RU2787093C1 - Method for cleaning the surface of water from oil pollution (options) - Google Patents
Method for cleaning the surface of water from oil pollution (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787093C1 RU2787093C1 RU2022120667A RU2022120667A RU2787093C1 RU 2787093 C1 RU2787093 C1 RU 2787093C1 RU 2022120667 A RU2022120667 A RU 2022120667A RU 2022120667 A RU2022120667 A RU 2022120667A RU 2787093 C1 RU2787093 C1 RU 2787093C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water surface
- sorbent
- modified
- oil pollution
- oil
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 93
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 58
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 22
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000010807 litter Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 17
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 6
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 5
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 5
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 description 5
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 5
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 5
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 210000003165 Abomasum Anatomy 0.000 description 3
- 235000008011 Alhagi graecorum Nutrition 0.000 description 3
- 235000017398 Alhagi maurorum Nutrition 0.000 description 3
- 241000214035 Alhagi maurorum Species 0.000 description 3
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 3
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 3
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 2
- 241001092391 Sorbus Species 0.000 description 2
- 235000004652 Tilia americana var heterophylla Nutrition 0.000 description 2
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 2
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 2
- 235000010840 Tilia tomentosa Nutrition 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 101700066261 ash-2 Proteins 0.000 description 2
- 235000018185 birch Nutrition 0.000 description 2
- 235000018212 birch Nutrition 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 235000008345 mountainash Nutrition 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000736285 Sphagnum Species 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений при разливах нефти, а также очистке водных акваторий от углеводородных пленок и может быть использован при ликвидации аварийных разливов нефти. SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of cleaning the water surface from oil pollution during oil spills, as well as cleaning water areas from hydrocarbon films and can be used in emergency oil spill response.
В настоящее время широкое распространение получил сорбционный способ локализации и сбора нефти с поверхности воды, заключающийся в обработке загрязненной поверхности различными растительными сорбентами. At present, the sorption method of localization and collection of oil from the surface of the water, which consists in treating the contaminated surface with various plant sorbents, has become widespread.
Известен способ очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений (заявка RU № 2002112522, МПК С02F 1/28, В01J 20/22, опубл. 10.11.2003 г.), включающий контактирование воды с торфяным сорбентом до тех пор, пока нефтяные загрязнения не свяжутся сорбентом и удаление его с водной поверхности, причем в качестве сорбента применяют торф, который предварительно модифицируют путем высушивания при 100-120 °С. A known method of cleaning the water surface from oil pollution (application RU No. 2002112522, IPC C02F 1/28, B01J 20/22, publ. 11/10/2003), including contacting water with a peat sorbent until the oil pollution is bound by the sorbent and removing it from the water surface, and peat is used as a sorbent, which is preliminarily modified by drying at 100-120 ° C.
Также известен способ очистки воды от нефтяного загрязнения (патент RU № 2031860, МПК С02F 3/34, Е02В 15/04, опубл. 27.03.1995 г.), при котором в загрязненную воду вносят бактериальный препарат, представляющий собой культуру клеток бактерий штамма Pseudomonas fluoresceus-2 - а, иммобилизованных на сфагновом торфе. Also known is a method for purifying water from oil pollution (patent RU No. 2031860, IPC С02F 3/34, Е02В 15/04, publ. 03/27/1995), in which a bacterial preparation is introduced into the polluted water, which is a cell culture of bacteria of the Pseudomonas strain fluoresceus-2 - a, immobilized on sphagnum peat.
Недостатком указанных способов является то, что их невозможно применять в регионах, где нет торфяных месторождений.The disadvantage of these methods is that they cannot be used in regions where there are no peat deposits.
Также известен способ очистки почвы и воды от нефтяных загрязнений с помощью состава (патент RU № 2333161, МПК С02F 3/34, B09C 1/10, опубл. 10.09.2008 г.), содержащего древесную пыль, а также отходы мукомольной и крупяной промышленности, при следующем соотношении компонентов, мас. %: отходы мукомольной или крупяной промышленности 10,0 - 20,0, древесная пыль – остальное.Also known is a method of cleaning soil and water from oil pollution using a composition (patent RU No. 2333161, IPC С02F 3/34, B09C 1/10, publ. 10.09.2008) containing wood dust, as well as waste from the flour and cereal industries , with the following ratio of components, wt. %: waste from the flour-grinding or cereal industry 10.0 - 20.0, wood dust - the rest.
