СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ Российский патент 1997 года по МПК E02B15/10 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для регенерации экосистем, загрязненных разливами нефти и нефтепродуктов, например, при авариях на нефте- и продуктопроводах.

Известен способ ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности и почве путем сбора нефти и нефтепродуктов мобильными нефтесборщиками (журнал Нефтяное хозяйство, 1992, N 3, с. 35-38). Недостатком этого способа является его практическая неприемлемость при необходимости ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, образующих на поверхности воды или почвы относительно тонкий слой (0,05-0,005 м и менее), а также при ликвидации разливов в болотистой труднодоступной местности.

Известен также способ очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов, предусматривающий внесение в очищаемую среду микроорганизмов с питательной средой (RU, патент, N 2014286 г. кл. C 02 F 3/34, 1994). Недостатком способа является низкая скорость биоразложения и невозможность утилизации нефти и нефтепродуктов, поскольку они становятся питательным субстратом для развития микроорганизмов и, разлагаясь, теряются.

Известен также способ очистки поверхности воды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающий нанесение на очищаемую поверхность хлопкосодержащего сорбента с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов с использованием в качестве сорбента хлопковых отходов ватного производства (SU, авт. св. N 1430355, кл. C 02 F 1/28, 1988).

Недостатки этого способа следующие:
трудность сбора с водной поверхности пропитанных нефтью и нефтепродуктами хлопковых отходов ватного производства при незначительных размерах их окатышей;
практическая невозможность сбора пропитанных нефтью и нефтепродуктами хлопковых отходов ватного производства с поверхности почвы в силу неровности рельефа местности;
техническая и технологическая сложность утилизации нефти и нефтепродуктов из отдельных окатышей хлопковых отходов ватного производства, пропитанных ими в ходе ликвидации загрязнения водной поверхности;
относительно невысокая сорбционная емкость хлопковых отходов ватного производства по нефти и нефтепродуктам (7 г нефти на 1 г хлопковых отходов);
недостаточность ресурсов хлопковых отходов ватного производства для борьбы с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов (до 1 млн. т/г).

Цель изобретения обеспечение очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами с повышением эффективности очистки, интенсификацией сбора и утилизации нефти и нефтепродуктов и расширением ресурсов сорбента.

Цель достигается тем, что в способе очистки поверхности воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающем нанесение на очищаемую поверхность хлопкосодержащего сорбента с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов, в качестве сорбента используют хлопковые отходы прядильного производства, которые формируют в маты.

Слой хлопковых отходов прядильного производства в мате фиксируют между слоями хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения или хлопчатобумажной сетки, пропускающими поглощаемую нефть и нефтепродукт непосредственно в объем слоя хлопкосодержащих отходов, при этом повышается жесткость и прочность мата, что способствует росту уровня технологичности сбора нефти и нефтепродуктов. Расстояние между нитями ткани или размер ячейки сетки, фиксирующих сорбент, меньше размеров частиц хлопкосодержащих отходов прядильного производства, что снижает потери хлопкосодержащего сорбента при его транспортировке к месту использования.

Длина и ширина мата составляет 0,5-1 м, что повышает технологичность сбора нефти и нефтепродуктов и их утилизации; маты таких размеров удобно размещать вручную на загрязненных участках поверхности водоемов и почвы в труднодоступной для механизмов местности (например, заболоченной), затем собирать и транспортировать к месту утилизации собранной нефти и нефтепродуктов. Толщина мата относительно слоя разлитой нефти и нефтепродукта составляет (0,5:1) (1:1), поскольку при этом максимально используется сорбирующая способность хлопкосодержащего сорбента и потенциал утилизации собранного нефтепродукта, так как слишком большая толщина мата приведет лишь к частичному заполнению сорбента нефтью и нефтепродуктом, что становится препятствием к последующей их качественной утилизации, а при слишком малой толщине мата потребуется многократная обработка загрязнения сорбентом, что усложняет и удорожает технологию ликвидации загрязнения.

Во избежание поглощения влаги гидрофильной хлопчатобумажной тканью или сеткой, уменьшающего объем сбора нефти и нефтепродуктов из-за последующего перехода влаги в объем мата, обрабатывают внешнюю сторону мата напылением тонкого слоя машинного или трансформаторного масла.

Способ осуществляется следующим образом. Хлопкосодержащие отходы прядильного производства формируют в маты, фиксируя отходы между слоями хлопчатобумажной или синтетической ткани или сетки. Внешнюю сторону мата обрабатывают напылением тонкого слоя машинного или трансформаторного масла. Подготовленные маты в штабелях и рулонах доставляют к месту разлива нефти или нефтепродуктов и раскладывают непосредственно на место разлива или на воде, или почве. После выдержки, необходимой для пропитывания матов нефтью или нефтепродуктами, и ликвидации загрязнения собирают маты с поверхности воды или почвы и транспортируют их к месту утилизации нефти или нефтепродуктов, которую выполняют, например, пропусканием матов через валковые устройства, отжимающие из матов жидкую фазу.

Проведен ряд испытаний по сбору и утилизации нефти и нефтепродуктов хлопкосодержащими отходами АП Уфимский хлопчатобумажный комбинат.

