CN104661969A - 一种用于清除水中石油和石油制品的多糖微凝胶及其使用方法(方案) - Google Patents

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Abstract

本组发明涉及有机化学领域，并可用于净化水、工业和生活废水或其他废水，以及用于遏制并收集大型水库、河流、湖泊和海洋上的石油泄漏。在所申请的本组发明中，使用分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶水溶液作为清除水中石油和石油制品的物质，而且使用一种在水中的浓度范围为0.1-20克/升的低浓度多糖微凝胶。使用这种溶液作为分离油-水乳液的过滤器的表面改性剂，遏制并收集水环境中石油泄漏的吸附剂，以及净化受到石油和石油制品污染的水的凝结剂。本发明的技术效果为能够将在清除水中石油和石油制品过程中收集到的原始物质恢复成工业品以便重新使用，同时简化了残渣的处理过程。

Description

一种用于清除水中石油和石油制品的多糖微凝胶及其使用方法(方案)
技术领域
本组发明涉及有机化学领域，并可用于净化水、工业和生活废水或其他废水，以及用于遏制并收集大型水库、河流、湖泊和海洋上的石油泄漏。
背景技术
现有的能够用于清除水中石油和石油制品的物质种类繁多。这些物质既可以含有机成分，也可以含无机成分。其中的大多数物质是能够吸附或吸收石油和石油制品的具有较高比表面积的固体颗粒物。还有一些可使石油和石油制品液滴凝聚的物质。这种物质可用于分离石油和石油制品与水的混合物。其中最广为人知的方法有以下几种：
-过滤两种不混溶液体的混合物，从而将其分离出两种相。此方法具有较高的性能，但硬件设计较为复杂；
-直接向两种不混溶液体的混合物中加入吸附剂。在这种情况下，石油或石油制品被吸附到这些材料的表面上，从而容易从水表或从水层中清除。分离效率取决于材料比表面积的大小以及其对石油和石油制品的亲合性；
-使用可使小的石油制品液滴连接成大液滴的凝结剂。其结果是该***被分成两层，简化了收油池内的机械分离。该方法适用于封闭的***内，如污水处理厂、收集槽、封闭的生产循环内的石油和石油制品与水的混合物的分离。
已知一种用于收集水面上石油的吸附剂，其包括(wt.％)：2.6-3的碳粉；3-3.4的防水剂；14-24聚酰胺纤维；其余为橡胶粉[专利RU 2479348，IPC B01J20/20，2011]。
使用这种吸附剂的主要缺点是所述吸附剂无法重复使用，而且很难处置所生成的物质。再次吸附的效果甚至比能局部拧干和重复使用的纤维材料还要差。
已知一种合成物，其包括一种天然橡胶或丁二烯-苯乙烯橡胶乳胶，所述乳胶涂在蛭石或氧化石墨上，所述蛭石或氧化石墨是通过在涂聚合物之前对其原始材料进行发泡加工而制成的[专利RU 2471041，IPC E02B15/04,2011]。
这种合成物的缺点为相对于所收集的油来说吸附剂的消耗量过高，而且制备和回收的过程相当复杂。
在成分和所达到的技术效果上最接近于本发明所申请物质的合成物是一种聚合物胶体复合物，所述复合物是通过将壳聚糖与稀醋酸和5-10％的明胶水溶液混合在一起而制成的，所述壳聚糖与明胶的重量比为1：(1.8-2.2)[专利RU 2352388，IPC B01J20/26,2007]。
这种方法的缺点是当混合两种试剂时无法控制胶凝化的过程，从而导致形成不均匀的凝块，而且导致形成聚合物-胶体复合物所必需的试剂浓度很高。
