ФГБОУ «Казанский национальный исследовательский технологический университет», Казань, Россия:
И. Г. Шайхиев, докт. техн. наук, зав. кафедрой инженерной экологии, эл. почта: ildars@inbox.ru
В. О. Дряхлов, канд. техн. наук, доцент кафедры инженерной экологии, эл. почта: vladisloved@mail.ru

Набережночелнинский институт (филиал) Казанского федерального университета, Набережные Челны, Россия:
Д. Д. Фазуллин, канд. техн. наук, доцент кафедры химии и экологии, эл. почта: denr3@yandex.ru

Исследована возможность очистки отработанных эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), образующихся в процессе обработки сталей из легированных и железистых сталей, с использованием мембранных методов. Кратко рассмотрены основные физико-химические и химические способы обработки отработанных СОЖ: коагуляция и флокуляция, флотация, адсорбция, окисление с использованием различных окислителей. Проведена очистка модельной эмульсии на основе масла «И-20А» с использованием полиакрилонитрильных (ПАН) мембран с размерами пор 2, 5 и 10 нм. Приведены графические зависимости производительности от времени процесса и размера пор ПАН-мембран и определены значения химического потребления кислорода (ХПК). На основании экспериментов с модельными эмульсиями проведены исследования по мембранному разделению отработанной СОЖ марки «Инкам-1», применяемой в процессе металлообработки на ПАО «КАМАЗ» с использованием процессов ультрафильтрации и обратного осмоса. Показано, что в процессе мембранной очистки отработанного раствора эмульсии СОЖ фильтрат обратного осмоса соответствует нормативным требованиям, предъявляемым к воде для сброса в систему канализации. Определено, что, кроме органической составляющей, в составе отработанной СОЖ в процессе обратного осмоса эффективно задерживаются ионы тяжелых металлов и анионы. Выявлено, что селективность обратного осмоса в отношении различных ионов в основном совпадает с рядом увеличения их энергии гидратации H + < NO₃^– < Cl^– < NH₄⁺ < F^– < SO₄^2– < Cd²⁺ < Zn²⁺ < Fe³⁺ и с увеличением заряда иона металла. Предложено использование концентрата отработанной эмульсии СОЖ в качестве основы для создания ингибирующей композиции, предназначенной для ингибирования коррозии стали 20 от действия пластовых вод, образующихся в процессе добычи нефти.

