1 Рис. 3.15. Устройство бонового заграждения типа «Анаконда

Конструкция бонового заграждения «Балеар» (Франция) состоит из пусто­телых поплавков, автоматически наполняемых воздухом за счет расширения пружин-рессор и клапанов, расположенных в каждом поплавке. При складыва­нии пружины сжимаются, воздух выпускается и габариты заграждения умень­шаются.

68

Рис. 3.16. Схема постановки боновых заграждений: а) оконтуривающая; б) клиновидная; в) угло­вая; г) «елочкой»; 1 —растяжка; 2 — якорь; 3 — берег; 4 — боновое заграждение; 5—нефтяное загрязнение; 6—катер; 7—плавающий якорь

При ширине зеркала воды до 250...300 м и скорости потока более 0,36 м/с предпочтительной является клиновидная схема (рис. 3.166). Она предусматри­вает установку боновых заграждений под острым (20...40°) углом к направле­нию течения. По сравнению с поперечным такое размещение бонового заграж­дения имеет ряд преимуществ. Во-первых, значительно уменьшается лобовое сопротивление и нагрузка на заграждение, а также удерживающие растяжки. Во-вторых, при поперечной установке бонов и скорости течения воды более 0,2 м/с часть верхнего слоя воды и нефтяного загрязнения обтекает загражде­ние снизу, что резко снижает его эффективность. Наконец, в результате удара о заграждение, установленное под углом, загрязненная нефтью вода движется в сторону берега, где скорость течения, как правило, меньше, и поэтому нефть легче собрать.

Чтобы обеспечить клиновидное положение боновых заграждений расстоя­ние между точками крепления растяжек выбирают таким образом, чтобы избе­жать чрезмерного прогиба бона в плане.

69

Вариантом клиновидного размещения бонов является их установка под углом к направлению потока (рис. ЗЛбв). Если река имеет большую ширину, то боновые заграждения целесообразно ставить по схеме «елочка» (рис. 3.16г).

Боковые заграждения используют при скорости течения воды до 1,2 м/с. Объясняется это тем, что перед боновым заграждением скапливается толстый слой нефти, который испытывает гидродинамическое воздействие движущейся воды. При высоких скоростях потока в нижней части бона на границе раздела нефть-вода вследствие турбулизации происходит дробление (эмульгирование) слоя нефти, отрыв ее частиц и их унос под заграждение. По,понятным причи­нам боны неэффективны и при высоте волны более 1,25 м. ,•

В ходе Всероссийских учений по ликвидации аварий на р. Иртыш [27] были проведены испытания следующих средств локализации нефтяных за­грязнений:

• заграждение плавающее (пр. 4423) конструкции АЦКБ;

• боновое заграждение БЗ-14-00-00 (г. Ростов-на-Дону);

• заграждение типа «Уж-20М» конструкции ИПТЭР;

• боновое заграждение «Балеар-312» (Франция);

• боновое заграждение «Балеар-3232 (Франция).

Технические характеристики и результаты испытаний данных типов боно-вых заграждений (БЗ) приведены в табл. 3.6.

На основании результатов испытаний комиссия рекомендовала оснащать аварийно-восстановительные службы отечественными боновыми загражде­ниями типов БЗ-14-00-00 и «Уж-20М». ,.,

Сбор нефти с поверхности воды осуществляется механическим и физи­ко-химическими способами.

Механический способ реализуется вручную, либо с использованием ме­ханизированных средств. Ручные средства (лопаты, метлы, скребки) применя­ют там, где неприменимы механизированные, а также для подчистки террито­рии после использования последних.

К механизированным относятся стационарные, переносные и плаву­чие средства нефтесбора. Стационарные средства служат источником пара и горячей воды для отмывки нефтезагрязненного берега, сжатого воздуха или электроэнергии, для привода двигателя средств нефтесбора для разделения собранной смеси, накопления собранной нефти и т. д. Переносным является, например, устройство «Lamor Rock Clearer», представляющее собой щетку, вращающуюся вокруг горизонтальной оси благодаря пневматическому двига­телю. Подача сжатого воздуха осуществляется от установленного рядом ком­прессора.

