Badania wpływu demulgacji i doboru optymalnego demulgatora na skład fazy gazowej i ciekłej ścieków pooksydacyjnych

• Autorzy: Boczkaj G. , Jaszczołt M. , Kamiński M.

Warianty tytułu

EN

Effective demulgation process of postoxidative effluents as crucial step for reduction of its ecotoxicity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Oczyszczanie ścieków pooksydacyjnych, pochodzących z oksydacji pozostałości z destylacji próżniowej ropy naftowej i produkcji tzw. asfaltów utlenianych, szczególnie drogowych, a także przemysłowych, stanowi duży problem technologiczny i środowiskowy. Wynika to z obecności w ściekach różnych grup związków organicznych, w tym m.in. organicznych związków siarki, tlenu i azotu. Pewna ich część jest zaabsorbowana w wodzie i częściowo zdysocjowana, a znaczna część stanowi organiczną fazę zemulgowaną z wodą. W ściekach występują związki o charakterze toksycznym, a w wielu przypadkach ładunek zanieczyszczeń jest na tyle duży, że ścieki pooksydacyjne powodują pogorszenie aktywności osadu czynnego biologicznej oczyszczalni ścieków. Duża zawartość lotnych związków organicznych w ściekach, o wysokim poziomie złowonności, stanowi dodatkowo problem społeczny związany z możliwością pogorszenia warunków aerosanitarnych w rejonie oczyszczalni ścieków. Celowe wydaje się zastosowanie preoczyszczania ścieków pooksydacyjnych przed wprowadzeniem ich do właściwego cyklu oczyszczania. Etap preoczyszczania powinien, w pierwszym etapie, zapewniać całkowite usunięcie fazy organicznej ze ścieków poprzez zastosowanie skutecznej demulgacji. W pracy przedstawiono metodykę kontroli procesowej efektywności demulgacji ścieków pooksydacyjnych oraz wykonano badania demulgowania z zastosowaniem kilku przemysłowo dostępnych demulgatorów. Przedstawiono sposób przygotowania próbki do analizy oraz jakościowe i ilościowe metody kontroli zmian zawartości poszczególnych grup związków oraz zawartości sumarycznej związków organicznych w fazie „wodnej” ścieków. W badaniach lotnych składników próbki wykorzystano technikę kapilarnej chromatografii gazowej (GC) z uniwersalną i selektywną detekcją, a do oceny zmian zawartości głównych grup składników oraz zmian zawartości sumarycznej zastosowano technikę wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) z przepływem zwrotnym eluentu w kolumnie (Backflush) i detektorami refraktometrycznym (RID) i UV z matrycą fotodiodową (DAD), a także technikę cienkowarstwowej chromatografii cieczowej na kwarcowych pręcikach z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym (FID).

EN

Treatment of post-oxidative effluents from bitumen oxidation is a serious technological and environmental issue. It follows from the presence in the sewages of various groups of organic compounds, including sulfur, nitrogen and oxygen organic compounds. Certain quantities of compounds are dissolved in water phase and partly dissociated. A considerable part of organic compounds is the organic phase emulgated in water phase. This type of effluents causes serious problems for refinery wastewater treatment plants. The main difficulty is total high content of organic matter and its high bio-toxicity towards the activated sludge as well as its malodorousness (bad smelling). Additionally, in the beginning of the treatment, strong foaming is often observed. The second problem is emission of volatile organic compounds (VOCs), especially malodorous, from effluents. This involves both primary ecotoxicity of the emitted VOCs as well as their further conversions resulting in formation of environmentally hazardous compounds. High emission of VOCs, especially volatile sulfur compounds, makes a refinery very bothersome to the neighborhood. Thus, an effective step for pre-treatment is necessary. The pre-treatment stage should totally remove the organic phase by effective demulgation processes. In the presented work, methods of evaluation the demulgation effectivness of postoxidative effluents are described. A procedure of sample preparation for qualitative and quantitative analysis of group of compounds, composition and the total content of organic compounds is presented. A capillary gas chromatography (CGC) with universal and selective detection was used for determination of volatile organic compounds present in the effluents samples. A high performance liquid chromatography (HPLC) with eluent back flush system and refractive index detector (RID) and UV-DAD detector, as well as thin layer chromatography with flame ionization detector (FID) were used to quantitatively evaluate the changes of major groups of compounds present in the effluents and for determination of total content of organic compounds. A research on selection of optimal demulgation agent is also summarized.