Недостатком способа, основанном на очистке воды с помощью отходов мукомольной и крупяной промышленности, является мелкий размер частиц, которые при взаимодействии с водой и нефтью быстро слипаются, замедляя процесс поглощения нефти и ее производных.The disadvantage of the method based on water purification using flour and cereal industry waste is the small particle size, which, when interacting with water and oil, quickly stick together, slowing down the process of absorption of oil and its derivatives.
Также известен способ очистки сточных вод и водной поверхности от загрязнений нефтью и нефтепродуктами путем контактирования воды с сорбентом (патент RU № 2126714, МПК B01J 20/00, C02F 1/28, опубл. 27.02.1999 г.), содержащим в мас. %: торф в количестве 90-95, цеолит в количестве 4-8, смесь анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ в количестве 0,5-1,5. Also known is a method of purification of wastewater and water surface from pollution by oil and oil products by contacting water with a sorbent (patent RU No. 2126714, IPC B01J 20/00, C02F 1/28, publ. %: peat in the amount of 90-95, zeolite in the amount of 4-8, a mixture of anionic and nonionic surfactants in the amount of 0.5-1.5.
Недостатком способа является применимость предложенного состава сорбента, включающего компоненты различного удельного веса, в основном для стационарного использования, например, для очистки сточных вод от нефтяного загрязнения. При очистке водной поверхности от нефтяного загрязнения, использование цеолита в составе сорбента нецелесообразно. Так как не обладая плавучестью он будет тонуть и, следовательно, не будет выполнять функцию очистителя воды от примесей.The disadvantage of this method is the applicability of the proposed composition of the sorbent, which includes components of different specific gravity, mainly for stationary use, for example, for wastewater treatment from oil pollution. When cleaning the water surface from oil pollution, the use of zeolite in the composition of the sorbent is impractical. Since, without buoyancy, it will sink and, therefore, will not perform the function of a water purifier from impurities.
Также известен способ сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах (патент RU № 2033389, МПК C02F 1/40, Е02В 15/04, опубл. 20.04.1995 г.), включающий равномерное нанесение на нефтяное пятно сорбирующего средства отхода переработки древесины, впитывание нефти и нефтепродуктов с последующим извлечением полученного пласта с водной поверхности механическими средствами, причем с целью повышения эффективности процесса сбора и удешевления способа, в качестве сорбирующего средства используют гидролизный лигнин с влажностью 8-15% при объемном расходе его 15-35 % от объема разлитых нефти и нефтепродуктов, где в качестве сорбирующего средства используют гидролизный лигнин. Also known is a method for collecting oil and oil products from the water surface during emergency spills (patent RU No. 2033389, IPC C02F 1/40, E02B 15/04, publ. 04/20/1995), including uniform application of a sorbent agent for waste wood processing on an oil slick , absorption of oil and oil products, followed by extraction of the resulting formation from the water surface by mechanical means, and in order to increase the efficiency of the collection process and reduce the cost of the method, hydrolytic lignin with a moisture content of 8-15% is used as a sorbing agent at a volume flow rate of 15-35% of the volume spilled oil and oil products, where hydrolytic lignin is used as a sorbent.
Недостатками данного способа являются трудность сбора сорбента с поверхности воды, недостаточная степень поглощения, а также оседание сорбента на дно, что приводит к экологическому загрязнению донных слоев. Кроме того, гидролизный лигнин сам является экологическим загрязнителем.The disadvantages of this method are the difficulty of collecting the sorbent from the surface of the water, the insufficient degree of absorption, as well as the settling of the sorbent to the bottom, which leads to environmental pollution of the bottom layers. In addition, hydrolytic lignin itself is an environmental pollutant.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения (патент RU № 2559554, МПК C02F 1/28, C02F 3/32, B01J 20/22, опубл. 10.08.2015 г.), включающий высушивание и измельчение растительного сорбента, контактирование загрязненной поверхности воды с растительным сорбентом и удаление его с водной поверхности, при этом в качестве растительного сорбента применяют предварительно высушенные и измельченные до размера 5 мм стебель и листья тростника южного и листья верблюжьей колючки в пропорции по отношению к нефтяному загрязнению 0,5:0,3:1 соответственно и добавляемые в зону нефтяного загрязнения последовательно с интервалом в 5 мин.Closest to the claimed invention is a method for cleaning the surface of water from oil pollution (patent RU No. 2559554, IPC C02F 1/28, C02F 3/32, B01J 20/22, publ. 08/10/2015), including drying and grinding the plant sorbent , contacting the contaminated water surface with a plant sorbent and removing it from the water surface, while as a plant sorbent, pre-dried and crushed to a size of 5 mm, the stem and leaves of the southern reed and camel thorn leaves are used in proportion to oil pollution 0.5: 0.3:1, respectively, and added to the zone of oil pollution sequentially with an interval of 5 minutes.
