RU2101231C1

RU2101231C1 - Method of regeneration of degreasing solutions containing anionic or nonionic surfactants or their mixtures

Info

Publication number: RU2101231C1
Authority: RU
Inventors: Владислав Владимирович Свиридов; Валентина Ивановна Азарова; Андрей Николаевич Обожин; Лев Израйлевич Гуревич; Валентин Федорович Чернышев
Original assignee: Владислав Владимирович Свиридов; Валентина Ивановна Азарова; Андрей Николаевич Обожин; Лев Израйлевич Гуревич; Валентин Федорович Чернышев
Priority date: 1991-09-16
Filing date: 1991-09-16
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: regeneration of used degreasing solutions in electrodeposition and chemical treatment of metal surfaces; applicable in metallurgical, metal working, mechanical engineering, automobile and car repair plants. SUBSTANCE: introduced into used degreasing solutions are reagents - cationic surfactants with hydrophylic-oelophylic ratio of 0.8-1.0 in the amount of 100-150 mg/l and contaminants are separated by floating. EFFECT: higher degree of purification of degreasing solutions without changing of their salt composition, and reduction of reagent consumption. 1 tbl

Description

Изобретение относится к регенерации отработанных растворов обезжиривания, применяемых в гальванотехнике и при химической обработке поверхности металлов и может быть использовано на металлургических металлообрабатывающих, машиностроительных, авто- и вагоноремонтных заводах. The invention relates to the regeneration of waste degreasing solutions used in electroplating and in the chemical treatment of metal surfaces and can be used in metallurgical metal-working, machine-building, car and car repair plants.

Известен способ обработки отработанных растворов обезжиривания, содержащих поверхностно-активные вещества, согласно которому очищенная жидкость отстаивается, затем ее осветленная часть смешивается с известковым молоком и деэмульгирует путем коагуляции дисперсной фазы в щелочной среде. Образующаяся при этом новая дисперсная фаза, содержащая гидроокись кальция, нефтепродукты, взвешенные вещества отстаивается и удаляется из раствора. Очищенная жидкость возвращается в цикл мойки. A known method of processing waste degreasing solutions containing surfactants, according to which the purified liquid settles, then its clarified part is mixed with milk of lime and demulsifies by coagulation of the dispersed phase in an alkaline medium. The resulting new dispersed phase, containing calcium hydroxide, petroleum products, suspended solids, settles and is removed from the solution. The purified liquid is returned to the washing cycle.

Недостатками данного способа являются низкая степень очистки от эмульгированных масляных загрязнений, большой расход реагента коагулянта (3 кг/м³), продолжительность процесса, большой объем осадков и трудности, связанные с их утилизацией, повышение содержания обрабатываемого раствора и, как следствие, возможность солеотложений на очищенной поверхности и в коммуникационной системе.The disadvantages of this method are the low degree of purification from emulsified oil contaminants, the high consumption of coagulant reagent (3 kg / m ³ ), the duration of the process, the large amount of precipitation and the difficulties associated with their disposal, the increase in the content of the treated solution and, as a consequence, the possibility of scaling on cleaned surface and in the communication system.

Наиболее близким к предложенному является способ очистки маслосодержащих сточных вод реагентной флотацией, включающий введение реагентов с последующим отделением дисперсной фазы масляных загрязнений флотацией. При этом в качестве реагенто-вкоагулянтов используют легкогидролизующиеся вещества неорганической природы, в частности сернокислые соли железа и алюминия. Closest to the proposed method is the purification of oily wastewater by reagent flotation, including the introduction of reagents, followed by separation of the dispersed phase of oil pollution by flotation. At the same time, hydrolyzable substances of an inorganic nature, in particular sulfate salts of iron and aluminum, are used as reagent-coagulants.

При использовании способа очистки путем введения в растворы неорганических флотореагентов происходит неполное удаление масляных загрязнений (остаточное содержание их составляет 500-1000 мг/л) при высоком расходе реагента до 5000 мг/л и повышение содержания раствора. При добавлении солей железа происходит гидролиз. Образующиеся при гидролизе основные соли и гидроокись железа, не растворимые в воде, увлекают частички масла, приводят к разрушению эмульсии. При этом ионы железа реагируют с компонентами раствора обезжиривания, образуя соли, которые уходят в шлам. Тем самым нарушается солевой состав раствора и теряются его компоненты, т.е. регенерации не происходит. When using the cleaning method by introducing inorganic flotation reagents into solutions, incomplete removal of oil contaminants occurs (their residual content is 500-1000 mg / l) with a high reagent consumption up to 5000 mg / l and an increase in the solution content. When iron salts are added, hydrolysis occurs. The basic salts and iron hydroxide formed during hydrolysis, insoluble in water, entrain particles of oil, lead to the destruction of the emulsion. In this case, iron ions react with the components of the degreasing solution, forming salts that go into the sludge. Thus, the salt composition of the solution is violated and its components are lost, i.e. regeneration does not occur.