已知一种通过用吸附剂材料过滤乳液来分离油-水混合物的方法，所述吸附剂材料包括具有疏水性和亲水性的表面的材料层，以及由亲水性超细纤维组成的表面，所述亲水性超细纤维的介电常数超出具有疏水性表面的聚合物纤维层的介电常数至少1.45个单位。由于在疏水层和亲水层的分界面形成了双电层，双电层在乳化颗粒的表面中和，因此先通过具有较低介电常数的疏水层，然后再通过具有较高介电常数的亲水层进行过滤。
该方法是在分离油-水混合物的设备中以及在分离该混合物的过滤材料上实现的。该***是一个三层过滤膜，这样一种设计方式可以确保从其表面上有效地去除油相[专利RU2361661，IPC B01J20/26，B01D17/022，2009]。
该分离***的主要缺点是设计复杂，而且由于前两层的孔隙堵塞就要定期回收其所有构件。同时，不能仅仅使用亲水膜，因为亲水纤维的表面容易被所分离油的成分污染，例如原油和石油制品中的高分子烃。因此，会导致分离效率急剧下降。第二个问题是，随着压力增大或者过滤器上方的液体层增厚，油滴能够冲压穿过过滤器的孔隙，造成分离出的液体再次混合。
已知一种遏制石油泄漏的方法，该方法包括利用覆盖在管道沟上的透水且不透油的麻布来遏制水下埋管沟区域的石油泄漏。在所述麻布下面放置填充有无纺吸附剂材料的多孔管。所述吸着剂材料被固定在绳索上，通过所述绳索可以将吸附剂从管中抽出，通过挤压或替换进行回收后放回管内进行重复使用。因此，由于在石油管道破裂石油泄漏时立即启用遏制及收集石油的装置，该方法能够防止石油渗到水中[专利RU 2439244C1，IPC E02B15/04，10.01.2012]。
该方法的缺点是需要在水下安装庞大的结构(穹顶、金属网)，事故清除的时间很长，需要使用额外的收集石油和石油制品的设备，以及后续将石油和石油制品从吸附剂材料上分离出来的设备。所有这些都需要大量的投资，因此只能使用这种设备收集主干管道的石油和石油制品。此外会有相当部分的石油和石油制品无法收回，而且必须使用一定的方法才能回收被污染的吸附剂材料。
已知一种凝聚石油悬浮颗粒物的方法，专利中公开了一种合成物，其包括羧甲基酵母，高级脂肪酸与水溶性多价金属盐的混合物[美国专利4178265，IPC C02F 1/52，1978]。
已知这种合成物的缺点在于，羧甲基酵母不能独立诱导石油凝聚，因此必须使用多价金属盐让其沉淀，所述多价金属盐对于以后的回收会有一定问题。
上述所有方法和已知物质的共同缺点是不能再生并恢复成工业品，残渣的回收也很复杂。使用完吸附剂(凝结剂)之后，所收集到的石油和石油制品无法分离，而且也无法再生重复使用，因此，处理所得的残渣成为一个尖锐的问题，要么进行必要的焚烧，要么存放在专门的地方。
发明内容
本组发明的目的是能够将在清除水中石油和石油制品的过程中收集到原始物质恢复成工业品以便重新使用，同时简化了残渣的处理过程。
为解决上述问题，在所申请的这组发明中使用分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶水溶液作为清除水中石油和石油制品的物质。还使用了一种水中浓度范围为0.1-20克/升的低浓度多糖微凝胶，这能够节省原始多糖的消耗。
微凝胶是一种直径为0.01-1微米的支化聚合物胶粒，由于带电基团之间的空间位阻或静电排斥，所述支化聚合物胶粒能在溶剂中急剧膨胀。所述胶粒是通过定向聚合单体或者调PH值中和携带有羧基或氨基的天然或合成的聚合物而形成的。本发明所用的微凝胶包括天然多糖胶体溶液：低取代的(<40％)的羧甲基纤维素及其脂肪胺盐(丁胺、苄胺、乙二胺、六亚甲基二胺)；脱乙酰度为90-97％的壳聚糖；甲氧基残留量<25％的果胶。所述产物的分子量可在20000-200000D的范围内变动，然而高分子量(超过200000D)和低分子量(小于20000D)的多糖衍生物不适用于本专利技术。为了制备在时间上更稳定的多糖微凝胶，在酸酐和二羧酸活性酯、二异氰化物、二异氰酸酯和其他交联剂的帮助下对多糖的聚合物链进行化学交联。化学交联的多糖微凝胶颗粒的直径最好在50-600纳米的范围内变动。本发明中使用的多糖微凝胶可通过物理结合或化学交联来制备。