Недостатками данного способа являются трудность сбора рассыпного сорбента с поверхности воды, а также сложность, связанная с интервальным добавлением сорбента в зону загрязнения. Кроме того, использование верблюжьей колючки и южного тростника в качестве сорбента для нефти удобно только в районах их произрастания. При этом не известны данные по плавучести насыщенного нефтью сорбента. The disadvantages of this method are the difficulty of collecting loose sorbent from the surface of the water, as well as the complexity associated with the interval addition of the sorbent to the contaminated area. In addition, the use of camel thorn and southern reed as a sorbent for oil is convenient only in areas where they grow. At the same time, data on the buoyancy of the oil-saturated sorbent are not known.
Техническими задачами являются создание эффективного способа очистки водной поверхности от загрязнений за счет возможности очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений любого размера и объема, повышение уровня технологичности и экологичности, а также снижение затрат при очистке поверхности водоемов от нефтяных разливов.The technical tasks are to create an effective method for cleaning the water surface from pollution due to the possibility of cleaning the water surface from oil pollution of any size and volume, increasing the level of manufacturability and environmental friendliness, as well as reducing costs when cleaning the surface of water bodies from oil spills.
Технически задачи решаются способом очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения, включающим высушивание и измельчение растительного сорбента, контактирование загрязненной поверхности воды с растительным сорбентом и удаление его с водной поверхности.Technically, the problems are solved by the method of cleaning the water surface from oil pollution, including drying and grinding the plant sorbent, contacting the contaminated water surface with the plant sorbent and removing it from the water surface.
По первому варианту новым является то, что в качестве растительного сорбента используют смешанный листовой опад в соотношении к нефтяному загрязнению (0,14-0,2):1, который предварительно модифицируют 3-х %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин, после высушивания и измельчения модифицированного смешанного листового опада из него формируют боны, далее осуществляют контактирование загрязненной поверхности воды с бонами с последующим удалением с водной поверхности.According to the first option, it is new that mixed leaf litter is used as a plant sorbent in a ratio to oil pollution (0.14-0.2): 1, which is pre-modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 minutes, after drying and grinding the modified mixed leaf litter, booms are formed from it, then the contaminated water surface is contacted with the booms, followed by removal from the water surface.
По второму варианту новым является то, что в качестве растительного сорбента используют плодовые оболочки злаковых культур в соотношении к нефтяному загрязнению 0,8:1, которые предварительно модифицируют при температуре 150–160 °С в течение 20 мин при постоянном перемешивании, после высушивания модифицированных плодовых оболочек злаковых культур из них формируют маты, далее осуществляют контактирование загрязненной поверхности воды с матами с последующим удалением с водной поверхности.According to the second variant, it is new that fruit shells of cereal crops are used as a vegetable sorbent in a ratio of 0.8: 1 to oil pollution, which are preliminarily modified at a temperature of 150–160 ° C for 20 minutes with constant stirring, after drying the modified fruit shells. shells of cereal crops, mats are formed from them, then the contaminated water surface is contacted with mats, followed by removal from the water surface.
По третьему варианту новым является то, что используют два растительных сорбента, в качестве первого растительного сорбента используют предварительно модифицированный 3-х %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин смешанный листовой опад в соотношении к нефтяному загрязнению (0,14-0,2):1, в качестве второго растительного сорбента используют предварительно модифицированные при температуре 150–160 °С в течение 20 мин плодовые оболочки злаковых культур в соотношении к нефтяному загрязнению 0,8:1, после высушивания и измельчения модифицированного смешанного листового опада и высушивания модифицированных плодовых оболочек злаковых культур формируют боны и маты соответственно, далее осуществляют контактирование загрязненной поверхности воды с бонами и матами с последующим удалением с водной поверхности.According to the third option, it is new that two plant sorbents are used, as the first plant sorbent, mixed leaf litter pre-modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 min is used in relation to oil pollution (0.14-0.2 ):1, as the second plant sorbent, fruit shells of cereal crops preliminarily modified at a temperature of 150–160 °C for 20 min are used in a ratio of 0.8: 1 to oil pollution, after drying and grinding the modified mixed leaf litter and drying the modified fruit shells. shells of cereal crops form booms and mats, respectively, then the contaminated water surface is contacted with booms and mats, followed by removal from the water surface.
Способ очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения осуществляют следующим образом.The method of cleaning the water surface from oil pollution is as follows.
