Методы сбора и удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Из полимерных материалов можно изготавливать маты или  ограждающие боны. Применяются они  и для извлечения из воды эмульгированной  нефти. В последние годы получает развитие модифицирование неорганических материалов органическими веществами с целью повышения нефтепоглоти-тельной способности получаемых продуктов. Стоимость таких адсорбентов относительно невелика, технология изготовления довольно проста и может быть реализована в различных районах страны. Известен ряд природных неорганических материалов, которые можно использовать в качестве адсорбентов — собирателей нефти или исходного материала для их получения.

В этой связи значительный интерес вызывает использование для сбора нефти с поверхности воды гидрофобного адсорбента на основе вспученного перлита. Перлит представляет собой стекловидную вулканическую горную породу.

В зону загрязнения адсорбент (вспученный перлит) подают из-под воды с помощью гидроэжекторной установки. По сравнению с распылением сверху подача на загрязненную поверхность  адсорбента из-под воды исключает  потерю поглотителя, а также повышает эффективность его применения.

Сбор насыщенного нефтью сорбента и отделение его от воды проводят с помощью специального судна-нефтесборщика. Насыщенный нефтью сорбент вместе с водой всасывается через заборное устройство и подается по трубопроводу в гравитационный сепаратор, где происходит отделение воды. Адсорбированная нефть накапливается в емкости, расположенной на нефтесборщике.

Для обработки пленочной  нефти используются так называемые диспергенты.

Применение диспергентов для обработки пленки нефти оправданно  при  использовании  их   в  теплое   время   года на водоемах с высокой биологической активностью при обширных загрязнениях с тонкой пленкой нефти (менее 0,1 мм). При использовании диспергентов должны строго выполняться требования по дозировке (в пределах допустимых концентраций) и рекомендации по технологии обработки пленочной нефти. В случае малых загрязнений водоема, имеющего рыбохозяйственное значение, предпочтение следует отдавать альтернативным методам, например, сбору пленочной нефти с применением сорбентов.

Для оценки характера нефтяного  загрязнения и целесообразности применения химических препаратов существенное значение имеет изменение толщины пленки нефти. Измерение толщины плавающего слоя может быть проведено физическими, физико-химическими и механическими методами. Из них наибольшее распространение получили методы с использованием сорбирующего материала для извлечения нефтяной пленки с определенной площади.

Технологическое оборудование для обработки пленочной нефти  химическими реагентами должно обеспечивать равномерное распределение раствора диспергента по ширине захвата с необходимым уровнем механического воздействия на пленку нефти. Обработка пленки нефти раствором диспергента проводится плоской струей.

Возможно использование  для обработки пленочной нефти  простой центробежной форсунки. Экпериментальными  наблюдениями установлено, что при первых ударах капель раствора диспергента о пленку нефти последняя дробится на капли и увлекается с поверхности в воду; при этом эффективность дробления капель нефти существенно уменьшается, так как последующие капли раствора диспергента обрабатывают чистую водную поверхность. В силу этого обработка струями диспергента из форсунок с полым конусом распыла с борта транспортного средства более эффективна, чем обработка из форсунок со сплошным конусом распыла. Форсунки с полым конусом распыла имеют также более неоднородный распад с меньшей величиной отклонения размеров капель от заданного значения. Для усиления эффективности механического ударного воздействия капель раствора диспергента на пленку нефти представляется также возможным применение пульсирующих сопел. При этом возмущения могут генерироваться механически, например, путем колебания подвижной мембраны. Пульсирующий режим течения может усиливаться подачей воздуха в раствор диспергента. Согласно технологии применения диспергентов пленочной нефти технические средства должны предусматривать подачу воздуха в коллектор на выкиде насоса к выносным стрелам и форсункам. Для эффективной адсорбции ПАВ на поверхности пузырьков в начале и в конце коллекторов устанавливают смесители из тонкой проволоки для формирования однородной тонкодисперсной пены. Применение оборудования с формированием пенного раствора диспергента уменьшает уровень токсического   воздействия   диспергентов   на   окружающую среду.