所申请的基于多糖微粒凝胶的物质可以用作通过过滤来分离油-水混合物的过滤器的表面改性剂。
本发明公开了一种通过亲水材料来过滤油-水混合物的方法，其特征在于，使用分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶的水溶液对所述过滤材料进行预处理，其中所述微凝胶在溶液中的浓度为0.5-20克/升。其中浓度高于和低于这些值的微凝胶不适用于本专利技术。
在浓度高于20克/升的溶液中会形成堵塞过滤材料的孔的微凝胶颗粒，从而阻碍过滤。同时，由于在过滤材料上微凝胶吸附不充分，会导致低浓度溶液使用效率低。
通过将过滤材料浸在多糖微凝胶水溶液中不少于20分钟对其进行处理。
为了防止油滴冲压穿过过滤材料，将油-水混合物连续输送到过滤材料上，使过滤器的表面上液体层保持在10-20厘米的范围内，所述混合物在编制物上的比压值不超过2000Pa。
使用密实的棉布或亚麻布、无纺棉或纸质材料、厚实的卡普纶或尼龙网作为所申请方法中过滤器的材料。选择过滤材料的基本要求是材料的孔径及其分布能保证水流均匀地流经过滤器。如果过滤材料存在缺陷(孔的直径大于500微米)，会导致分离出的液体再次混合。
所申请的基于多糖微凝胶的物质可以用作遏制水下石油和石油制品泄漏以及后续从水表面收集石油和石油制品的吸附剂。
本发明公开了一种遏制石油和石油制品泄漏蔓延的方法，包括向水层中石油或石油制品泄漏处输送分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶的水溶液。在所述石油或石油制品泄漏处的多糖微凝胶浓度不应小于0.1克/升。
低分子量(小于20000道尔顿)的多糖不能在所申请的方法中使用，因为它们具有非常强的水溶性。与此同时，高分子量(超过200000道尔顿)的多糖具有很高的粘度，在其基础上难以制备出微凝胶。
本发明的方法可以有两种使用方案：在利用管道运输石油和石油制品时用于预防其泄漏，用于遏制难以到达的地方(冰下和建筑工程下)的石油和石油制品泄漏。
在通过管道运输石油和石油制品的情况下，使用固定到管道的表面上，并且每10米安有1个喷嘴的永久性柔软或者坚硬的多糖微凝胶水溶液供应管线。通过同样沿着管道线安装的泵将多糖微凝胶水溶液从储罐中输入到管线内。当在水下出现石油和石油制品的意外泄漏时，在靠近事故地点的区域内石油和石油制品浓度会升高。当通过装在管道表面上的传感器检测到意外泄漏时，目测到或以其他方式发现时，通过该***的控制台打开最靠近事故地点的喷嘴。此时，高浓度的多糖微凝胶水溶液将流入到被石油或石油制品污染的区域，并且当达到工作浓度(0.1克/升)时，开始形成石油或石油制品膜。
当遏制某些难以到达的地方(冰下和建筑工程下)的石油和石油制品泄漏时，使用由储罐、泵、柔软或者坚硬的溶液供应管线和喷嘴组成的***。一旦检测到泄漏，将柔软或者坚硬的管线下降到石油或石油制品泄漏的地方，然后打开泵，将高浓度的多糖微凝胶水溶液通过喷嘴输送到事故地点。
在淡水和咸水中会形成具有相同效果的膜。因此，所申请的方法既可以用于遏制海洋上的石油和石油制品泄漏，也可用于遏制淡水中(湖泊、河流、沼泽)的石油和石油制品泄漏。