Способ очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения включает высушивание и измельчение растительного сорбента, контактирование загрязненной поверхности воды с растительным сорбентом и удаление его с водной поверхности.The method for cleaning the water surface from oil pollution includes drying and grinding the plant sorbent, contacting the contaminated water surface with the plant sorbent and removing it from the water surface.
По первому варианту в качестве растительного сорбента используют смешанный листовой опад – ЛО, который предварительно модифицируют 3-х %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин. Модифицированный смешанный ЛО берут в соотношении к нефтяному загрязнению (0,14-0,2):1. Модификация увеличивает удерживающую способность смешанного ЛО, т.е. время до наступления десорбции нефти более чем в два раза на случай длительного времени ликвидации пятна. Смешанный ЛО представляет собой смесь опавших (отмерших) листьев следующих деревьев: тополя 40-60 %, берёзы–12-30 %, липы–12-30 %, осины–3-4 %, прочих видов деревьев–1-2 %. Модифицированный ЛО высушивают и измельчают до размера не более 20×20 мм. После высушивания и измельчения модифицированного смешанного ЛО из него формируют боны. Боны, сформированные из измельченного и высушенного модифицированного смешанного ЛО, доставляют к месту разлива нефти. Далее осуществляют контактирование загрязненной поверхности воды с бонами (расположение бонов на поверхности загрязнения) с последующим удалением с водной поверхности.According to the first option, mixed leaf litter, LO, is used as a plant sorbent, which is preliminarily modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 minutes. Modified mixed LO is taken in relation to oil pollution (0.14-0.2): 1. The modification increases the holding capacity of the mixed LO, i.e. the time to the onset of oil desorption is more than twice in the case of a long time to eliminate the stain. Mixed LO is a mixture of fallen (dead) leaves of the following trees: poplar 40-60%, birch - 12-30%, linden - 12-30%, aspen - 3-4%, other tree species - 1-2%. The modified LO is dried and crushed to a size of no more than 20×20 mm. After drying and grinding the modified mixed LO, booms are formed from it. Booms formed from crushed and dried modified mixed LO are delivered to the oil spill site. Next, the contaminated water surface is contacted with booms (booms are located on the pollution surface) with subsequent removal from the water surface.
Сорбирующие боны выполняют с плотностью набивки 0,12-0,17 г/см3. Боны, выполненные с заданной плотностью, не позволяют нефтяному загрязнению пройти сквозь бон, при контакте с нефтяным загрязнением (нефтью) погружаются в воду на 30-50 %, что минимизирует перелив нефти при течениях и ветре. Бон заданного наполнения с сорбированной нефтью имеет 100 % собственную плавучесть в течение 3 суток. Представленный бон может использоваться для защиты береговой линии.Sorbent booms are made with a packing density of 0.12-0.17 g/cm 3 . Booms made with a given density do not allow oil pollution to pass through the boom, upon contact with oil pollution (oil) they are immersed in water by 30-50%, which minimizes oil overflow during currents and wind. A boom of a given filling with sorbed oil has 100% intrinsic buoyancy for 3 days. The presented boom can be used to protect the coastline.
Боны готовят цилиндрической формы, оболочку которых изготавливают из синтетической сетки (полиамидные, полиэфирные и полипропиленовые нити с размерами ячеек сетки 5-15 мм). Локализацию нефтяного загрязнения (нефтяного пятна) бонами на поверхности воды производят с помощью маломерного судна, причем боны могут транспортироваться как на судне, так и по воде. Ограждение проводится таким образом, что сорбирующие боны сразу контактируют с нефтяным загрязнением (т.е. нефтью) по периметру пятна и замыкаются в геометрическую фигуру, приближенную к окружности с помощью фиксаторов. Booms are prepared in a cylindrical shape, the shell of which is made of a synthetic mesh (polyamide, polyester and polypropylene threads with a mesh size of 5-15 mm). The localization of oil pollution (oil slick) with booms on the water surface is carried out using a small vessel, and the booms can be transported both on a ship and by water. The fencing is carried out in such a way that the sorbing booms immediately contact with oil pollution (ie oil) along the slick perimeter and close into a geometric figure close to a circle with the help of clamps.
