Реагенты Биомикрогели® успешно справились с переработкой СОЖ по заказу международной сталелитейной компании

Переработка и утилизация отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), представляющих собой стабильную водомасляную эмульсию, - серьезная проблема для металлургических предприятий, где они образуются в количествах от 10 до 100 тыс. тонн в год. СОЖ, которые широко применяются в производственном процессе, со временем теряют свои качества и нуждаются в утилизации. Из-за превышения в них предельно допустимого содержания органических и поверхностно-активных веществ (ПАВ) такие жидкости нельзя направлять на очистные сооружения, а необходимо утилизировать отдельно.

На металлургическом комбинате, о котором пойдет речь в данной статье, разложение отработанных эмульсий СОЖ ведется методом выпаривания.

Данный метод позволяет дистиллировать вещества, которые содержатся в жидкой фазе СОЖ, но, при этом, метод энергозатратный, дорогостоящий, оказывает негативное воздействие на окружающую среду, выбрасывая в атмосферу до 2,5 тыс. тонн CO₂ в год.

Компания НПО БиоМикроГели предложила специалистам металлургического комбината использовать для обезвреживания и переработки отработанных СОЖ решение реакторного типа с применением коагулянта Биомикрогели^® BMG-P2, который позволяет эффективно и экономичнее раскладывать стабильную эмульсию СОЖ до необходимых показателей без нагревания.

Металлургический комбинат входит в число 10-ти наиболее экологически ответственных горнодобывающих и металлургических компаний России, согласно данным Всемирного фонда дикой природы (WWF). Поэтому поставленные цели перед комбинатом довольно амбициозны:

• Соблюдение экологических нормативов (Предельно допустимая концентрация, далее в очищенной воде);
• Повышение эффективности работы с отходами;
• Снижение отходов, отправляемых на утилизацию;
• Уменьшение негативного воздействия на окружающую среду за счет снижения эмиссии CO₂.

Сотрудниками НПО БиоМикроГели было предложено комплексное решение по обезвреживанию отработанной эмульсии СОЖ на опытно-промышленной установке «BMG СL 3». Установки обезвреживания нефтесодержащих отходов серии «BMG CL» с производительностью от 6 до 60 м³/сут предназначены для обезвреживания смазочно-охлаждающей жидкости и включают в себя все необходимое технологическое оборудование, трубопроводную обвязку технологического оборудования с запорно-регулирующей арматурой, а также приборы контроля автоматизации технологических процессов.

Обезвреживание на опытно-промышленной установке «BMG СL 3»» заключалось в следующем: для разрушения поверхностно-активных веществ на эмульсию воздействуют раствором минеральной кислоты, что снижает и показатель рН. С помощью добавления рабочего раствора BMG-Р2 происходит капсулирование нефтепродуктов, а затем их коагулирование и флокулирование, т.е. перевод нефтепродуктов в нерастворимое состояние в виде осадка или флотошлама. Далее – этап отстаивания, во время которого вода и нефтепродукты разделяются из-за разности плотности жидкостей (в зависимости от состава нефтепродуктов и взвешенных частиц, они либо остаются на дне, либо всплывают). Воду и нефтепродукты распределяют по разным емкостям. После чего показатели рН восстанавливают до требуемого уровня рН = 6,5-8,5 ед., путем добавления раствора щелочи.

Объем осадка составляет 10-12% об. (объемные проценты) в зависимости от содержания в исходной СОЖ загрязняющих веществ, далее осадок поступает на фильтр-пресс для полного обезвоживания. Данная технология позволяет уменьшить объем отхода более чем в 10 раз по сравнению с исходным объемом СОЖ, и получить на выходе до 1,0% отхода от исходной СОЖ. И уже полученный компактный осадок из нефтепродуктов направляют на утилизацию.

Решение, предлагаемое НПО БиоМикроГели позволяет достигать требуемых целей, поставленных металлургическим комбинатом при разложении смазочно-охлаждающих жидкостей:

• Соблюдение нормативов по содержанию нефтепродуктов на сброс очищенной воды или для водооборотного цикла - не более 20 мг/дм³;
• Снижение затрат на утилизацию в 2 раза;
• Уменьшение количества образующегося отхода в 10 раз от исходного объема поступающей СОЖ до 1,0% об;
• Разложение СОЖ без дополнительного нагревания системы – исключение эмиссии СО₂.

Биомикрогели^® BMG-P2 эффективно улавливают в воде любые минеральные и растительные масла, нефть и нефтепродукты. После разделения водомасляной смеси очищенную воду можно вернуть в технологический цикл, а образующийся осадок отхода после обезвоживания составляет всего 0,5-1,0% от объема исходной СОЖ. Реагенты BMG-P2 хорошо сочетаются практически с любыми коагулянтами на основе неорганических солей поливалентных металлов, очищающими воду от взвешенных частиц, но не достигающими установленных нормативов по показателю «нефтепродукты».

Особенно важно то, что коагулянт Биомикрогели^® BMG-P2 разделяет даже самые стойкие эмульсии и при этом полностью безопасен для окружающей среды. Такое сочетание возможно, потому что Биомикрогели^® производятся из полисахаридов, которые получают путем комплексной переработки растительного сырья: жома сахарной свеклы и яблочного жмыха. Испытания, проведенные по ГОСТ 32509-2013 «Вещества поверхностно-активные. Метод определения биоразлагаемости в водной среде» подтвердили быструю (1-й класс) и полную биоразлагаемость коагулянта Биомикрогели^®️ BMG-P2.