膜附聚物形式的石油或石油制品浮出水面时不会四处散开，不会伤害环境，不会燃烧也不会挥发。通过细孔网(1-2毫米)很容易收集。用碱处理后，附聚物可以恢复成石油和石油制品。多糖微凝胶可以重复使用。因此，在使用所申请的方法时不会产生需要处置或焚烧的残渣。
所申请的基于多糖微凝胶的物质可以用作清除封闭的***内：如污水处理厂、收集槽、封闭的生产循环内水中的石油和石油制品悬浮颗粒物的凝结剂。
本发明公布了一种凝聚石油和石油制品的悬浮颗粒的方法，包括将分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50至600纳米的多糖微凝胶水溶液加入受石油或石油制品污染的水中。溶液中的微凝胶浓度应为不小于0.1克/升。其结果是，石油和石油制品的液滴覆盖了一层细细的多糖膜。当改变溶液的pH值时，形成了由包上膜的石油或石油制品液滴和凝结的微凝胶颗粒组成的附聚物。在重力的影响下，这些附聚物沉积在底部，并且能通过机械手段很容易地分离出来。
通过稀释原始浓缩物或强行加入酸(在微晶纤维素和果胶的情况下)或在壳聚糖的情况下加入碱可以任意改变溶液的pH水平。所申请方法的工作原理是多糖微凝胶能在稀释的水溶液中凝聚。具有较大比表面积的微凝胶胶粒沉积在两相之间的表面上，与油滴、无机粒子发生反应，吸附小分子和金属离子。同时，所述微凝胶胶粒失去了胶体稳定性，相互之间发生反应，形成附聚物，逐渐脱离了浑浊的溶液。
根据原始多糖的取代度和聚合度可以实现样品的不同沉积速率。生物降解能力和恢复成工业品的再生能力，以及对金属离子的活性高是所申请物质的典型特性。这对于清除石油和石油制品以及废水中的重金属而言特别重要。
在液体流内或在密闭容器中用两种方式来完成石油和石油制品的悬浮颗粒的凝聚。在第一种情况下，将微凝胶溶液加入到输送污水的管道内，以这种方式使微凝胶的最终浓度至少为0.1克/升。在这种情况下，在1-2秒钟内石油和石油制品的悬浮颗粒就会发生凝聚，这能让水流中的石油和石油制品连续分离。优选使用旋液分离器分离由包上膜的石油或石油制品液滴和凝结的微凝胶颗粒组成的附聚物。此外，使用的滤布、滤网和离心机分离石油和石油制品。在第二种情况下，在温和搅拌2-10小时的条件下进行密闭容器内的凝聚。长时间的凝聚有利于形成大密度的附聚物，所述附聚物在重力的作用下沉降至容器底部，并通过底部水槽排出。这两种方法可以相互补充，并可以用于机器制造企业和石油生产和炼油领域的再生水循环。
与原型相比所申请的物质具有一系列新的本质特点：含有水溶液形式的多糖微凝胶。
与原型相比所申请的油-水混合物分离方法具有一系列新的本质特点：只使用一层过滤材料；用多糖微凝胶水溶液处理过滤器；使用以在油滴表面上形成弹性聚合物膜为基础的新的分离原理。
与原型相比所申请的遏制石油和石油制品泄漏的方法具有一系列新的本质特点：使用以通过添加物质预防水面、水层内，包括冰下的石油和石油制品泄漏为基础的新的遏制方法。
与原型相比所申请的凝聚方法具有一系列新的本质特点：使用基于胶体颗粒-微凝胶的表面活性的特殊凝聚机制。
50-600纳米的多糖及其微凝胶被广泛用于科技的各个领域。然而，这种聚合物的表面活性较弱，直到今天也仅部分用作胶体乳化稳定剂。在本组发明中首次使用了微凝胶形式的多糖能吸附到相的分离面上这一特性。
就所申请的物质而言，含有的多糖微凝胶可以解决以下问题：提高清除水中石油和石油制品过程的环境清洁度，去除水分后能恢复成石油和石油制品，以及能够回收该物质再利用。