Заключение

Таким образом, нефть и ее продукты в водах поверхностного стока могут находиться в двух состояниях. Первое состояние – эмульсионное, когда двухфазная жидкость представляет собой неоднородную систему, которая состоит из капель воды, распределенных между молекулами нефти или ее продуктов.  Второе состояние – стратифицированная жидкость, независимо от толщины нефти или ее продуктов на поверхности воды.

При эмульсионном состоянии  нефти и ее продуктов в воде их выделение наиболее доступно следующими методами:

- сепарация в поле больших  центробежных сил. Метод реализуется  на центрифугах и характеризуется  возможностью обработки лишь  небольших объемов воды и высокими  энергозатратами, что не позволяет  использовать его при очистке  вод поверхностного стока;

- фильтрование, как на  напорных, так и на безнапорных  фильтрах. Фильтры классифицируются  по материалам, из которых они  изготавливаются, по компоновке, по способу промывки и регенерации  и т. д. Любой фильтрующий  материал задерживает частицы,  соизмеримые с диаметром ячеек  на самом фильтре. Когда речь  идет о задержании нефти и  ее продуктов на фильтрах, необходимо  рассматривать частицы в пределах  нескольких десятков микрометров. 

- метод гравитационной  стратификации. Реализация метода  гравитационной стратификации потока  может быть осуществлена без  специальных сооружений. Зная расходы  жидкости, необходимо задать скорости  потока, исключающие эмульгирование  и обеспечивающие окончательное  расслоение жидкости.

Второе состояние системы "нефть или ее продукты плюс вода", которое подлежит рассмотрению, –  это состояние стратифицированной жидкости. Ведь добившись стратификации  жидкости в одном случае или имея это состояние как исходное в другом случае, мы должны собрать нефть или ее продукты с поверхности воды.

При стратифицированной жидкости собрать нефть или ее продукты с поверхности воды можно фильтрованием, адсорбцией, механическим сбором с  использованием сил вязкости нефти  и ее продуктов, а также сепарацией в поле слабых центробежных сил.

Список используемой литературы

1. РД 39-30-499—80. Положение о техническом обслуживании и ремонте линейной части магистральных нефтепроводов. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1980.
2. РД 39-110—91. Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах. - Уфа: ИПТЭР, 1992.
3. Временные указания по технологии и организации ре-монтно-восстановительных работ на нефтепроводах, пролегающих в условиях болот и переувлажненных грунтов. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1973.
4. РД 39-00147105-006—97. Инструкция по рекультивации земель, нарушенных и загрязненных при аварийном и капитальном ремонтах магистральных нефтепроводов. -
5. Уфа: ИПТЭР, 1997.
6. РД-39-0147103-360—89. Инструкция по безопасному ведению сварочных работ при ремонте нефте- и продуктопро-водов под давлением. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1989.
7. Инструкция по созданию герметизирующих тампонов из карбамидной композиции для перекрытия нефтепровода при выполнении  ремонтно-восстановительных работ.   -
8. Уфа: ИПТЭР, 1990.
9. 7. РД 39-016-90. Положение о воздушном патрулировании 
   магистральных нефтепрвоодов.   - Уфа ВНИИСПТнефть,
10. 1990.
11. 8. РД 39-025—90. Норматив-табель технического оснащения 
    аварийно-восстановительных пунктов магистральных 
    нефте- и продуктопроводов. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1990.
12. 9 РД 39-00147105-011—97. Табель технического оснащения служб капитального ремонта магистральных нефтепроводов. - Уфа: ИПТЭР, 1998.
13. Каталог технических средств для аварийно-восстановительных работ на магистральных нефтепроводах. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1983.
14. СНиП 2.05.06—85. Магистральные трубопроводы. — М.: Минстрой России, 1997.