Таблица 3.6—Характеристики боновых заграждений

Показатели	Величина показателей для заграждений типа
	АО «АЦКБ» (г. Астрахань)	БЗ-14-00-00 (г. Ростов-на-Дону)	Уж-20М (г.Уфа)	«Балеар-312» (Франция)	«Балеар-323» (Франция)
Скорость течения, при которой БЗ сохраняет устойчивость, м/с	0,25	0,5	1,5
Скорость ветра, м/с	12	10	—	—	—
Высота волны, м	1,25(36)	1,25(36)
Исполнение	не и/о	и/о	не и/о	не и/о	не и/о
Срок службы, лет	—	2	—	—	—
Компактность укладки для транспортировки и хранения, м3/м			0,03
Масса 1 м, кг	4,75	6,0	4,5	5,0	8,0
Интервал рабочих температур, °С	-30...+40	0...+40	-5...+35	-20...+70	-20...+70
Длина секции, м	20	100	50	50	10
Высота экрана, м: надводная подводная	0,15 0,45	0,2 0,5	0,20 0,48	0,25 0,35	0,37 0,53
Время подготовки заграждения на суше, мин	60	60	60	60	60
Время развертывания и крепления секций на воде, мин	30	25	30	25	25
Угол установки, обеспечивающий устойчивость на воде, град.	30	35	30	26	36
Максимальное усилие перемещения БЗ при установке на течении, кг	300	300	500	600	1650
Максимальное усилие удержания БЗ в рабочем положении, кг	200	230	220	250	760

70

71

К плавучим относятся устройства (нефтесборники), непосредственно со­бирающие нефть с поверхности воды (за рубежом и называют скиммерами — от английского skim — удаление верхнего слоя).

К физико-химическим способам ликвидации нефтяных загрязнений от­носятся:

• сбор нефти с помощью веществ, увеличивающих поверхностное на­ тяжение на границе раздела вода — нефть, что способствует уменьшению пло­ щади (а значит увеличению толщины нефтяного пятна);

• поглощение нефти адсорбентами.

Для «стягивания» нефтяной пленки на поверхности воды в нашей стране был разработан препарат СН-5. Из зарубежных веществ аналогичного назна­чения известны препараты «Ойл Хер дер» фирмы «Шелл» и «Коррексит ОС-5» фирмы «Эксон». Их использование эффективно при течении воды со скоро­стью менее 0,25 м/с и волнении менее 1 м.

К эффективным методам очистки водной акватории от нефтяных загрязне­ний относятся способы поглощения нефти адсорбентами.

Поскольку применение нефтесборщиков и адсорбентов получило на­ибольшее распространение, рассмотрим их более подробно.

Нефтесборщики

По принципу действия они могут быть разделены на адсорбционные, ва­куумные, адгезионные, пороговые, шнековые и использующие центробежные силы (рис. 3.17) [26].

Н ефтесборщики 1

Всасывающие

Пороговые

С использованием цетробежных сил

как правило, выполняют синтетические вещества, специально обработанные с тем, чтобы они не впитывали вод^/На принципе адсорбции основана работа нефтесборщика, изображенного на рис. 3.18 [28]. Его основным элементом яв­ляется лента 7, изготовленная из высокопористого материала, которая сначала поглощает нефть 4, а затем отжимается валиком 8 и ведущим барабаном 2, ус­тановленным на катере 1. Накапливающаяся нефть откачивается через гибкий шланг 9 в резервуар. Далее лента проходит по направляющим 3 и вновь опуска­ется в воду, поглощает нефть, огибает поворотный барабан 5, укрепленный на понтоне 6 и возвращается к отжимному устройству. Помимо высокой адсорби­рующей способности материал ленты должен обладать высокой прочностью, гибкостью и эластичностью. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет полипропилен, упрочненный нейлоновой оплеткой. При длине ленты 50 м и скорости движения 30 м/мин производительность установки составляет до 70 л нефти в минуту. С повышением вязкости нефти адсорбционная способность материала ленты уменьшается. Поэтому данный метод сбора жидких углево­дородов эффективен при их кинематической вязкости не более 300 мм²/с [29].