就所申请的油-水混合物分离方法而言，使用多糖微凝胶可以解决以下问题：油相可以避免纤维表面受到污染，以及通过在油滴表面形成的弹性薄膜增加其稳定性。因此，向分离***内添加微凝胶溶液会导致微凝胶颗粒吸附在纤维表面上，微凝胶溶液充满了材料的细孔，并且在将需分离的液体混合物输送到过滤器时油滴与凝胶相互作用。油滴表面上的微凝胶膜能够稳定位于所述过滤器表面上的液体层，并防止油滴冲压穿过过滤器的孔。这种分离两种不混溶液体混合物的原理之前未使用过。
就所申请的遏制石油和石油制品泄漏的方法而言，使用多糖微凝胶可以解决以下问题：通过在石油或石油制品表面形成的弹性膜将其液滴与水隔离开，防止浮在水体表面上，冰面和建筑工程下的石油和石油制品扩散。石油和石油制品由具有相当大的流动性的液体变成移动性极低的弹性凝胶。包膜形式的石油或石油制品不会大面积散开，并且集中在泄漏处，从而大大简化了收集过程，而且可以显著减少对环境的破坏。对于遏制水下石油和石油制品的泄漏来说，本发明所申请的遏制石油和石油制品泄漏的方法是最新的，而且能够达到所声称的效果。
就所申请的凝聚方法而言，使用多糖微凝胶可以解决石油和石油制品分离后留下的污泥处理和回收问题。此外，还可以解决由无机凝结剂中的重金属成分造成的环境污染问题。
所申请的这组发明可成功地应用在遏制原油和石油制品泄漏，处置油泥，净化工业废水、石油废弃物、油滴、无机颗粒、小分子和金属离子恢复成工业品等方面。本组发明可以在使用已知材料和物质的条件下实现。在容积达200升的试验装置内对所申请的吸附剂及其使用方法进行试验。试验证实，所申请的吸附剂及其使用方法具有很好的效果。
所申请的物质与其使用方法相互关联，属于一个总的发明构思，其包括使用分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50至600纳米、浓度为0.1-20克/升的多糖微凝胶水溶液作为用于清除水中的石油和石油制品的表面改性剂、吸附剂和凝结剂。上述物质能实现同样的技术效果—能将在清除过程中收集到的多糖微凝胶溶液恢复成工业品以便重新使用，此外，使用多糖微凝胶溶液可以简化残渣处理过程。由此得出的结论是，所申请的方案符合“发明单一性”的要求。
具体实施方式
多糖微凝胶制备实施例
实施例1
将脱乙酰度为95％、分子量为200000D的壳聚糖(1克)溶解在1升0.01M的盐酸内。向该溶液中加入0.05M的氢氧化钠直至pH为6.8。将制成的粒径为150-200纳米、浓度为1克/升的壳聚糖微凝胶悬浮液直接用于遏制水下石油泄漏。
实施例2
通过在浴比为20的盐酸(浓度为25％)存在的条件下，在75-85℃的温度下进行15分钟的酸性水解而制成的微晶纤维素具有42000D的分子量。将纤维素溶解在由8％的氢氧化钠、5％的尿素和87％的水在-5-0℃温度下组成浓度为5％的体系内。不溶性沉淀物的量为0％。向该溶液中加入的一氯醋酸(浓度为25％)的溶液以及一氯醋酸/纤维素基本单元的摩尔比为1.5：1。在25℃的温度下将溶液温育24小时。纤维素最终的烷基化取代程度为25％。微凝胶的粒径为250-300纳米。将该溶液用蒸馏水或自来水稀释至浓度为0.1克/升并用于凝聚石油的悬浮颗粒物。该溶液的pH值为10。
实施例3
将甲氧基化程度为15％、分子量为20000D的果胶(5克)溶解在1升氢氧化钠(2克/升)溶液内。用0.2％的盐酸滴定所得溶液直至溶液变得浑浊(pH 6.0-6.5)。将制成的粒径为200-250纳米、浓度为5克/升的壳聚糖微凝胶悬浮液用于遏制水下石油泄漏。
实施例4
