Научная статья на тему 'Природные сорбенты, использующиеся для очистки вод от нефти и продуктов ее переработки'

Природные сорбенты, использующиеся для очистки вод от нефти и продуктов ее переработки Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
1015
142
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЧИСТКА / CLEANING / СОРБЕНТ / SORBENT / НЕФТЕПРОДУКТЫ / OIL PRODUCTS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Бойко Юлия Николаевна, Агошков А. И., Гульков Александр Нефёдович, Соломенник Сергей Федорович, Гулькова Светланна Геннадьевна

Рассмотрены основные методы очистки вод от нефти и нефтепродуктов, основные виды природных нефтесорбентов, их достоинства и недостатки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Бойко Юлия Николаевна, Агошков А. И., Гульков Александр Нефёдович, Соломенник Сергей Федорович, Гулькова Светланна Геннадьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

NATURAL SORBENTS, WHICH ARE USED FOR PURIFICATION OF WATERS OF OIL AND PRODUCTS OF ITS PROCESSING

The main methods which are used for purification of waters of oil and products of its processing and the main types of natural oil sorbent, also their advantages and disadvantages were considered.

Текст научной работы на тему «Природные сорбенты, использующиеся для очистки вод от нефти и продуктов ее переработки»

УДК 504.06

© Ю.Н. Бойко, А.И. Агошков, А.Н. Гульков, С.Ф. Соломенник, С.Г. Гулькова, Н.А. Майсс, 2013

ПРИРОДНЫЕ СОРБЕНТЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕСЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОД ОТ НЕФТИ И ПРОДУКТОВ ЕЕ ПЕРЕРАБОТКИ

Рассмотрены основные методы очистки вод от нефти и нефтепродуктов, основные виды природных нефтесорбентов, их достоинства и недостатки. Ключевые слова: очистка, сорбент, нефтепродукты.

В настоящее время огромное количество промышленных предприятий, использующих различные нефтепродукты, сливают тонны неочищенных или недостаточно очищенных промышленных, поверхностных и ливневых сточных вод в озера, реки и моря. Подобные сбросы наносят непоправимый ущерб экологии. Также большую опасность представляют аварийные разливы нефти и нефтепродуктов. Из-за того, что нефтепродукты образуют на поверхности воды тонкую пленку, а в толще воды они находятся в эмульгированном и растворенном виде, это приносит огромный вред объектам гидро- и биосферы. Поэтому данная проблема с каждым днем приобретает все большую актуальность [3, 4, 8, 10, 31].

На сегодняшний день существуют различные методы ликвидации загрязнений: механический, биологический и физико-химический. Наиболее важное место занимает сорбционная очистка воды от нефти и нефтепродуктов [3, 4, 8, 9, 10, 26, 30, 31].

Сорбенты должны обладать рядом определенных показателей: значительной адсорбционной емкостью, гидрофобностью, химической и термической стойкостью, плавучестью, возможностью регенерации. Также важны такие показатели, как экологическая безвредность и стоимость [4, 8, 16].

В настоящее время в мире известен широкий спектр сорбентов для очистки воды от загрязнений органической природы. Задача данной работы заключается в рассмотрении известных неф-тесорбентов.

Эффективность нефтепоглощения зависит от химического сродства материала сорбента и поглощаемой жидкости и от структуры материала. Поглощение нефти происходит в результате быстрого смачивания поверхности сорбента нефтью или нефтепродуктом, далее нефть или нефтепродукт проникает в пористую структуру материала, заполняя все пустоты под действием определенных сил [1, 3, 11, 12, 21—23, 28].

1. Синтетические сорбенты

Широко применяются синтетические сорбенты. Они обладают хорошей поглотительной способностью, однако отличаются большей стоимостью и сложностью утилизации в силу высокой токсичности продуктов горения. Особенностью синтетических полимерных материалов является возможность изменять их пористую структуру в очень широких диапазонах при одном и том же химическом строении. Варьируя исходными компонентами при синтезе пористых материалов, можно получать адсорбенты с заранее заданными свойствами: гидрофобными или гидрофильными. [8, 22, 26, 27].

2. Биосорбенты

Под понятием «биологические сорбенты» подразумеваются сорбенты, иммобилизированные культурами микроорганизмов, обеспечивающих биологическое разложение нефти и нефтепродуктов. Разработано значительное количество биосорбентов, отличительной особенностью которых является разнообразие используемых носителей (сорбентов) и иммоблизированных на них культур микроорганизмов [4, 8, 20, 32]. 3. Природные материалы и сорбенты на их основе

Стоит отметить, что природные материалы имеют ряд достоинств — доступность, дешевизна, наличие достаточных сырьевых ресурсов, малая токсичность.

