Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32

Наконец, четвертая группа - это очистка воды путем ее фильтрования или адсорбирования (активным углем) оставшихся следов загрязнений. Очищенная вода затем поступает в пруд-накопитель и оттуда спускается в водоемы, но до сброса в водоем вода проходит еще и стадию хлорирования.

Глава 9

Ликвидация нефтезагрязнений и утилизация отходов

Ищите и обрящите. Стучите и отворят Вам.

Из Евангелия от Матфея

Для правильного выбора мероприятий по ликвидации нефтяного загрязнения на любом нефтяном объекте необходимо представлять химические и физические преобразования при переносе нефти. С первых секунд контакта нефти и нефтепродуктов с водной средой или почвой начинают быстро развиваться сложные превращения, длительность и результаты которых зависят как от свойств и состава самой нефти, так и от конкретной ситуации.

Распространение разлитой на водной поверхности нефти происходит под действием сил тяжести и контролируется ее вязкостью и силами поверхностного натяжения. Уже через 10 мин. после разлива 1 т нефти она распространяется на акватории в радиусе 50 м и толщиной слоя 110 мм, с последующим образованием более тонкой пленки (менее 1 мм) и покрытием акватории площадью до 12 км2. При растекании сырой нефти по суше она быстро теряет свои летучие компоненты, а оставшиеся более вязкие фракции начинают тормозить процесс растекания. Пленочная нефть в водной среде дрейфует преимущественно по направлению ветра со скоростью, часто превышающей скорость движения воды и составляющей 3-4 % от скорости ветра.

До 15 % углеводородов нефти переходит в растворенное состояние, и этот переход в раствор растянут во времени и в большей степени зависит от гидродинамических и физико-химических условий в поверхностных водах. Максимально устойчивые в воде концентрации растворенных углеводородов составляют 0,3-0,4 мг/м3.

Образование нефтяных эмульсий определяется прежде всего составом нефти и турбулентным режимом водных масс. Наиболее устойчивые эмульсии типа «вода в нефти» содержат от 30 до 80 % воды, такие эмульсии могут существовать более 100 дней, а с понижением температуры устойчивость их еще возрастает. Обратные эмульсии типа «нефть в воде», представляющие собой суспензированные в воде капельки нефти, малоустойчивы из-за действия сил поверхностного натяжения, которые быстро снимают дисперсность нефти.

Химические превращения нефти на поверхности и в толще воды начинают проявляться не раньше чем через сутки после ее попадания, и носят в основном окислительный характер. Конечные продукты окисления (гидроперекиси, фенолы, карбоновые кислоты, кетоны, альдегиды и др.) имеют повышенную растворимость в воде и обладают высокой токсичностью (см. гл. VII).

Присутствие в воде и на суше частиц различного состава приводит к

тому, что часть нефти (10-30 %) сорбируется на них или осаждается на дно водоема; эти процессы наиболее активно происходят в прибрежной полосе и на мелководье из-за интенсивного перемешивания. Одновременно идет процесс биоседиментации, т. е. извлечения нефти остатками организмов и их метаболитами. Тяжелые фракции нефти могут сохраняться в толще грунта или в донных осадках в течение многих месяцев и даже лет.

Нефтяные агрегаты в виде смолистых комков образуются как остатки после испарения и растворения относительно легких фракций нефти, эмульгирования и химического превращения нефти. На образование этих агрегатов уходит 5-10 % разлитой нефти. Размеры агрегатов колеблются от 1 мм до 10 см, время существования таких нефтяных агрегатов составляет от 1 месяца до 1 года.

Очевидно, что нефть в окружающей среде быстро теряет свои первоначальные свойства, разделяется на группы углеводородов и фракции в разных миграционных формах, состав и химические свойства которых радикально изменились. Все перечисленное выше необходимо учитывать при осуществлении мероприятий по ликвидации нефтяного загрязнения на водных объектах и на суше. Современный арсенал методов и средств, имеющихся в распоряжении служб по борьбе с разливами нефти, весьма разнообразен и включает механические, химические и биологические средства, которые обычно дополняют друг друга.

С позиции экологической безопасности более предпочтительны механические способы сбора разлитой нефти - путем ограничения ее распространения и применения специальных нефтесборщиков и сепарационных установок. Основными техническими средствами локализации нефтяного загрязнения являются боновые заграждения, и в настоящее время их известно около 150 видов. Они не только локализуют разлив, но и обеспечивают эффективную очистку данной поверхности от нефти (например, сорбционные боны), а специальные сепарационные устройства приводят еще и к отделению собранной нефти от воды. Для выполнения нефтесборных работ широко применяются скиммеры: олеофильные (дисковые, барабанные и щеточные), вихревые и центробежные, пороговые, комбинированные (например, олеофильные диски и порог в одном корпусе скиммера), абсорбционные скиммеры (вертикальные или горизонтальные), отличающиеся лишь принципом сбора нефти и нефтепродуктов.

Широко используются методы, основанные на свойствах различных материалов поглощать нефть; на воде наиболее эффективны плавающие сорбенты (плотностью менее 1000 кг/м3): природные - торф, мох, сено, солома, опилки и искусственные - полиуретан, резина, целлюлоза, кокс и другие материалы, выпускаемые в виде гранул или полос. Гранулированные сорбенты более эффективны, чем матерчатые, их применяют для удаления нефтяного загрязнения на больших площадях. Преимущество искусственных сорбентов по сравнению с природными заключается в возможности их повторного использования (после регенерации).