Вихревая воронка

Конвейерные

Конвейерные

С ПОСТОЯННЫМ

Со сбором и

последующим

сбросом

сорбентов

порогом

С вращающимся барабаном

Гидроциклон

С вращающимся барабаном

С регулируемым порогом

С вращающимися дисками

С непрерывной трос-шваброй

Рис. 3.17. Классификация нефтесборщиков

Работа адсорбционных нефтесборщиков основана на поглощении (ад­сорбции) нефти специальным материалом (адсорбентом). Роль адсорбента,

72

Рис. 3.18. Адсорбционный нефтесборщик: 1 —катер; 2—ведущий барабан; 3—направляющие; 4—нефть; 5—поворотный барабан; 6—понтон; 7—лента; 8—валик; 9—гибкий шланг

Известно также устройство для удаления нефти с поверхности воды — трос-швабра, включающая бесконечный пояс, адсорбирующий нефть и изго­товленный из полиуретановых прядей, протянутых через пряди несущего тро­са так, что они выступают из него в радиальном направлении по окружности в виде ворса. Адсорбирующий пояс проходит между двумя вращающимися роликами, отжимающими нефть, сливающуюся в лоток, откуда нефть откачи­вается в резервуар [30]. Недостатком данного устройства является низкая про­изводительность по собираемой нефти.

В работе [26] описан адсорбционный нефтесборщик «Марко» (США). В ка­честве пефтесобирающего элемента на этом судне используется лента, изготов-

73

_i£

ленная из нейлоновой сетки с нанесенным на нее слоем пористого олиофильно-го пенополиуретана. Нефть с ленты отжимается в специальную емкость.

Основным элементом вакуумных нефтесборщиков является емкость, в которой с помощью вакуумного насоса создается разряжение, что обеспечи­вает всасывание в емкость нефтяного слоя. Например, в ОАО «Верхневолжск нефтепровод» разработана установка для сбора нефти вакуумным способом. Она состоит из вакуумного насоса, сепаратора для разделения водонефтяной смеси, трубы коллектора и вакуумных насадок. Вакуумная установка устанав­ливается в стороне от пятна нефти, и к ней при помощи шлангов присоединя­ются вакуумные насадки (лотки, укрепленные на рукоятке). Рабочие, двигаясь по мелководью (например, болоту), прижимают лотки к поверхности грунта и нефть, осевшая на грунте и растительности, под действием вакуума посте­пенно собирается в сепаратор. После разделения водбнефтяной смеси вода дренируется на землю, а нефть откачивается в специальный нефтесборник.

Работа нефтесборщика «Нефть-сорб-1» (разработан ВНИИСПТнефтью, ныне ИПТЭР), основана на создании вихревой воронки на поверхности воды. Производительность нефтесборщика составляет 30 м³/ч, общая масса— 16 т.

Работа адгезионных нефтесборщиков основана на прилипании нефти к поверхности специальных элементов, с которых она затем счищается в неф-тесборную емкость. На принципе адгезии основана работа нефтесборщи­ка, изображенного на рис. 3.19 [25]. В процессе вращения барабанов 1 нефть увлекается их поверхностью вверх, где счищается специальными щетками 2 в накопитель 3, а из последнего по трубопроводу 4 откачивается в резервуар.

в ёмкость

-барабан; 2—щетка; 3—накопитель; 4—отсасываю-

Рис. 3.19. Адгезионный нефтесборщик: 1 -

щий трубопровод

В Норвегии фирма «Франк Мун» также предложила конструкцию, рабо­тающую по адгезионному принципу (рис. 3.20) [26]. Нефтеприемник 2, состоя­щий из 200 дисков диаметром 500 мм со щетками, смонтирован на приемном рукаве. Гидравлическая консоль 1 опускает нефтеприемник 2 в нефтяное загрязнение. Консоль сконструирована таким образом, что она автоматически

копирует профиль волны, обеспечивая тем самым нахождение приемного уст­ройства на водной поверхности независимо от высоты волн. Поэтому система способна работать при волнении до 5 баллов. Она рассчитана на сбор нефти, вязкостью 100.. Л 50 мм²/ч (в зависимости от толщины нефтяного слоя).

- гидравлическая

Рис. 3.20. Нефтесборочное устройство фирмы «Франк Мун» (Норвегия): 1 -

консоль; 2—нефтеприемник

Принцип перетекания воды через водослив из зоны с большим уров­нем воды в зону с меньшим уровнем использован при создании пороговых нефтесборщиков. Понижение уровня в приемной камере создается путем от­качки воды из нее. В результате создается эффект спокойного поверхностного подтекания слоя воды к приемному отверстию, что обеспечивает подтягивание к нему нефтяной пленки с большей площади. Чаще всего в качестве приемного отверстия применяется «плавающая» воронка, соединенная с трубопроводом насосом, откачивающим нефтяное загрязнение. Данный метод сбора нефти весьма эффективен для сбора толстых пленок нефти при отсутствии волне­ния на водной поверхности. Устройство отличается простотой и надежностью в работе.