Цель изобретения повышение степени очистки растворов обезжиривания от масляных загрязнений без изменения солевого состава и сокращение расхода реагентов. The purpose of the invention is to increase the degree of purification of degreasing solutions from oil pollution without changing the salt composition and reducing the consumption of reagents.

Для этого в способе регенерации растворов обезжиривания, содержащих анионные или неионогенные поверхностно-активные вещества или их смеси, включающем введение реагентов с последующим отделением масляных загрязнений флотацией, в качестве реагентов вводят катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) с гидрофильно- олеофильным соотношением (ГОС) 0,8 -1,0 в количестве 100-150 мг/л. For this, in the method of regeneration of degreasing solutions containing anionic or nonionic surfactants or mixtures thereof, including the introduction of reagents followed by separation of oil contaminants by flotation, cationic surfactants with a hydrophilic-oleophilic ratio (GOS) are introduced as reagents 0.8 -1.0 in an amount of 100-150 mg / L.

В отработанном растворе обезжиривания частички масла стабилизированы молекулами ПАВ, которые препятствуют их агрегированию и коагуляции. При добавлении катионного ПАВ наблюдается разрушение эмульсии за счет действия сольватного и электростатического факторов. При этом молекулы флотореагента снимают сольватно адсорбционные слои с масляных загрязнений и частички масла, объединяясь между собой, всплывают на поверхность. Масло полностью отделяется, а содержание компонентов в растворе обезжиривания практически не меняется. In the spent degreasing solution, the oil particles are stabilized by surfactant molecules, which prevent their aggregation and coagulation. When cationic surfactants are added, emulsion destruction is observed due to the action of solvate and electrostatic factors. In this case, the molecules of the flotation reagent remove solvate adsorption layers from oil contaminants and particles of oil, combining with each other, float to the surface. The oil is completely separated, and the content of the components in the degreasing solution remains practically unchanged.

При увеличении значений ГОС > 1,0 адсорбция флотореагента на поверхности капель эмульсии уменьшается вследствие увеличения их растворимости в водной фазе. Это, в свою очередь, приводит к неоправданному увеличению концентрации флотореагентов, при которой наблюдается разрушение эмульсий. With increasing GOS values> 1.0, the adsorption of the flotation reagent on the surface of the emulsion droplets decreases due to an increase in their solubility in the aqueous phase. This, in turn, leads to an unjustified increase in the concentration of flotation reagents, at which the destruction of emulsions is observed.

При уменьшении значения ГОС <0,8 флотореагент переходит в масляную фазу вследствие уменьшения его растворимости в водной фазе. При этом происходит перестабилизация (смена фактора устойчивости эмульсии - сольватно-адсорбционного на электростатический) капель эмульсии, что, соответственно, приводит к снижению эффективности разложения эмульсии. With decreasing GOS value <0.8, the flotation reagent passes into the oil phase due to a decrease in its solubility in the aqueous phase. In this case, re-stabilization (change of the stability factor of the emulsion — solvation-adsorption to electrostatic) drops of the emulsion occurs, which, accordingly, reduces the efficiency of the decomposition of the emulsion.

Аналогичное явление перестабилизации капель эмульсии наблюдается и при изменении заявленного соотношения концентрации флотореагентов, обладающих оптимальными значениями ГОС. A similar phenomenon of the re-stabilization of emulsion droplets is also observed when the stated ratio of the concentration of flotation reagents with optimal GOS values changes.

Величину ГОС определяют по известной методике. The GOS value is determined by a known method.

Регенерации подвергают 3 типа растворов обезжиривания. 3 types of degreasing solutions are subjected to regeneration.

