Способ очистки поверхности воды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами

 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки поверхности воды, загрязненной разливами нефти и нефтепродуктов. На поверхности воды размещают маты, помещенные в кассетную оболочку. Кассетная оболочка сделана из прочной гидрофобной хлопчатобумажной или синтетической ткани. Маты сформированы из хлопоксодержащего сорбента. На одной из сторон кассетной оболочки размещены фиксаторы матов. Изобретение позволяет повысить уровень очистки поверхности воды. 2 тaбл.

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 очистки поверхности воды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, включающий нанесение на очищаемую поверхность хлопоксодержащего сорбента с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов с использованием в качестве сорбента отходов ватного производства (авт. свид. СССР, N 1430355, кл. С 02 F 1/28, 1988). Основными недостатками этого способа являются трудность распределения по поверхности воды и сбора с ее поверхности диспергированного сорбента и его сравнительно невысокая сорбционная емкость.

Известен также способ очистки поверхности воды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающий нанесение на очищаемую поверхность хлопоксодержащего сорбента, сформированного в маты, с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов (пат. РФ, N 2091539, кл. 6 E 02 В 15/10, 1997). Недостатком этого способа является сложность сбора матов, пропитанных нефтью и нефтепродуктами, с поверхности воды, так как в силу высокой сорбционной емкости поглотителя масса пропитанных матов в 10-15 раз больше массы исходных матов со свежим поглотителем. Применение матов небольших размеров с исходной массой 0.5-1 кг требует для ликвидации последствий аварийного разлива нефти или нефтепродуктов большого числа матов и, соответственно, увеличения затрат малопроизводительного ручного труда при их распределении к месту разлива и при сборе их после пропитки нефтью и нефтепродуктами. Использование более удобных матов больших размеров с массой 5-10 кг практически невозможно в связи с тем, что масса отработанных матов достигнет 70-150 кг, что затрудняет их ручной сбор с поверхности воды, кроме того, оболочка матов может не выдержать такой большой нагрузки и разрушится, что приводит к невозможности повторного использования матов после утилизации собранной нефти или нефтепродуктов.

Изобретение решает техническую задачу - повышение уровня технологичности способа очистки поверхности воды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами на стадии размещения матов в зоне загрязнения и их сбора с поверхности воды после поглощения нефти и нефтепродуктов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки поверхности воды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающем нанесение на очищаемую поверхность хлопоксодержащего сорбента, сформированного в маты, с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов, маты помещают по несколько штук в один слой в дополнительную кассетную оболочку из прочной гидрофобной хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения, прошитую по одной длинной и двум коротким сторонам. Такая дополнительная кассетная оболочка позволяет размещать в кассетах по 10-15 отдельных матов, что ускоряет как доставку поглотителя к месту аварии, так и удаление отработанных матов после поглощения ими нефти и нефтепродуктов, а также повышает прочность матов, которые по сущности снабжены второй оболочкой. Гидрофобность прочной хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения, из которой изготавливается дополнительная кассетная оболочка, позволяет снаряжать кассетную оболочку матами на берегу или вспомогательном судне и транспортировать ее по воде непосредственно к месту разлива нефти и нефтепродуктов без поглощения воды сорбентом в матах.

Для фиксации матов в дополнительной кассетной оболочке последняя прошивается поперек с образованием разделителей кассет, имеющих продольный и поперечный размер, превышающий соответствующие размеры матов, при этом маты легко размещаются в объеме кассет и извлекаются из них после поглощения нефти и нефтепродуктов. Кроме того, при поперечной прошивке кассетной оболочки в ней создаются между матами продольные каналы-разделители, по которым собираемая нефть или нефтепродукт будут подходить к боковой поверхности матов, интенсифицируя процесс поглощения сорбентом собираемого продукта.

На второй продольной стороне дополнительной кассетной оболочки размещены фиксаторы матов, например, в виде пружинных зажимов, которые предотвращают возможность самопроизвольного выпадания матов из дополнительной кассетной оболочки.

