СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЕСОРБЕНТА Российский патент 2011 года по МПК B01J20/22 B01J20/30 C02F1/28 B09C1/08 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается сорбентов, применяемых для очистки почвы и водоемов от различных химических загрязнений, в частности нефти и нефтепродуктов.

Известно использование экологически чистого природного сырья для очистки почвы, очистки водоемов. Как известно, к такому сырью относятся продукты сельского хозяйства. Например, известно применение в качестве такого сырья семян или кожицы фасоли, семян люцерны, клевера (патенты РФ №2110481, C02F 1/28, 1998, №2129096, C02F 1/28, 1999), которые используются для очистки промышленных и бытовых стоков от солей металлов, в частности хрома. В качестве сорбента для удаления масел из воды применяется карбонизированная скорлупа грецкого ореха (США, патент №3992291, B01D 23/24, 1976), для очистки поверхности воды от нефти применяются необработанная лузга зерен гречихи (РФ, патент №2114064, C02F 1/28, 1998), карбонизированная лузга зерен гречихи (РФ, патент №2031849, C02F 1/28, 1995), а для очистки воды от масляных загрязнений применяется карбонизированная лузга зерен риса (РФ, патент №2036843, C02F 1/28, 1995).

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является использование в качестве сорбента для очистки поверхности воды от нефти кожевенной пыли (см. А.С. №670545, опубл. 30.06.1979 г.). Согласно этому способу кожевенную пыль с удельным весом 0,82-0,85 г/см³ вносят в воду, загрязненную нефтью. Кожевенную пыль используют в количестве 3-10% от объема нефти. Процесс удаления нефти длится 15-30 минут. Затем механическим путем с поверхности воды убирают плотную пастообразную массу, образовавшуюся после добавления кожевенной пыли. Степень очистки воды от нефти в среднем достигает 95%.

К недостаткам этого способа можно отнести высокий удельный вес используемой кожевенной пыли, обуславливающий ее низкую плавучесть. При насыщении тяжелыми фракциями нефти такой сорбент быстро опускается на дно, с которого его крайне сложно удалить. Необходимость сбора отработанного сорбента с поверхности воды в кратчайшие сроки приводит к тому, что очищать таким образом воду возможно лишь при небольших площадях загрязнений. В случае масштабных разливов нефти и загрязнения больших площадей возникает необходимость привлечения значительного количества дополнительных технических и людских ресурсов, что существенно повышает экономические издержки, и, соответственно, снижает эффект от использования способа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено созданное изобретение, является получение эффективного сорбционного материала для поглощения нефтепродуктов из загрязненных почв и воды на основе кожевенной пыли, обладающего высокой плавучестью в насыщенном виде.

Указанный технический результат достигается следующим.

Способ получения нефтесорбента включает использование в качестве нефтесорбента кожевенной пыли. Кожевенную пыль получают в режиме интенсивной аэрации до достижения удельного веса 0,06-0,12 г/см³. Аэрированную кожевенную пыль используют как для очистки поверхности воды от нефтяной пленки, так и для сорбции нефти на почвогрунтах с последующей культивацией почвы и биодеградацией углеводородов нефти в почвенный гумус. Биодеградацию углеводородов нефти при использовании аэрированной кожевенной пыли в качестве нефтесорбента осуществляют при температуре почвы 12-40°C в течение 60-90 дней.

Применение нефтесорбента на основе кожевенной пыли, полученной в режиме интенсивной аэрации до достижения удельного веса 0,06-0,12 г/см³, позволяет исключить загрязнение водоемов в результате выпадения отработанного сорбента на дно и резко снизить стоимость процесса очистки за счет снижения численности рабочей силы, необходимой для удаления сорбента с поверхности воды. Так как кожевенная пыль является органическим веществом и насыщена воздухом, то в смешанном с нефтью состоянии она запускает механизм окисления углеводородов нефти почвенными бактериями и ускоряет процесс биодеградации нефти в почвенный гумус.

Таким образом, использование нефтесорбента на основе кожевенной пыли, полученной в режиме интенсивной аэрации, на почвогрунтах, при ликвидации аварийных разливов позволяет исключить дорогостоящую операцию сбора и вывоза отработанного сорбента на специальные полигоны.

Способ осуществляют следующим образом.

Процесс измельчения кожи осуществляют в режиме интенсивной аэрации. В результате этого частички кожи насыщаются воздухом.

Кожевенную пыль получают в процессе шлифовки шкур или кожаных изделий. Эту пыль подвергают интенсивной аэрации. Для этого над рабочим местом шлифовальщика помещен кожух с расположенным внутри него вытяжным вентилятором, оснащенным регулятором скорости вращения. Кожух соединен транспортными рукавами (трубами) с приемным бункером. Над бункером расположена выходная труба, закрытая со стороны бункера фильтром, который задерживает аэрированную кожевенную пыль, но пропускает избыток воздуха через трубу в атмосферу.