Słowa kluczowe

PL

LZO; VOC; oczyszczanie ścieków; demulgacja; GC; HPLC

EN

gas chromatography; asphalt; bitumen; odours; volatile organic compounds (VOCs); headspace; analysis; thermal desorption

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 5, No. 2
• Strony: 499--504
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Boczkaj G.

• Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Jaszczołt M.

• Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Kamiński M.

• Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Miura K.A. i Hashimoto N.K.: Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 1983, 22, 469-477.
• [2] Borgwardt R.H.: Environ. Sci. Technol., 1980, 14, 294-299.
• [3] Lianga C., Chena Y.J. i Chang K.J.: J. Hazard. Mater., 2009, 2, 164-170.
• [4] Bokotko R.P., Hupka J.D. i Miller J.: Environ. Sci. Technol., 2005, 39, 1184-1189.
• [5] Kaiser S., Weigl K., Spiess-Knafl K., Aichernig C. i Friedl A.: Chem. Eng. Process., 2000, 39, 425-432.
• [6] Yassin L., Lettieri P.S. i Simons J.R.: Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 2648-2653.
• [7] Stulir R., Stehlik P., Oral J. i Fabikovic V.: Appl. Therm. Eng., 2001, 21, 1883-1889.
• [8] Burgess J.E., Parsons S.A. i Stuetz R.M.: Biotechnol. Adv., 2001, 19, 35-63.
• [9] Rappert S. i Muller R.: Waste Manage., 2005, 25, 940-954.
• [10] Philip L. i Deshusses M.A.: Environ. Sci. Technol., 2003, 37, 1978-1982.
• [11] Leson G. i Winer A.M.: J. Air Waste Manage. Assoc., 1991, 41, 1045-1152.
• [12] Pandey R.A., Mudliar S.N. i Borgaokar S.: Bioresource Technol., 2009, 100, 131-135.
• [13] Fino D., Russo N., Saracco G. i Specchia V.: Ind. Eng. Chem. Res., 2005, 44, 9542-9548.
• [14] Boczkaj G., Kamiński M. i Przyjazny A.: Ind. Eng. Chem. Res., 2010, 49, 12654-12662.
• [15] Yan X.: J. Seper. Sci., 2006, 29, 1931-1945.
• [16] Yan X.: J. Chromatogr. A, 1999, 842, 267-308.
• [17] van Stee L.L. i Brinkman P.U.: J. Chromatogr. A, 2008, 1186, 109-122.
• [18] Dagan S.: J. Chromatogr. A, 2000, 868, 229-247.
• [19] Amirav A. i Jing H.: Anal. Chem., 1995, 67, 3305-3318.
• [20] Jing H. i Amirav A.: J. Chromatogr. A, 1998, 805, 177-215.
• [21] Boczkaj G., Kamiński M. i Przyjazny A.: Ind. Eng. Chem. Res., 2010, 49, 12654-12662.
• [22] Buttler B.: J. Agric. Food Chem., 1983, 31, 4-11.
• [23] Boczkaj G. i Kamiński M.: Camera Separatoria, 2011, 3, 51-67.
• [24] Dewettinck T., van Hege K. i Verstraete W.: Wat. Res., 2001, 35 , 2475-2483.
• [25] Di Francesco F., Lazzerini B., Marcelloni F. i Pioggia G.: Atmos. Environ., 2001, 35, 2475-2483.
• [26] Che Harun F.K., Taylor J.E., Covington J.A. i Gardnem J.W.: Sens. Actuators B., 2009, 141, 134-141.
• [27] Capelli L., Sironi S., C´entola P., Del Rosso R. i Grande M.I.: Sens. Actuators B., 2008, 131, 53-59.
• [28] Boczkaj G. i Kamiński M.: Postępy chromatografii i innych technik i technologii rozdzielania. Wyd. Akad. Podlaskiej, Siedlce 2010.
• [29] Boczkaj G., Przyjazny A. i Kamiński M.: Anal. Bioanal. Chem., 2010, 399(9), 3253-3260.