Раствор N 1 содержит анионное ПАВ и имеет следующий состав, г/л:
Полифосфат натрия 10,5
Ингибитор ИОМС-1 6,0
Лаурилсульфат 0,6
Масляные загрязнения 4,0
Раствор N 2 содержит неионогенные ПАВ и имеет следующий состав, г/л:
Полифосфат натрия 4,5
Ингибитор ИОМС-1 13,5
Оксиэтилидендифосфоновая кислота 24,0
Синтанол 0,15
Триэтаноламин 0,005
Масляные загрязнения 4,0
Раствор N 3 содержит и анионное и неиногенное ПАВ и имеет следующий состав, г/л
Полифосфат натрия 10,5
Сульфитный щелок 1,5
ОП-10 0,5
Масляные загрязнения 4,0
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:
Каждый из указанных растворов обезжиривания поочередно; N 1,2 и 3 в количестве 250 мл помещают в термостатируемый стакан и при фиксированной температуре от 25 до 75^oC вводят ПАВ катионного типа с ГОС 0,8-1,0 в количестве 100-150 мг/л при перемешивании механической мешалкой в течение 10 мин. Полученную эмульсию сливают в термостатируемую флотационную колонку диаметром 40 мм, высотой 450 мм, дном которой служит фильтр Шотта N 3 с диаметром пор 20-40 мкм, через который диспергирует воздух. Расход воздуха составляет 90 см³/мин, время флотации 10 мин. Сконцентрированное масло удаляют механическим путем с помощью скребка, отбор проб производят из нижней части колонки.Solution N 1 contains an anionic surfactant and has the following composition, g / l:
Sodium Polyphosphate 10.5
Inhibitor IOMS-1 6.0
Lauryl Sulfate 0.6
Oil pollution 4.0
Solution N 2 contains nonionic surfactants and has the following composition, g / l:
Sodium Polyphosphate 4.5
Inhibitor IOMS-1 13.5
Oxyethylidene diphosphonic acid 24.0
Syntanol 0.15
Triethanolamine 0.005
Oil pollution 4.0
Solution N 3 contains both anionic and non-inogenic surfactants and has the following composition, g / l
Sodium Polyphosphate 10.5
Sulphite liquor 1.5
OP-10 0.5
Oil pollution 4.0
The proposed method is as follows:
Each of these degreasing solutions in turn; N 1,2 and 3 in an amount of 250 ml are placed in a thermostatically controlled beaker and at a fixed temperature of 25 to 75 ^o C, a cationic type surfactant with GOS of 0.8-1.0 is introduced in an amount of 100-150 mg / l with stirring with a mechanical stirrer within 10 minutes The resulting emulsion is poured into a thermostatic flotation column with a diameter of 40 mm, a height of 450 mm, the bottom of which is a 3-shot Schott filter with a pore diameter of 20-40 microns, through which air disperses. Air consumption is 90 cm ³ / min, flotation time 10 minutes Concentrated oil is removed mechanically using a scraper, sampling is carried out from the bottom of the column.

Очистку растворов обезжиривания N 1,2 и 3 проводят также известным способом. Cleaning degreasing solutions N 1,2 and 3 is also carried out in a known manner.

Степень очистки обезжиривающих растворов (в) определяют как отношение разности содержания нефтепродуктов в исходном и очищенном растворе к их содержанию в исходном растворе. Контроль за содержанием нефтепродуктов осуществляют по стандартной методике (Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии, М. Металлургия, 1988. З6О с). The degree of purification of degreasing solutions (c) is defined as the ratio of the difference in the content of petroleum products in the initial and purified solutions to their contents in the initial solution. Control over the content of petroleum products is carried out according to a standard methodology (Methodological Guide for the Analysis of Technological and Wastewater of Iron and Steel Enterprises, M. Metallurgy, 1988. Z6O s).

Корректировку раствора обезжиривания после регенерации проводят по концентрации основных фосфорсодержащих и азотсодержащих компонентов. Определение концентрации фосфорсодержащих компонентов (полифосфата натрия и оксиэтилидендифосфоновой кислоты) проводят фотоколориметрическим методом, а азотсодержащих компонентов (ИОМС) по результатам разложения этих веществ серной кислотой с последующим мокрым сплавлением с пиросернокислым калием и образованием аммонийных солей. По результатам анализа вводят необходимое количество указанных компонентов в раствор до исходного. Correction of the degreasing solution after regeneration is carried out by the concentration of the main phosphorus-containing and nitrogen-containing components. The concentration of phosphorus-containing components (sodium polyphosphate and hydroxyethylidene diphosphonic acid) is determined by the photocolorimetric method, and nitrogen-containing components (IOMS) are determined by the decomposition of these substances with sulfuric acid, followed by wet fusion with potassium pyrosulphate and the formation of ammonium salts. According to the results of the analysis, the required amount of these components is introduced into the solution to the initial one.