Для очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов ряд минералов используется в качестве сырья для сорбентов: алеврит, апатиты, аргиллит, асбест, вермикулиты, горючий сланец, графит, каолин (каолинит), карбонаты, перлит, цепочечные силикаты (волластонит), слоистые силикаты (керамзит), каркасные силикаты (клиноптилолит и морденит), также используют отходы горнорудного производства [1, 3—5, 8, 912, 21-23, 28-31].

4. Сорбенты на основе отходов древесины

Отходами древесины могут быть продукты переработки непосредственно самой древесины — отходы переработки древесной зелени, опилки [2, 7, 8, 18].

5. Сорбенты на основе целлюлозосодержащих материалов

На базе технических остатков производства ваты, низкосортной технической ваты, отходов текстильного производства создан ряд нефтеемких сорбентов [4, 8].

6. Сорбенты на основе сырья растительного и животного происхождения

Сорбенты на основе растительного сырья:

Наиболее перспективны в наше время органические сорбенты, получаемые из возобновляемого растительного сырья. Они являются органической частью экосистемы и соответствуют в наибольшей степени международным экологическим требованиям. Примерами таких сорбентов, обладающих высокими адсорбционными свойствами и гидрофобностью, служат отходы сельскохозяйственных культур, сфагновые мхи [3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 13, 19, 24].

Сорбенты на основе животного сырья:

В качестве гидрофобного адсорбента для очистки амбаров от нефти и нефтепродуктов при бурении скважин, а также для очистки нефтеловушек на базах производственного обслуживания, в управлениях технологического транспорта, на нефтеперерабатывающих заводах используется кожевенная пыль, стружка. [4, 5, 8, 9].

7. Углеродные сорбенты

В зависимости от размера пор гранулированные угли с успехом могут быть использованы для извлечения из воды загрязнений с различным размером молекул, грубодисперсных примесей и смесей полидисперсного состава (бытовые сточные воды) [1 ,3,

8. 14, 15].

Заключение

Следует особо отметить, что при оценке эффективности различных природных сорбентов необходимо учитывать не одну характеристику, а их комплекс и природу материала.

Несмотря на то, что существует огромный ассортимент сорбентов для очистки вод от нефти и продуктов ее переработки,

сдерживающим фактором использования сорбентов является их относительная дороговизна. Также учитывается и производитель, как правило, выбирают нефтесорбенты зарубежного производства. В нашей стране, безусловно, существуют технологии производства нефтяных сорбентов, как из природного сырья, так и синтетических. Стоимость продукции при этом на порядок ниже, а свойства иногда превосходят зарубежные аналоги, но реализация отечественных сорбентов и технологии их производства сталкиваются с большими трудностями, несмотря на то, что стоит острая проблема разливов нефти. Это связано прежде всего с тем, что в России отсутствует рынок сорбентов для удаления нефтяных разливов. Не разработана нормативно-правовая база, заставляющая пользователя нефти иметь определенный набор сертифицированных средств для ликвидации разливов [4, 8, 9, 10,17, 26, 31].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ананьева Т.А., Волков Ф.В. Сорбционно-активный материал для очистки воды от нефтепродуктов. Пат.2158177 РФ. Б.И. 2001. № 4. С.24.

2. Багровская Н.А., Никифорова Т.Е. Сорбционные свойства модифицированных древесных опилок // Химия в интересах устойчивого развития. 2006. Т.14. № 1.С 1-7.

3. Веприкова Е.В., Терещенко Е.А. Особенности очистки воды и нефтепродуктов с использование нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей // Журнал Сибирского федерального университета. 2010. — № 3. С.285-303.

4. Горожанкина Г.И., Пинчукова Л.И. Сорбенты для сбора нефти: сравнительные характеристики и особенности применения // Трубопроводный транспорт нефти. 2000. № 4. С.12-17.

5. Жуков А.И., Монгайт И.Л. Канализация промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1962. 604 с.

6. Земнухова Л.А., Шкорина Е.Д. Изучение сорбционных свойств шелухи риса и гречихи по отношению к нефтепродуктам // Химия растительного сырья. 2005. № 2. С.51-54.

7. Иванов И.П., Судакова И.Г. Изучение свойств активных углей из зерненной коры лиственницы // Химия растительного сырья. 2011. № 1. С.81-86.

8. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты, М.:Я&С Dynamics, 2005. С. 28-33.

9. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта. М. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. С. 144-386.