将脱乙酰度为95％、分子量为110000D的壳聚糖(5克)溶解在1升0.1M的盐酸内。向该溶液中逐滴加入0.5M的氢氧化钠直至pH为6.5-6.8。之后向制成的溶液内逐滴加入3克溶于乙腈(25毫升)的戊二酸酐。微凝胶粒径为120-160纳米。将混合液搅拌1小时，之后将制成的浓度为5克/升的溶液用于处理分离油-水混合物所用的纺织材料。
实施例5
将脱乙酰度为90％、分子量为150000D的壳聚糖2.5克溶解在1升0.2％的盐酸水溶液内。用0.2％的氢氧化钠水溶液滴定所得溶液直至溶液变得浑浊(pH 6.0-6.5)。向该溶液中加入计算好数量的溶于200毫升二氯甲烷内的羟基琥珀酰亚胺、二环己基碳二亚胺和软脂酸的混合物。将混合物剧烈搅拌直至得到均匀的乳液。微凝胶的粒径为140-180纳米。之后通过加入有机碱—三乙胺将该混合物的pH值调节到8.5，并温育1小时。然后在加热和剧烈搅拌的条件下蒸馏除去二氯甲烷。滤除生成的二环己脲沉淀物，将浓度为2克/升的水相用于遏制水下石油泄漏。当浓度稀释十倍到0.2克/升时，将该物质用于水中石油悬浮颗粒物的凝聚。
实施例6
将脱乙酰度为98％、分子量为80000D的壳聚糖2.5克溶解在1升0.2％的盐酸水溶液内。用0.2％的氢氧化钠水溶液滴定所得溶液直至溶液变得浑浊(pH 6.0-6.5)。向该溶液中加入计算好数量的溶于200毫升三氯甲烷内的环已异氰酸酯、甲醛和软脂酸的混合物。将混合物剧烈搅拌直至得到均匀的乳液。之后通过加入三乙胺将该混合物的pH值调节到8.5，之后将所得乳液温育1小时。微凝胶的粒径为50-70纳米。然后在加热和剧烈搅拌条件下蒸馏除去三氯甲烷。将水相过滤并浓缩至20克/升。将制成的溶液用于刷涂分离油-水混合物所用的纺织材料。
实施例7。
将羧甲基组取代度在40％以内以及分子量为55000D的羧甲基纤维素钠(25克)溶于1升的水中。向该溶液中依次加入2.5克六亚甲基二胺和高浓度盐酸直到pH＝1-3的酸性反应。将制成的粒径为500-600纳米、浓度为20克/升的羧甲基纤维素微凝胶溶液用于刷涂分离油-水混合物所用的纺织材料。
实施例8
将甲氧基化程度为6％、分子量为65000D的果胶(5克)溶于1升氢氧化钠(2克/升)溶液内。向该溶液中加入2克苄胺盐酸盐和200毫克二异氰丙基哌嗪。在这些试剂完全溶解后，向该溶液内加入3毫升甲醛，并剧烈搅拌2小时。将制成的粒径为300-400纳米、浓度为5克/升的溶液用于遏制水下石油泄漏。当浓度稀释五十倍到0.1克/升时，该物质用于水中石油悬浮颗粒物的凝聚。
使用多糖微凝胶分离油-水混合物的方法的实施例。
实施例9
将棉绒布样品浸泡在根据实施例4制成的微凝胶溶液中，浸泡30分钟。将经微凝胶溶液浸渍的棉绒布置于大孔的金属网上。1升原油与9升水的混合物以连续自流的方式流到经微凝胶溶液浸渍过的过滤器上，用这样一种方式，使得过滤器表面上的液体层始终保持在10-20厘米的范围内。将分离出水的石油滗到一个单独的容器中。
实施例10
将根据实施例7制成的微凝胶溶液用于刷涂过滤材料。为此将无纺棉布材料浸泡在微凝胶溶液中30分钟，并将其放置在具有1毫米孔的陶瓷过滤器上。2升甲苯与8升水的混合物以连续自流的方式流到经微凝胶溶液浸渍过的过滤器上，用这样一种方式，使得过滤器表面上的液体层始终保持在10-20厘米的范围内。将分离出水的石油滗到一个单独的容器中。
实施例11
将根据实施例6制成的微凝胶溶液用于涂刷亚麻布。在微凝胶溶液中浸泡30分钟后，将亚麻布盖在金属圆筒上。2升汽油和8升水的混合物以连续自流的方式流到经微凝胶溶液浸渍过的过滤器上，用这样一种方式，使得过滤器表面上的液体层始终保持在10-20厘米的范围内。将分离出水的汽油滗到一个单独的容器中。
使用多糖微凝胶遏制水介质中石油泄漏的方法的实施例