Аэрация кожевенной пыли достигается следующим образом. После окончания очередного цикла шлифовки на 3-5 минут включают вытяжной вентилятор, который всасывает кожевенную пыль вместе с воздухом. Образовавшаяся воздушно-пылевая смесь проходит через зазоры между вращающимися лопастями вентилятора, интенсивно перемешивается ими и транспортируется за счет избыточного давления по рукавам в приемный бункер. Из приемного бункера через специальный затвор аэрированная кожевенная пыль поступает в полиэтиленовые мешки и упаковывается. Наиболее интенсивная аэрация кожевенной пыли достигается при скорости вращения вентилятора в диапазоне 1000-2000 об/мин, преимущественно при 1500 об/мин. Удельный вес полученной таким способом кожевенной пыли снижается с 0,82-0,85 г/см³ до 0,06-0,12 г/см³. Кожевенная пыль с таким низким удельным весом, наряду с высокими сорбирующими свойствами по отношению к нефти и нефтепродуктам, обладает также длительной плавучестью в насыщенном виде, которая, в зависимости от вида сорбируемого нефтепродукта, достигает 24-48 часов. Высокая плавучесть полученного по заявляемому способу нефтесорбента обеспечивает необходимый резерв времени для эффективного удаления его с водной поверхности по окончании процесса сорбции.

Сорбционная емкость полученного по заявленному способу сорбента по отношению к нефти составляет 5-6 г/г. Степень очистки воды составляет 96-98%.

Пример.

В три одинаковых стакана диаметром 100 мм каждый, заполненных одинаковым количеством воды, добавляют по 10 мл сырой нефти различной плотности. Нефть, растекаясь по поверхности воды, образует пленку одинаковой толщины. В каждый из стаканов вносят путем распыления 1,5 г кожевенной пыли с удельным весом 0,09 г/см³. Визуально определяют начало массового выпадения сорбента на дно стакана. Отрезок времени от момента внесения сорбента до момента массового выпадения отработанного сорбента на дно определяется в качестве параметра плавучести. В таблице приведены результаты эксперимента по сорбции различных типов нефти, разлитой на водной поверхности, аэрированной кожевенной пылью с удельным весом 0,09 г/см³ и 0, 83 г/см³.

Таблица Наименование показателя Удельный вес кожевенной пыли 0,09 г/см³ 0,83 г/см³ 0,09 г/см³ 0,83 г/см³ 0,09 г/см³ 0,83 г/см³ Удельный вес нефти, г/см³ 0,86 0,81 0,76 Плавучесть, ч 24,2 0,4 29,3 0,5 44,6 0,6 Степень очистки воды, % 96,8 94,7 97,2 95,1 98,4 95,7

Сравнительный анализ приведенных в таблице данных показывает, что аэрация кожевенной пыли способствует повышению ее плавучести по сравнению с прототипом в шестьдесят раз и увеличивает степень очистки водоемов от нефтяной пленки.

Применение нефтесорбента на основе кожевенной пыли, полученной в режиме интенсивной аэрации, позволяет исключить загрязнение водоемов в результате выпадения отработанного сорбента на дно и резко снизить стоимость процесса очистки за счет снижения численности рабочей силы, необходимой для удаления сорбента с поверхности воды.

Получение нефтесорбента на основе кожевенной пыли, насыщенной воздухом (аэрированной), открывает перспективы его успешного применения при ликвидации разливов нефти и на почвогрунтах. В этом случае распыление сорбента на загрязненную нефтью поверхность позволяет осуществлять рекультивацию почвы путем смешивания ее с отработанным сорбентом. Так как кожевенная пыль является органическим веществом и насыщена воздухом, то в смешанном с нефтью состоянии она запускает механизм окисления углеводородов нефти почвенными бактериями. Эксперименты показали, что продолжительность биодеградации нефти в почвенный гумус при использовании аэрированной кожевенной пыли в качестве нефтесорбента составляет 60-90 дней при температуре почвы 12-40°C и достигаемой степени биодеградации 96%. Обычный же период биодеградации для нефтесорбентов на органической основе составляет 180 дней.

Таким образом, использование нефтесорбента на основе кожевенной пыли, полученной в режиме интенсивной аэрации, на почвогрунтах, при ликвидации аварийных разливов позволяет исключить дорогостоящую операцию сбора и вывоза отработанного сорбента на специальные полигоны.

Способ может быть осуществлен на имеющемся оборудовании имеющимися техническими средствами.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается сорбентов, применяемых для очистки почвы и водоемов от различных химических загрязнений, в частности нефти и нефтепродуктов. Способ получения нефтесорбента заключается в том, что кожевенную пыль обрабатывают в режиме интенсивной аэрации до достижения удельного веса 0,06-0,12 г/см³. Аэрированную кожевенную пыль предложено использовать как для очистки поверхности воды от нефтяной пленки, так и для сорбции нефти на почвогрунтах с последующей культивацией почвы и биодеградацией углеводородов нефти в почвенный гумус. Биодеградацию углеводородов нефти при использовании заявленного нефтесорбента осуществляют при температуре почвы 12-40°С в течение 60-90 дней. Изобретение обеспечивает получение эффективного и плавучего нефтесорбента. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения нефтесорбента, включающий обработку кожевенной пыли, отличающийся тем, что обработку кожевенной пыли осуществляют путем ее аэрации воздушным вентилятором при скорости вращения лопастей вентилятора 1000-2000 об/мин до достижения удельного веса кожевенной пыли 0,06-0,12 г/см³.

2. Способ очистки почвогрунтов от нефти с использованием нефтесорбента, полученного способом, охарактеризованным в п.1, отличающийся тем, что нефтесорбент с адсорбированной им нефтью запахивают в землю для биодеградации углеводородов почвенными бактериями в гумус при температуре почвы 12-40°С в течение 60-90 дней.