Способ осуществляется следующим образом. Хлопоксодержащие отходы, сформированные в маты, в штабелях доставляют к месту разлива нефти или нефтепродуктов. Маты вкладывают в кассеты дополнительной кассетной оболочки и фиксируют в них при помощи фиксаторов. Затем дополнительная кассетная оболочка с матами транспортируется на вспомогательном судне или непосредственно по воде к конкретному месту разлива нефти или нефтепродуктов на воде на месте аварии. После выдержки, необходимой для пропитки сорбента в матах нефтью или нефтепродуктами, маты необходимо направить на утилизацию нефти. Для этого на месте аварии производится разъем фиксаторов, что освобождает одну из продольных сторон дополнительной кассетной оболочки, извлекают из кассет маты и помещают их в сборник отработанных матов, размещаемый на вспомогательном судне. Достаточная прочность дополнительной кассетной оболочки позволяет механизировать эту стадию процесса сбора нефти и подавать дополнительную кассетную оболочку в снаряженном состоянии с места сбора нефти (нефтепродуктов) на борт судна при помощи лебедки с разборкой дополнительной кассетной оболочки и извлечением отработанных матов непосредственно на борту. Затем сборник с отработанными матами перемещается к месту утилизации нефти или нефтепродуктов, которую выполняют, например, пропусканием матов через валковые устройства, отжимающие из матов жидкую фазу.

Проведен ряд физических испытаний по сбору и утилизации нефти матами, содержащими хлопоксодержащие отходы и математическое моделирование этого процесса.

Примеры 1-12. Для оценки эффективности сбора нефти с водной поверхности при помощи матов, размещенных в дополнительных кассетных оболочках, было выполнено моделирование процесса сбора нефти при поверхности площади разлива нефти 100 м² (табл. 1). Увеличение размеров единичных матов, размещенных в дополнительных кассетных оболочках, с размеров 46·28 см до размеров 50·80 - 50·100 см вполне рационально, поскольку, во-первых, при относительно невысокой массе отработанного мата с поглощенной нефтью, составляющей 4 - 15,6 кг, применение ручного труда при извлечении матов из дополнительных кассетных оболочек не требует высоких физических нагрузок, во-вторых, кассетная система, представляя собой рулон, удобна в работе и транспортировке, и, в-третьих, для ликвидации разлива необходимо небольшое число дополнительных кассетных оболочек - 20-50 штук.

Примеры 13-17. Для сопоставления эффективности использования матов, размещенных в дополнительных кассетных оболочках, в примерах 13-17 приведены данные по поглощению нефти единичными матами (табл.2), показывающие, что при работе с единичными матами возрастает трудоемкость в процессе размещения матов по поверхности загрязнения (растет число единиц разовой техники) и при извлечении с поверхности воды больших матов с поглощенной нефтью масса их становится чрезмерно высокой для такелажных работ на воде и оболочка матов не выдерживает высоких удельных нагрузок. При работе с единичными матами необходимо для ликвидации разлива площадью 100 м² использовать не менее 200 матов как единиц техники, тогда как, размещая маты в дополнительных кассетных оболочках, можно решить задачу ликвидации разлива с 20 единицами техники, то есть в десять раз ускорить операции размещения матов на поверхности разлива нефти. Стоимость матов, размещенных в дополнительных кассетных оболочках, незначительно превышает стоимость самих матов и экономическая эффективность заявляемого изобретения определяется существенным снижением трудовых затрат и времени на развертывание систем очистки воды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами в условиях аварийных ситуаций и извлечение из воды сорбента с поглощенной нефтью или нефтепродуктами.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении технологичности сбора нефти и нефтепродуктов с места аварии трубопроводов.

Изобретение может быть использовано многократно, потребность народного хозяйства в нем - несколько тысяч тонн.

Формула изобретения

Способ очистки поверхности воды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающий нанесение на очищаемую поверхность хлопоксодержащего сорбента, сформированного в маты, с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов, отличающийся тем, что маты помещают по несколько штук в один слой в дополнительную кассетную оболочку из прочной гидрофобной хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения, прошитую по одной длинной и двум коротким сторонам, для фиксации матов в дополнительной кассетной оболочке последняя прошивается поперек с образованием разделителей кассет, имеющих продольный и поперечный размер, превышающий соответствующие размеры матов, а на второй продольной стороне дополнительной кассетной оболочки размещены фиксаторы матов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3