该方法的所有测试均在实验装置上进行，所述实验装置为注满水的10升容器，在其底部穿过一根直径为1厘米的塑料管。该管具有模拟管道断裂的人造缺口。为了进行测试，在压力作用下向管内注入原油，其中一部分原油通过该缺口进入到有水的容器内。通过引入一根直径为1厘米的柔软的加强橡皮管直接向破裂处输送多糖微凝胶水溶液直至达到指定浓度，所述浓度根据通过采样器采集到的采样来确定。通过细网收集和分析浮出表面的颗粒状石油附聚物。
实施例12
迎着漂浮的石油液滴将根据实施例1制成的微凝胶悬浮液连续输送到实验装置内。当浓度达到0.1克/升时，发现在石油液滴的表面形成了凝胶薄膜。当浮出表面时有些石油液滴形成了可用细网收集的凝结物。1升原油消耗的悬浮液总量达120毫升(换算成干重为600毫克)
实施例13
迎着漂浮的石油液滴将根据实施例5制成的浓度为2克/升的微凝胶悬浮液连续输送到实验装置内。当水中的微凝胶浓度达到0.1克/升时，发现在石油液滴的表面形成了凝胶薄膜。当浮出表面时有些石油滴形成了3-4厘米大小的可用细网收集的密实的附聚物。1升原油消耗的悬浮液总量达80毫升(换算成干重为2.4克)
实施例14
迎着漂浮的石油液滴将根据实施例3制成的微凝胶悬浮液连续输送到实验装置内。当浓度达到0.1克/升时，发现在石油液滴的表面形成了凝胶薄膜。当浮出表面时有些石油液滴形成了可用细网收集的凝结物。为了获取更大密度的附聚物，用1％的盐酸溶液对颗粒状的石油表面进行进一步处理。1升原油消耗的悬浮液总量达100毫升(换算成干重为500毫克)
实施例15
化学结合的基于果胶的微凝胶的再生。分离出颗粒状石油(实施例14)后，将其放进一个单独的烧杯内，加入高浓度的氢氧化钠溶液(30％)直至pH达到8。此时发现凝胶破坏并分成两层：上层是原油，下层为多糖微凝胶溶液。在分完层后用10％的盐酸将微凝胶溶液酸化至pH为3，并离心分离出更高浓度的悬浮液(5克/升)，在用氢氧化钠重新碱化后重新用于遏制石油泄漏。使用这种溶液时，可达到与使用原始果胶的实施例3类似的参数。回收循环的次数为4-5次。
使用多糖微凝胶凝聚石油和石油制品悬浮颗粒物的方法的实施例。
实施例16
用蒸馏水将根据实施例2制成的浓度为50克/升的微凝胶原始浓缩物稀释到2克/升。将制成的微凝胶溶液加入到石油水乳液中。加入的稀释溶液量为每1升乳液50毫升，微凝胶的浓度对应为0.1克/升。在凝聚前水中石油的量为每升2000毫克，在凝聚后水中石油的量为每升29毫克。
实施例17
将根据实施例5制成的原始浓度为2克/升的微凝胶溶液加入到石油水乳液中。加入的稀释溶液量为每1升乳液100毫升，微凝胶的浓度对应为0.2克/升。此时瞬间沉淀物质的量为0％。
通过加入5％的氢氧化钠溶液将溶液的pH值调到8-9。在凝聚前水中石油的量为每升2000毫克，在凝聚后水中石油的量为每升18毫克。
实施例18
将根据实施例8制成的原始浓度为5克/升的微凝胶溶液加入到石油水乳液中。加入的稀释溶液量为每1升乳液20毫升，微凝胶在溶液中最后的浓度对应为0.1克/升。此时瞬间沉淀物质的量为0％。通过加入5％的盐酸溶液将溶液的pH值调到3-4。在凝聚前水中石油的量为每升2000毫克，在凝聚后水中石油的量为每升14毫克。
实施例19
微凝胶的再生。在如实施例16一样通过加入羧甲基纤维素钠溶液凝聚1升含有2000毫克石油的乳液之后，利用通过棉布过滤的方法将沉淀物分离出来。沉淀物的质量为20克。将沉淀物与0.5毫升的己烷混合在一起。之后向混合物内加入80毫升由9％氢氧化钠和91％水组成的溶液。将该混合物充分混合后并冷却至-4℃，维持1小时。之后将混合物加热至室温，并进行离心分离。分离出的油被排出。