По второму варианту в качестве растительного сорбента используют плодовые оболочки злаковых культур - ПОЗК, которые предварительно модифицируют при температуре 150–160 °С в течение 20 мин при постоянном перемешивании. Модификация увеличивает сорбционную способность ПОЗК на 30 % по сравнению с немодифицированными (необработанными). Модифицированные ПОЗК берут в соотношении к нефтяному загрязнению 0,8:1. ПОЗК представляют собой плодовые оболочки зерен овса–35-50 %, зерен ячменя–-35-50 %, зерен пшеницы–30-50 %. Модифицированный ПОЗК высушивают, после высушивания модифицированных ПОЗК из них формируют маты (насыпная плотность составляет 0,12 - 0,16 г/см3), доставляют к месту разлива нефти. Далее осуществляют контактирование загрязненной поверхности воды с матами с последующим удалением с водной поверхности. According to the second option, fruit shells of cereal crops - POZK are used as a vegetable sorbent, which are preliminarily modified at a temperature of 150–160 ° C for 20 minutes with constant stirring. Modification increases the sorption capacity of POZK by 30% compared to unmodified (untreated). Modified POZK is taken in the ratio to oil pollution 0.8:1. POZK are fruit shells of oat grains - 35-50%, barley grains - 35-50%, wheat grains - 30-50%. The modified POZK is dried, after drying the modified POZK, mats are formed from them (bulk density is 0.12 - 0.16 g/cm 3 ), delivered to the oil spill site. Next, the contaminated water surface is contacted with mats, followed by removal from the water surface.
Маты служат для ликвидации нефтяного загрязнения (нефтяного пятна) и выполняются из той же оболочки, что и боны (по первому варианту предлагаемого способа). Маты (также возможно изготовление рулонов матов) изготавливаются толщиной от 0,01 до 0,15 м и оперативно размещаются на поверхности нефтяного загрязнения (нефтяного загрязненного пятна). Mats serve to eliminate oil pollution (oil slick) and are made of the same shell as booms (according to the first version of the proposed method). Mats (it is also possible to manufacture rolls of mats) are made with a thickness of 0.01 to 0.15 m and are promptly placed on the surface of oil pollution (oil contaminated slick).
По третьему варианту используют два растительных сорбента. В качестве первого растительного сорбента используют смешанный ЛО в соотношении к нефтяному загрязнению (0,14-0,2):1, предварительно модифицированный 3-х %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин, а в качестве второго растительного сорбента используют ПОЗК в соотношении к нефтяному загрязнению 0,8:1, предварительно модифицированные при температуре 150–160 °С в течение 20 мин. После высушивания и измельчения модифицированного смешанного ЛО и модифицированных ПОЗК формируют боны и маты соответственно. Оболочку бонов и матов изготавливают из синтетической сетки (полиамидные, полиэфирные и полипропиленовые нити с размерами ячеек сетки 5-15 мм). Боны и маты, сформированные из измельченных и высушенных модифицированных смешанного ЛО и ПОЗК соответственно, доставляют к месту разлива нефти. Далее осуществляют контактирование загрязненной поверхности воды с бонами и матами с последующим удалением с водной поверхности.According to the third option, two vegetable sorbents are used. As the first plant sorbent, mixed LO is used in the ratio to oil pollution (0.14-0.2):1, pre-modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 min, and POZK is used as the second plant sorbent in ratio to oil pollution 0.8:1, previously modified at a temperature of 150–160 °C for 20 minutes. After drying and grinding the modified mixed LO and the modified POZK, booms and mats are formed, respectively. The shell of the booms and mats is made of synthetic mesh (polyamide, polyester and polypropylene threads with a mesh size of 5-15 mm). Booms and mats formed from crushed and dried modified mixed LO and POZK, respectively, are delivered to the oil spill site. Next, the contaminated water surface is contacted with booms and mats, followed by removal from the water surface.
Геометрические размеры бонов и матов могут варьироваться в зависимости от размера нефтяного загрязнения и условий разлива. Основные размеры изделий могут быть выбраны в соответствии с рекомендациями по применению технических средств при ликвидации последствий разлива нефтепродуктов, разработанными Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России (Москва 2020 г.). После удаления нефтяного загрязнения (пятна) сорбирующие изделия - боны и маты подлежат отжиму и повторному использованию. После троекратного отжима отработанные сорбционные изделия сжигаются в печи бесконтактного горения. The geometric dimensions of the booms and mats may vary depending on the size of the oil contamination and spill conditions. The main dimensions of the products can be selected in accordance with the recommendations for the use of technical means in the aftermath of an oil spill, developed by the All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies of the Russian Emergencies Ministry (Moscow, 2020). After removal of oil pollution (stains), sorbent products - booms and mats are subject to wringing and reuse. After a triple pressing, the spent sorption products are burned in a non-contact combustion furnace.
Выбор варианта очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения (смешанным ЛО по первому варианту или ПОЗК по второму варианту, или двумя растительными сорбентами - смешанным ЛО и ПОЗК по третьему варианту) зависит от имеющегося материала и любой из предлагаемых вариантов позволяет достичь высокой эффективности (выше 99 %).The choice of an option for cleaning the water surface from oil pollution (mixed LO according to the first option or POZK according to the second option, or two plant sorbents - mixed LO and POZK according to the third option) depends on the available material and any of the proposed options allows achieving high efficiency (above 99% ).