Результаты испытаний по определению степени извлечения и остаточной концентрации масел в зависимости от вводимых катионных ПАВ с граничными, средними и заграничными значениями ГОС в интервале температур растворов 25-75^oC, а также от количества катионного ПАВ, приведены в таблице. Взяты средние, граничные и заграничные значения количества вводимого реагента.The test results to determine the degree of extraction and the residual concentration of oils depending on the introduced cationic surfactants with boundary, average and foreign GOS values in the temperature range of solutions 25-75 ^o C, as well as on the amount of cationic surfactants, are given in the table. The average, boundary and foreign values of the amount of introduced reagent are taken.

Данные приведены по регенерации отработанных растворов обезжиривания, содержащих анионные, неионогенные ПАВ, а также их смеси. The data are given for the regeneration of spent degreasing solutions containing anionic, nonionic surfactants, as well as mixtures thereof.

Из приведенных в таблице результатов видно, что предлагаемый способ позволяет в сравнении с известным повысить степень извлечения масел из отработанного раствора обезжиривания в 1,24-2,64 раза и снизить их остаточную концентрацию в 2,9-4,1 раза. From the results shown in the table, it can be seen that the proposed method allows, in comparison with the known method, to increase the degree of extraction of oils from the spent degreasing solution by 1.24-2.64 times and reduce their residual concentration by 2.9-4.1 times.

При этом сокращается в 33-50 раз расход реагентов. This reduces the consumption of reagents by 33-50 times.

Раствор обезжиривания, регенерированный предлагаемым способом, после корректировки готов к повторному использованию. The degreasing solution regenerated by the proposed method, after adjustment, is ready for reuse.

В растворе обезжиривания, подверженном очистке известным способом, были обнаружены слабые следы компонентов раствора, следовательно, он не подлежит корректировке. Для повторного использования требуется ввести в очищенный раствор вновь все компоненты. In the degreasing solution, subject to cleaning in a known manner, weak traces of the components of the solution were found, therefore, it cannot be adjusted. For reuse, all components must be reintroduced into the purified solution.

Степень очистки обезжиривающих растворов (в) определяют как отношение разнести содержания нефтепродуктов в исходном и очищенном растворе к их содержанию в исходном растворе. Контроль за содержанием нефтепродуктов осуществляют по стандартной методике (Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии. М. Металлургия, 1988. З6О с). The degree of purification of degreasing solutions (c) is defined as the ratio of the content of petroleum products in the initial and purified solution to their content in the initial solution. Control over the content of petroleum products is carried out according to a standard methodology (Methodological Guide for the Analysis of Technological and Wastewater of Iron and Steel Enterprises. M. Metallurgy, 1988. Z6O s).

Результаты испытаний по определению степени извлечения и остаточной концентрации масел в зависимости от вводимых катионных ПАВ с граничным, средними и заграничными значениями ГОС в интервале температур растворов 25-75^oC а также от количества катионного ПАВ, приведены в таблице. Взяты средние, граничные и заграничные значения количества вводимого реагента.The test results to determine the degree of extraction and the residual concentration of oils depending on the introduced cationic surfactants with boundary, average and foreign values of GOS in the temperature range of solutions 25-75 ^o C and also on the amount of cationic surfactant are shown in the table. The average, boundary and foreign values of the amount of introduced reagent are taken.

В растворе обезжиривания, подверженном очистке известным способом, были обнаружены слабые следы компонентов раствора, следовательно он не подлежит корректировке. Для повторного использования требуется ввести в очищенный раствор вновь все компоненты. In the degreasing solution, subject to cleaning in a known manner, weak traces of the components of the solution were detected, therefore, it cannot be adjusted. For reuse, all components must be reintroduced into the purified solution.

Claims

The method of regeneration of degreasing solutions containing anionic or nonionic surfactants or mixtures thereof, including the introduction of reagents with the subsequent separation of oil contaminants by flotation, characterized in that, in order to increase the degree of purification and reduce the consumption of reagents, cationic surfactants are introduced as reagents substances with a hydrophilic-oleophilic ratio of 0.8 to 1.0 in an amount of 100 to 150 mg / l.