Примеры 1-14. Для оценки эффективности сбора и утилизации нефти и нефтепродуктов с водной поверхности хлопкосодержащими отходами, сформированными в маты, проводили обработку модельных разливов нефти, дизельного топлива и бензина в соотношениях хлопкосодержащих отходов к удельной мощности разлива, равных 2-0,1 г отходов /(л нефти/м² водного зеркала) и имитирующих очистку водной поверхности в условиях, когда использование механических методов очистки неприемлемо. Отжим нефти и нефтепродуктов из собранных матов проводился вручную (табл. 1-3). Чем выше количество собираемых и утилизируемых нефти и нефтепродуктов, тем эффективнее рассматриваемая технология сбора и утилизации. Емкость сорбента рассчитывалась по количеству удержанного продукта в процентах к количеству хлопкосодержащего отхода, степень утилизации в процентах отжатой нефти относительно количества разлитого продукта.

В опытах 1-2 толщина мата по отношению к толщине слоя разлитой нефти составляла (20-10):1, в опытах 3-4 (2-1):1, о опытах 5-6 (1-0,5):1.

Примеры 15-18. Для оценки эффективности сбора и утилизации нефти с поверхности почвы хлопкосодержащими отходами, сформированными в маты, проводили обработку модельных разливов нефти на черноземной почве и песке и утилизацию собранной нефти (табл. 4).

Пример 19. Сопоставление влагопоглощения матов из хлопкосодержащего отхода прядильного производства, не прошедшего предварительной обработки внешней стороны мата машинным маслом и прошедшего такую обработку, показало, что при трехчасовом контакте матов с водной поверхностью масляная обработка мата снижает влагопоглощение с 0,24 г/г до 0,2 г/г, то есть на 20%
Промышленное применение матов на основе широко распространенных хлопкосодержащих отходов прядильного производства позволяет:
резко расширить ресурсы сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов;
использовать для сбора нефти и нефтепродуктов сорбент с повышенной сорбционной емкостью, так как этот тип хлопковых отходов в связи с использованием в прядильном производстве длинноволокнистых сортов хлопка отличается большим удельным свободным объемом, большим содержанием сорбирующего волокна (80-90% ) и, соответственно, большей поглощающей способностью (емкостью) по нефти и нефтепродуктам по сравнению с отходами ватного производства, в которых содержание волокна составляет всего 25-35% а остальная часть приходится на древовидные частицы с низкой емкостью по сорбируемым продуктам;
упростить и интенсифицировать технологию сбора и утилизации нефти и нефтепродуктов, поскольку маты, пропитанные нефтью и нефтепродуктами удобнее собирать с поверхности воды и почвы, транспортировать к месту утилизации нефти и нефтепродуктов (например, в штабелях), осуществлять собственно их утилизацию из матов, например, отжимом в валковых устройствах, чем при работе с разрозненными окатышами хлопкосодержащих отходов ватного производства.

Хлопкосодержащие отходы прядильного производства, формируемые в маты, являются эффективным сорбентом для очистки водной поверхности и почвы с высокой степенью очистки (до 100%) и высокой степенью утилизации собранной нефти и нефтепродуктов (до 75-80% по нефти и дизельному топливу и 25% по бензину), что позволяет их использовать с высокой экономической эффективностью для охраны окружающей среды. Так, при разливе на поверхности водоема 10 т нефти при помощи 400 кг хлопкосодержащих отходов матов можно собрать практически всю нефть и после ее утилизации вернуть в народное хозяйство до 8 т нефти. При стоимости 1 т нефти 0,3 млн. руб. и 1 кг хлопковых отходов в мате 1250 руб. экономический эффект от проведения природоохранных мероприятий по сбору и утилизации нефти составит при ликвидации разлива 10 т нефти 1,9 млн. руб. (в ценах 1995 г.).

Использование: в области охраны окружающей среды, а именно при очистке поверхности воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, разлившимися при авариях, например, на нефте- и продуктопроводах. Сущность изобретения: при очистке поверхности воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами на очищаемую поверхность наносят хлопкосодержащий сорбент с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов, причем хлопкосодержащий сорбент формируют в маты, внешнюю сторону которых предварительно обрабатывают напылением тонкого слоя машинного или трансформаторного масла, при этом слой хлопкосодержащего сорбента в мате фиксируют между слоями хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения или хлопчатобумажной сетки с расстоянием между нитями ткани или размером ячейки сетки, фиксирующих сорбент в мате, меньшим размера частиц хлопкосодержащего сорбента. Мат выполняют с длиной и шириной в пределах 0,5-1 м и толщиной, отношение которой к толщине слоя разлитой нефти составляет (0,5:1) - (1:1), а в качестве хлопкосодержащего сорбента используют хлопковые отходы прядильного производства. 4 табл.

Способ очистки поверхности воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающий нанесение на очищаемую поверхность хлопкосодержащего сорбента с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов, отличающийся тем, что хлопкосодержащий сорбент формируют в маты, внешнюю сторону которых предварительно обрабатывают напылением тонкого слоя машинного или трансформаторного масла, причем слой хлопкосодержащего сорбента в мате фиксируют между слоями хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения или хлопчатобумажной сетки с расстоянием между нитями ткани или размером ячейки сетки, фиксирующих сорбент в мате, меньшим размера частиц хлопкосодержащего сорбента, при этом мат выполняют длиной и шириной в пределах 0,5 1 м и толщиной, отношение которой к толщине слоя разлитой нефти или нефтепродукта составляет (0,5:1) (1:1), а в качестве хлопкосодержащего сорбента используют хлопковые отходы прядильного производства.