В таблице представлены примеры осуществления предлагаемого способа.The table shows examples of the proposed method.
Таблица. Примеры осуществления способаTable. Method implementation examples
(тополь 40 %, берёза–30 %, липа–30 %)Modified mixed LO
(poplar 40%, birch–30%, linden–30%)
(тополь-60 %, берёза–12 %, липа–22 %, осина-4 %, рябина -2 %)
Модифицированные ПОЗК (зерна овса-35 %, зерна ячменя-35 %, пшеница-30 %) Modified mixed LO
(poplar-60%, birch-12%, linden-22%, aspen-4%, mountain ash -2%)
Modified POZK (oat grains-35%, barley grains-35%, wheat-30%)
0,8:10.18:1
0.8:1
Модифицированные ПОЗК (зерна овса-35 %, зерна ячменя-35 %, пшеница-30 %) Modified mixed LO (poplar-54%, birch-30%, linden-12%, aspen-4%,)
Modified POZK (oat grains-35%, barley grains-35%, wheat-30%)
0,8:10.2:1
0.8:1
Примеры конкретного выполнения. Examples of specific implementation.
Пример 1. Для очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения имитируют нефтяное пятно на поверхности воды: 10 мл нефти наносят на воду, образуя пятно из нефти толщиной 1 мм и площадью 0,03 м2. Модифицированный 3 %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин смешанный ЛО формируют в боны (см. пример 1, таблица) следующим размером - диаметром 3 см и длинной 20 см. Последовательно соединенными бонами локализуют пятно. Произошло полное очищение поверхности воды от нефтяного загрязнения - эффективность очистки составила 99,97 %.Example 1. To clean the water surface from oil pollution, an oil slick on the water surface is imitated: 10 ml of oil is applied to water, forming an oil slick 1 mm thick and 0.03 m 2 in area. Modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 minutes, mixed LO is formed into booms (see example 1, table) with the following size - 3 cm in diameter and 20 cm long. A spot is localized with successively connected booms. There was a complete purification of the water surface from oil pollution - the cleaning efficiency was 99.97%.
Пример 2. Для очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения (имитация разлива на поверхности водоема, размер пятна - 1 м2 использовали предварительно модифицированный смешанный ЛО (см. пример 2, таблица). Смешанный ЛО высушили, измельчили до размера 20×20 мм, модифицировали 3 %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин. Полученный сорбционный материал формировали в боны. Диаметр бона составлял 3 см, длиной 20 см. Бонами локализовали нефтяное пятно. Произошло полное очищение поверхности воды от нефтяного загрязнения - эффективность очистки - 99,35 %.Example 2. To clean the water surface from oil pollution (imitation of a spill on the surface of a reservoir, spot size - 1 m 2 ), a pre-modified mixed LO was used (see example 2, table). The mixed LO was dried, crushed to a size of 20 × 20 mm, modified 3% hydrogen peroxide solution for 40 min. The resulting sorption material was formed into booms. The diameter of the boom was 3 cm, length 20 cm. The oil slick was localized with booms. The water surface was completely cleaned from oil pollution - cleaning efficiency - 99.35% .
Пример 3. Для очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения (имитация разлива на поверхности водоема, размер пятна - 1 м2) использовали предварительно модифицированные при температуре 150 °С в течение 20 мин образцы ПОЗП (см. пример 4, таблица). Модифицированные ПОЗП формировали в мат (насыпная плотность 0,19 г/см3) в соотношении 0,8:1 к нефтяному загрязнению. Размеры мата составили 1 м х 0,12 м х 1,5 м. Произошло полное очищение поверхности воды от нефтяного загрязнения - эффективность очистки - 99,35 %.Example 3. To clean the surface of water from oil pollution (simulation of a spill on the surface of a reservoir, spot size - 1 m 2 ), samples of POZP pre-modified at a temperature of 150 ° C for 20 minutes were used (see example 4, table). The modified POZP was formed into a mat (bulk density 0.19 g/cm 3 ) at a ratio of 0.8:1 to oil pollution. The dimensions of the mat were 1 m x 0.12 m x 1.5 m. The water surface was completely cleaned from oil pollution - the cleaning efficiency was 99.35%.