Таблица 1. Характеристики Коагулянта Биомикрогели^® BMG-P202-03

Определение оптимальных доз проводилось на образцах отработанной эмульсии СОЖ двух цехов (рисунок 1). Характеристика образцов представлена в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики образцов СОЖ отработанной эмульсии.

   Рисунок 1. Исходные образцы отработанных СОЖ,

  Стакан слева – образец СОЖ «Цех № 1»;

  Стакан справа – образец СОЖ «Цех № 2».

Разложение СОЖ проводили при комнатной температуре, так как коагулянт BMG-P202-03, в отличие от большинства других реагентных решений, не требует дополнительного нагрева стока. На образцы СОЖ воздействовали раствором разбавленной кислоты, для разрушения ПАВ. Затем последовательно и при постоянном перемешивании добавляли реагенты: коагулянт Биомикрогели^® BMG-P202-03 и Activator-01. После добавления BMG-P202-03 произошло мгновенное разложение образца отработанной эмульсии СОЖ с образованием крупных всплывающих хлопьев (рис.2). В результате процесса коагулирования нефтепродукты перешли в нерастворимое состояние в виде осадка.

   Рисунок 2. Образцы СОЖ после обработки реагентами Биомикрогели^® СОЖ

  Оптимальные дозы реагентов подобраны исходя из требований заказчика по содержанию нефтепродуктов в очищенной сточной воде. Требуемый норматив по содержанию нефтепродуктов - не более 20 мг/дм³.

Пробы осветленной воды были передана в аккредитованную аналитическую лабораторию для подтверждения качества очистки. Полученные результаты анализа переданной пробы приведены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты анализа очищенных проб

Аналитический контроль показал, что концентрация нефтепродуктов в осветлённой воде на 20-40% ниже требований заказчика. В связи с полученными результатами был сделан вывод, что оптимальная дозировка коагулянта составит 150 мг/дм³.

При утилизации отработанной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), образующейся на металлургическом комбинате, применение готового решения Биомикрогели^®, основанного на использовании Коагулянта BMG-P202-03 позволяет гарантировано достигать следующих показателей:

• Снизить содержание нефтепродуктов в осветленной воде по итогам очистки на 20-40% ниже требуемого норматива, установленного заказчиком - менее 20 мг/дм³;
• Сократить объем отходов более чем в 10 раз от объема первоначально образовавшегося осадка, до значения 1% об. от отработанного СОЖ, поступившего на утилизацию;
• Снизить затраты на утилизацию в 2 раза. Исключить негативное воздействие на окружающую среду путём сокращения эмиссии углекислого газа на 2,5 тыс. т CO₂ в год, благодаря отказу от дополнительного нагрева - упаривания отработанного СОЖ.
  Плюсы внедрения коагулянта BMG-P2 в производственный процесс металлургических предприятий очевидны, резюмировал Александр Ягупов, кандидат технических наук, технический директор НПО БиоМикроГели: «Во-первых, это возвращение большего объема очищенной воды в оборотный цикл воды для системы водоснабжения предприятия. Во-вторых, речь идет об уменьшении объема отхода передаваемых на утилизацию. В-третьих, благодаря отказу от процесса упаривания снижается расход энергоносителей и сокращается количество выбросов CO₂. Поэтому, применение BMG-P2 полностью соответствует сформулированным на глобальном уровне принципам «зеленой» повестки и декарбонизации производств».

ESG преимущества использования решения НПО БиоМикроГели с применением коагулянта Биомикрогели^® BMG-P2 по сравнению с традиционной технологией выпаривания СОЖ связаны с отсутствием выбросов парниковых газов вследствие того, что BMG-P2 сохраняет работоспособность в широком диапазоне температур (от 0°С до +85°С), позволяет очищать воду до показателей менее 10 мг/л экологичнее и экономичнее высокотемпературных технологий утилизации СОЖ. Отсутствие дополнительного нагревания эмульсии сокращает затраты на энергоносители, а также снижает выбросы углеводородов и кислотных паров в естественную среду. По оценкам специалистов компании, потенциал сокращения выбросов в атмосферу парниковых газов при использовании реагентов Биомикрогели^® по сравнению с технологией выпаривания составляет 17,8 млн тонн СО₂-экв. в год.

Кроме металлургических производств решения НПО БиоМикроГели позволяют снижать выбросы CO₂ во всех сферах охвата (Scope 1, Scope 2, Scope 3) в таких областях применения, как очистка промышленных сточных вод от масел и нефтепродуктов, ликвидация разливов нефти, а также в производстве растительных масел.

Напомним, что выбросы предприятий подразделяются на три сферы охвата: Первая сфера охвата (Scope 1) — это прямые выбросы предприятия при производстве. Ко второй сфере охвата (Scope 2) относится потребление энергии. Важно понимать, из каких источников компания получает энергию: угольные станции, АЭС, ГЭС и другое. Третья сфера охвата (Scope 3) включает всю цепочку жизненного цикла товара: закупка сырья, доставка, продажа, использование, утилизация и прочее, то есть напрямую не относящиеся к производителю выбросы.

Материал предоставлен компанией Biomicrogels Group