таких случаях для повышения нефтеотдачи используются испарительные устройства, что указывает на необходимость создания в будущем мембран с лучшими свойствами защиты от -засорения и защиты от-эмульгирования.
4. Достижение экономических и экологических выгод
На предприятии по переработке опасных отходов, ежегодно обрабатывающем 25 000 тонн эмульсии отходов, этот мембранный-процесс продемонстрировал более низкие эксплуатационные затраты по сравнению с химической деэмульгацией. Восстановленное базовое масло и повторно используемая вода используются в системе рециркуляции замкнутого-цикла, снижая общее потребление ресурсов.
Кроме того, этот процесс исключает использование химикатов и утилизацию осадка, сводя к минимуму косвенные выбросы CO₂ и создавая ценность как для окружающей среды, так и для корпоративной социальной ответственности.
YIME считает, что благодаря локализации специальных мембранных материалов и достижениям в области многофазных мембранных реакторных систем эмульсионная обработка отходов обеспечит низкое энергопотребление, высокую степень извлечения и почти-нулевой сброс, открывая новый потенциал роста как для металлообработки, так и для отрасли управления опасными отходами.