Пример 4. Для очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения (имитация разлива на поверхности водоема, размер пятна 2,5 м2) использовали предварительно модифицированные образцы ПОЗП и смешанного ЛО. Смешанный ЛО высушили, измельчили до размера 20×20 мм, модифицировали 3 %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин. Полученный сорбционный материал формировали в боны в соотношении 0,18:1 (см. пример 6, таблица) к нефтяному загрязнению, диаметр бона составлял 3 см. Модифицированные при температуре 160 °С в течение 20 мин ПОЗП формировали в мат (насыпная плотность 0,17 кг/м3) в соотношении 0,8:1 к нефтяному загрязнению. Размеры мата составили 1 м х 0,12 м х 1,5 м. Бонами локализовали нефтяное пятно. Использовали 4 мата, располагая их на поверхности воды в форме квадрата, покрывая нефтяное пятно. Произошло полное очищение поверхности воды от нефтяного загрязнения, эффективность очистки - 99,98 %. Example 4. To clean the water surface from oil pollution (imitation of a spill on the surface of a reservoir, spot size 2.5 m 2 ), pre-modified samples of POZP and mixed LO were used. The mixed LO was dried, ground to a size of 20 × 20 mm, and modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 min. The resulting sorption material was formed into booms in a ratio of 0.18:1 (see example 6, table) to oil pollution, the diameter of the boom was 3 cm. 17 kg/m 3 ) at a ratio of 0.8:1 to oil pollution. The dimensions of the mat were 1 m x 0.12 m x 1.5 m. The oil slick was localized with booms. 4 mats were used, placing them on the surface of the water in the form of a square, covering the oil slick. There was a complete purification of the water surface from oil pollution, the purification efficiency was 99.98%.
Пример 5. Для очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения (имитация разлива на поверхности водоема, размер пятна 1 м2) использовали предварительно модифицированные образцы ПОЗП и смешанного ЛО. Смешанный ЛО высушили, измельчили до размера 20×20 мм, модифицировали 3 %-ным раствором перекиси водорода в течение 40 мин. Полученный сорбционный материал формировали в боны в соотношении 0,2:1 (см. пример 7, таблица) к нефтяному загрязнению, диаметр бона составлял 3 см. Модифицированные при температуре 155 °С в течение 20 мин ПОЗП формировали в мат (насыпная плотность 0,17 кг/м3) в соотношении 0,8:1 к нефтяному загрязнению. Размеры мата составили 1 м х 0,12 м х 1 м. Бонами локализовали нефтяное пятно, маты расположили на поверхности загрязнения. Произошло полное очищение поверхности воды от нефтяного загрязнения - эффективность очистки - 99,95 %.Example 5. To clean the water surface from oil pollution (imitation of a spill on the surface of a reservoir, spot size 1 m 2 ), pre-modified samples of POZP and mixed LO were used. The mixed LO was dried, ground to a size of 20 × 20 mm, and modified with a 3% hydrogen peroxide solution for 40 min. The resulting sorption material was formed into booms in a ratio of 0.2:1 (see example 7, table) to oil pollution, the diameter of the boom was 3 cm. 17 kg/m 3 ) at a ratio of 0.8:1 to oil pollution. The dimensions of the mat were 1 m x 0.12 m x 1 m. The oil slick was localized with booms, the mats were placed on the surface of the pollution. There was a complete purification of the surface of the water from oil pollution - cleaning efficiency - 99.95%.
Таким образом предлагаемый способ очистки поверхности воды от нефтяного загрязнения является эффективным, позволяет очистить водную поверхность от нефтяного загрязнения различного объема и размера. Сорбционный материал имеет высокую собственную плавучесть. При этом предлагаемый способ является технологичным и экологичным, так как в сравнении с наиболее близким аналогом (рассыпчатым сорбентом) отличается удобством сбора сорбционных изделий. Листовой опад деревьев озеленителей и плодовые оболочки злаковых культур являются вторичным сырьем на всей территории средней полосы России, следовательно, данный сорбент имеет широкую территорию использования, является растительным материалом, который не изымается из естественной экосистемы, а является отходом и требует утилизации в соответствии с нормативами (листва – отход от уборки городских территорий, ПОЗК – от переработки сельского хозяйства, которые захоранивают, перерабатывают, сжигают).Thus, the proposed method for cleaning the water surface from oil pollution is effective, it allows you to clean the water surface from oil pollution of various volumes and sizes. The sorption material has a high intrinsic buoyancy. At the same time, the proposed method is technologically advanced and environmentally friendly, since, in comparison with the closest analogue (loose sorbent), it is distinguished by the convenience of collecting sorption products. Leaf litter of gardeners trees and fruit shells of cereal crops are secondary raw materials throughout central Russia, therefore, this sorbent has a wide area of use, is a plant material that is not withdrawn from the natural ecosystem, but is a waste and requires disposal in accordance with the regulations ( foliage - a waste from the cleaning of urban areas, POZK - from the processing of agriculture, which are buried, processed, burned).