10. Кнатько В.М., Кнатько М.В. Сорбент для очистки объектов окружающей среды // Экологические системы и приборы. 2004. № 12. С. 38-40.

11. Кулиев Т.Ф. Способы очистки грунта от нефтепродуктов на объектах железнодорожного транспорта. Иркутск: ИрГУПС, 2003. С. 193-197.

12. Набаткин А.Н. Хлебников В.Н. Применение сорбентов для ликвидации нефтяных разливов // Нефтяное хозяйство. 2000. № 6. С. 30-31.

13. Онищенко Д.В., Чаков В.В. Технология получения нефтесор-бентов из возобновляемого растительного сырья — отходов злаковых культур и сфагновых видов мхов // Журнал прикладной химии. 2012. Т.85. № 1. С. 103-106.

14. Передерий М.А., Кураков Ю.И. Сорбция нефтепродуктов углеродными сорбентами // Химия твердого топлива. 2009. № 5. С. 42-46.

15. Передерий М.А., Сиротин П.А., Казаков В.А. Безотходная переработка бурых углей в пористые углеродные материалы различного назначения // Химия твердого топлива. 2007. № 6. С. 47-52.

16. Перфильев А.В. Получение и свойства органоминеральных гидрофобных адсорбентов на основе природных алюмосиликатов. автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. хим. наук (02.00.04) / Александр Владимирович Перфильев; Владивосток, 2012. С. 1-3.

17. Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2002 г. № 240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации».

18. Семенович А.В., Лоскутов С.Р. Сбор проливов нефтепродуктов модифицированной корой хвойных пород // Химия растительного сырья. 2008. № 2. С. 113-117.

19. Сергиенко В.И., Земнухова Л.А. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). 2004. Т.48. № 3. С. 116-124.

20. Смагина H.A., Черкасова Т.А., Лейкин Ю.А. Биодеструкция нефтяных углеводородов, загрязняющих гидросферу // Успехи в химии и химической технологии. Сб. науч. труд. РХТУ. 2004. Т.18, № 6. С. 50-52.

21. Тарнопольская М.Г. Фильтрующие материалы для очистки воды от нефтепродуктов и критерии их выбора. // Вода и экология: проблемы и решения. 2005. № 3. С. 74-79.

22. Феклистов В.Н., Мелиев Б.У., Антипьев В.Н. Разработка технологии очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений пенными сорбентами // Трубопроводный транспорт нефти. 1994. № 9. С. 5-7.

23. Хейфец Л.И., Неймарк А.В. Многофазные процессы в пористых средах. М.: Химия, 19S2. 320 с.

24. Хлесткин Р.Н., Самойлов Н.А. О ликвидации разливов нефти при помощи растительных отходов // Нефтяное хозяйство. 2000. № 7. С. S4-S5.

25. Хлесткин Р.Н., Самойлов Н.А., Осипов М.И. Технология сбора нефти с места аварийного разлива при помощи макропористого технического углерода // Нефтяное хозяйство. 2005. № 11. С. 111-113.

26. Хлесткин Р.Н., Самойлов Н.А., Шеметов А.В. Ликвидация разливов нефти при помощи синтетических органических сорбентов // Нефтяное хозяйство. 1999. № 2. С. 46-49.

27. Чикина Н.С., Мухамедшин А.В. Снижение экологической нагрузки от разливов нефти и нефтепродуктов с помощью сорбента на основе пенополиуретана и отходов зерновых культур // Вестник Казанского технологического университета. 2009. № 6. С. 1S4-192.

2S. Aliev, A. M., Saridzhanov, A. A., Mikailov, R. Z. Selection of an active zeolite catalyst for esterification of acetic acid with ethyl alcohol // Azerbaidzhanskii Khimicheskii Zhurnal, 2002. № . 2, Р. 10-16.

29. Belviso, C., Cavalcante, C. Synthesis of zeolite from Italian coal fly ash: differences in crystallization temperature using seawater instead of distilled water // Waste Management. 2010. № 30, Р. S39-S47.

30. Fingas M.F., Duvall W.S. The basic of oil spill cleanup // Environmental Emergency Branch. Environmental Protection Service, Environmental Canada. 1979. SS р.

31. Kutchin A., Demin V. Protection of ground and water areas with use natural adsorbents. London: Thomas Telford, 2000. V.2. 14S6 p.

32. Sun W., Brovko L., Griffiths M. Use of bioluminescent Salmonella for assessing the efficiency of constructed phage-based biosorbent // II J Ind Microbiol Biotechnol. 2001. V. 27. P. 126-Ш.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.