表一中列出了制备并使用多糖微粒凝胶的实施例的综合数据
表一

Claims (14)

1.一种用于清除水中石油或石油制品的含有有机聚合物水溶液的物质，其特征在于，有机聚合物含有分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶，其中微凝胶在溶液中的浓度为0.1-20克/升。
2.根据权利要求1所述的物质，其特征在于，有机聚合物含有分子量为200000道尔顿、粒径为150-200纳米的基于壳聚糖的微凝胶。
3.根据权利要求1所述的物质，其特征在于，有机聚合物含有分子量为20000道尔顿、粒径为200-250纳米的基于果胶的微凝胶。
4.根据权利要求1所述的物质，其特征在于，有机聚合物含有分子量为42000道尔顿、粒径为250-300纳米的基于微晶纤维素的微凝胶。
5.根据权利要求1所述的物质，其特征在于，有机聚合物含有分子量为55000道尔顿、粒径为500-600纳米的基于羟甲基纤维素钠的微凝胶。
6.一种通过用亲水材料过滤来分离油-水混合物的方法，其特征在于，使用含有分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶的水溶液对所述亲水材料进行预处理，其中所述微凝胶在溶液中的浓度为0.5-20克/升。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述亲水材料的处理是将其浸在多糖微凝胶水溶液中应不少于20分钟。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述混合物在纺织物上的比压不大于2000Pa的情况下进行所述过滤。
9.一种通过石油或石油制品与水层内的吸附剂发生反应以及后续的机械回收来遏制水环境中石油或石油制品泄漏的方法，其特征在于，使用含有分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶的水溶液作为所述吸附剂，将所述水溶液输送到石油或石油制品泄漏区域，使所述多糖微凝胶在石油或石油制品泄漏区域内的浓度不少于0.1克/升。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在通过管道运输石油或石油制品时使用永久的多糖微凝胶供给管线，所述供给管线安装在管道表面并装有喷嘴。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在遏制难以到达的地方的石油或石油制品泄漏时使用连接有泵、装有喷嘴的柔软或者坚硬的溶液供应管线的多糖微凝胶水溶液储罐。
12.一种通过向受石油或石油制品污染的水中添加基于有机聚合物的凝结剂来凝聚石油或石油制品悬浮颗粒物的方法，其特征在于，使用含有分子量为20000-200000道尔顿、粒径为50-600纳米的多糖微凝胶的水溶液作为所述凝结剂，其中所述微凝胶在溶液中的浓度水平不应小于0.1克/升。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在液体流动中进行凝聚时，要将所述多糖微凝胶溶液注入到污水流经的管道内。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在密闭容器内进行凝聚时应温和搅拌2-10小时。
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