Предлагаемый способ не имеет временных особенностей нанесения сорбционных изделий, является доступным и дешевым сырьем, что позволяет снизить затраты при очистке поверхности водоемов от нефтяных разливов.The proposed method does not have time features of applying sorption products, is an affordable and cheap raw material, which reduces costs when cleaning the surface of reservoirs from oil spills.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787093C1 true RU2787093C1 (en) | 2022-12-28 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2259875C2 (en) * | 2003-09-18 | 2005-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" | Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk |
| RU2277967C2 (en) * | 2001-07-17 | 2006-06-20 | Зи-Вей ЛИАНГ | Method of oxidative thermochemical drying for modification of hydrophilic-hydrophobic properties of the natural organic substances |
| RU2559554C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" | Method of water surface purification from oil pollution |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2277967C2 (en) * | 2001-07-17 | 2006-06-20 | Зи-Вей ЛИАНГ | Method of oxidative thermochemical drying for modification of hydrophilic-hydrophobic properties of the natural organic substances |
| RU2259875C2 (en) * | 2003-09-18 | 2005-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" | Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk |
| RU2559554C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" | Method of water surface purification from oil pollution |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CТЕПАНОВA C.В. и др. Выбор и обоснование критериев эколого-экономической эффективности применения листового опада в качестве сорбционного материала. - V Международная научно-практическая Интернет-конференция "Проблемы формирования новой экономики ХХI века. - 21-21 декабря 2012. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sulyman et al. | Low-cost Adsorbents Derived from Agricultural By-products/Wastes for Enhancing Contaminant Uptakes from Wastewater: A Review. | |
| Wasewar | Adsorption of metals onto tea factory waste: a review | |
| Ayyappan et al. | Removal of Pb (II) from aqueous solution using carbon derived from agricultural wastes | |
| EP1409130B1 (en) | Oxidative thermochemical drying process for changing hydrophilic/hydrophobic characteristics of natural organic substances | |
| Hlihor et al. | Removal of some environmentally relevant heavy metals using low-cost natural sorbents. | |
| CA2622814C (en) | Removal of oils from solid surfaces and water with a substance having a high humate level | |
| Gallagher et al. | Biosorption of synthetic dye and metal ions from aqueous effluents using fungal biomass | |
| Oboh et al. | The removal of heavy metal ions from aqueous solutions using sour sop seeds as biosorbent | |
| Ali et al. | The isotherm and kinetic studies of the biosorption of heavy metals by non-living cells of Chlorella vulgaris | |
| Kumar et al. | Biosorption: The removal of toxic dyes from industrial effluent using phytobiomass-A review | |
| Mumin et al. | Potentiality of open burnt clay as an adsorbent for the removal of Congo red from aqueous solution | |
| RU2787093C1 (en) | Method for cleaning the surface of water from oil pollution (options) | |
| Cimá-Mukul et al. | Assessment of Leucaena leucocephala as bio-based adsorbent for the removal of Pb2+, Cd2+ and Ni2+ from water | |
| Laowansiri | Kinetic and efficiency of reactive dye sorption by plant biomass | |
| Ajmal et al. | The use of testa of groundnut shell (Arachis hypogea) for the adsorption of Ni (II) from the aqueous system | |
| Vialkova et al. | Process Intensification of the Petroleum Product Extraction from the Aqueous Solutions by Natural Sorbents | |
| Nigro et al. | Optimising heavy metal adsorbance by dried seaweeds | |
| RU2050329C1 (en) | Method of water surface clearing from petroleum and hydrophobous liquids | |
| Van Nam et al. | Esterified durian peel adsorbents with stearic acid for spill removal | |
| Mohammadpour et al. | Rice husk and activated carbon-silica as potential bioadsorbents for wastewater purification | |
| GB2430195A (en) | Decontaminating aqueous solutions with sapropel | |
| Muniraj et al. | Citrus lemon leaf powder as a biosorbent for the removal of liquid phase toxic metals from textile effluent | |
| RU2642566C1 (en) | Method for obtaining hydrophobic oil sorbent | |
| CN1259247C (en) | Plant straw filth removing material, its preparation method and method of sewage processing using same | |
| Begum | Study of Biosorption and Desorption Process of Cu (II), Cr (VI), Pb (II) and Zn (II) ions by using peels of Citrus aurantifolia |