1. Gajrani K. K., Sankar M. R. Past and current status of eco-friendly vegetable oil based metal cutting fluids // Materials Today Proceedings. 2017. Vol. 4, Iss. 2. P. 3786–3795.
2. Benedicto E., Carou D., Rubio E. M. Technical, economic and environmental review of the lubrication cooling systems used in machining processes // Procedia Engineering. 2017. Vol. 184. P. 99–116.
3. Da Silva Santos E., De Paula Camargo A. P., De Faria E. A., De Oliveira Junior F. A. F., Alves S. M. et al. The lubricity analysis of cutting fluid emulsions // Materials Research. 2017. Vol. 20. P. 644–650.
4. Инюшева А. А., Смирнова Н. Н., Фридланд С. В. Анализ методов защиты смазочно-охлаждающих жидкостей от микробной деструкции // Вестник технологического университета. 2018. Т. 21. № 1. С. 160–163.
5. Lee C.-M., Choi Y.-H., Ha J.-H., Woo W.-S. Eco-friendly technology for recycling of cutting fluids and metal chips: A review // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology. 2017. Vol. 4. P. 457–468.
6. Widodo S., Ariono D., Khoiruddin K., Hakim A. N., Wenten I. G. Recent advances in waste lube oils processing technologies // Environmental Progress and Sustainable Energy. 2018. Vol. 37. No. 6. P. 1867–1881.
7. Demirbas E., Kobya M. Operating cost and treatment of metalworking fluid wastewater by chemical coagulation and electrocoagulation processes // Process Safety and Environmental Protection. 2017. Vol. 105. P. 79–90.
8. Shahriari T., Karbassi A. R., Reyhani M. Treatment of oil refi nery wastewater by electrocoagulation–flocculation (Case Study: Shazand Oil Refinery of Arak) // International Journal of Environmental Science and Technology. 2019. Vol. 16, Iss. 8. P. 4159–4166.
9. Лобачева Г. К., Гучанова А. И., Платонов М. Ю., Смирнов А. А., Чадов О. П. и др. Синтез и применение флокулянтов для очистки промышленных стоков, содержащих СОЖ // Вестник ВолГУ. 2011. № 5. С. 145–147.
10. Saththasivam J., Loganathan K., Sarp S. An overview of oil–water separation using gas fl otation systems // Chemosphere. 2016. Vol. 144. P. 671–680.
11. Kolesnikov V. A., Il’in V. I., Kolesnikov A. V. Electroflotation in wastewater treatment from oil products, dyes, surfactants, ligands, and biological pollutants: A review // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2019. Vol. 53, Iss. 2. P. 251–273.
12. An C., Huang G., Yao Y., Zhao S. Emerging usage of electrocoagulation technology for oil removal from wastewater: A review // Science of the Total Environment. 2017. Vol. 579. P. 537–556.
13. Politayeva N. A., Smyatskaya Y. A., Slugin V. V. Wastewater cleaning in a composite filter after magnetic treatment // Comptes Rendus de L’Academie Bulgare des Sciences. 2018. Vol. 71. No. 6. P. 766–771.
14. Pintor A. M. A., Vilar V. J. P., Botelho C. M. S., Boaventura R. A. R. Oil and grease removal from wastewaters: Sorption treatment as an alternative to state-of-the-art technologies. A critical review // Chemical Engineering Journal. 2016. Vol. 297. P. 229–255.
15. Алексеева А. А., Степанова С. В. Кинетика сорбции нефти материалом на основе листового опада // Безопасность в техносфере. 2018. № 2. С. 10–14.
16. Свергузова С. В., Сапронова Ж. А., Шайхиев И. Г., Валиев Р. Р. Определение минералогического состава и сорбционных характеристик по нефтепродуктам отходов переработки габбро-диабаза месторождения «Абзаково» // Вода: химия и экология. 2018. № 10-12. С. 126–132.
17. Ma S., Kim K., Huh J., Kim D. E., Lee S., Hong Y. Regeneration and purification of water-soluble cutting fluid through ozone treatment using an air dielectric barrier discharge // Separation and Purification Technology. 2018. Vol. 199. P. 289–297.
18. Bautista P., Mohedano A. F., Casas J. A., Zazo J. A., Rodriguez J. J. An overview of the application of Fenton oxidation to industrial wastewaters treatment // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2008. Vol. 83. No. 10. P. 1323–1338.
19. Jamalludin M. R., Hubadillah S. K., Harun Z., Othman M. H. D., Yunos M. Z. Novel superhydrophobic and superoleophilic sugarcane green ceramic hollow fibre membrane as hybrid oil sorbent-separator of real oil and water mixture // Materials Letters. 2019. Vol. 240. P. 136–139.
20. Yu L., Kanezashi M., Nagasawa H., Tsuru T. Phase inversion/sinteringinduced porous ceramic microsheet membranes for high-quality separation of oily wastewater // Journal of Membrane Science. 2020. Vol. 595. 117477.
21. Zhu L., Chen M., Dong Y., Tang C. Y., Huang A. et al. A low-cost mullitetitania composite ceramic hollow fiber microfi ltration membrane for highly efficient separation of oil-in-w ater emulsion // Water Research. 2016. Vol. 90. P. 277–285.

22. Фазуллин Д. Д., Маврин Г. В., Шайхиев И. Г. Влияние водородного показателя и концентрации НПАВ на ингибирующие свойства концентрата отработанной эмульсии «Инкам-1» // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18. № 18. С. 229–231.
23. Fazullin D. D., Mavrin G. V., Shaikhiev I. G. Investigation of the properties and composition of a concentrate of spent Inkam-1 emulsion as a corrosion inhibitor // Petroleum Chemistry. 2017. Vol. 57, Iss. 8. P. 728–733.
24. ГОСТ 9.506–87. Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Ингибиторы коррозии металлов в водо-нефтяных средах. Методы определения защитной способности. — Введ. 01.07.1988.