Пороговые нефтесборщики изображены на рис. 3.21 [25]. Первый из них (рис. 3.21а) состоит из понтона 1, емкости 2 и отсасывающего рукава 3. Нефтяное загрязнение 4 поступает в емкость 2 через погруженный в воду (при работе насоса) передний край нефтесборщика 5. Чем больше расход откачки, тем ниже опускается порог. При прекращении откачки он поднимается выше уровня воды. Таким образом, регулируя скорость откачки, можно собирать и удалять нефтяные пленки разной толщины. При ширине переднего края неф­тесборщика равной 1 м максимальная производительность устройства дости­гает 12 т/ч.

Второй нефтесборщик (рис. 3.216) состоит из четырех попарно соеди­ненных поплавков 6, поддерживающих желоб 7 с отсасывающим рукавом 3. Регулировка поплавков осуществляется таким образом, чтобы края желоба 8 были слегка притоплены. Стекающая при этом в желоб пленка нефти 4 удаляет­ся через гибкий рукав посредством отсасывающего насоса.

74

75

В емкость

Рис. 3.21. Пороговые нефтесборщики: 1 — понтон; 2— емкость; 3 — отсасывающий рукав; 4 — нефтяное загрязнение; 5 — передний край нефтесборщика; 6 — поплавок; 7 — желоб; 8 — край желоба

ч__ Щнековые нефтесборщики позволяют собирать толстый и вязкий слой нефти. Шнековые устройства отличаются простотой, надежностью и долговеч­ностью конструкции, малочувствительны к волнению, не реагируют на изме­нение свойств нефти, рх недостатком является быстрое забивание приемного устройства м"ех!нйческим мусором [26].

Рис. 3.22. Нефтесборщик фирмы «Густав Терлинг»: 1 — поплавок; 2— рама; 3 — приемная воронка; 4 — шнековый насос

В Швеции наиболее распространенным нефтесборщиком является уст­ройство фирмы «Густав Терлинг» (рис. 3.22). Оно состоит из рамы 2, опираю­щейся на поплавки 1 из стеклопластика, приемной воронки 3 и шнекового насоса 4. Перекачиваемый продукт забирается загрузочной воронкой и направ­ляется во вращающийся шнек, который выполняет функцию объемного насоса.

Специалисты ОАО «Приволжскнефтепровод» совместно с Гипровосток-нефть разработали, изготовили и испытали шнековый нефтесборщик ПШН-2 [31]. Работает он следующим образом. Сжатый воздух поступает на пневмо-дрель, которая вращает горизонтальный шнек и через щель в его корпусе за­сасывается нефть. На выходе из корпуса шнека нефть переливается через пе-

76

регородку, расположенную выше уровня воды в водоеме, в отстойник без дна. Далее после отстаивания нефть переливается в нефтенакопитель, из которого откачивается винтовым насосом.

Отличительными особенностями нефтесборщика данной конструкции являются:

• пожаро- и взрывобезопасность за счет использования в качестве привода сжатого воздуха;

• малая глубина погружения нефтесборщика в водоем;

• небольшая масса и габариты установки, позволяющие осуществлять транспортировку нефтесборщика в зоне разлива к труднодоступным мес­ там вручную;

• высокая степень разделения водонефтяной смеси за счет использования шнека в качестве рабочего органа нефтесборщика, исключающего эмуль­ гирование, и применения бездонного отстойника.

Основные технические характеристики ПШН-2 приведены в табл. 3.7.

Таблица 3.7 —Характеристики ПШН-2

Показатели, их размерность	Величина показателей
Максимальная производительность, м3/ч:
— по нефти — по жидкости	0,9 12
Толщина слоя собираемой с водной поверхности нефтяной пленки, мм:
— минимальная — максимальная	следы 20
Расход сжатого воздуха на привод шнеков и насоса, м3/мин	1...1,5
Давление сжатого воздуха, МПа	0,2...0,5
Масса, кг	105

/ Нефтесборщики, использующие центробежные силы, образуют вих­ревую воронку с помощью импеллера и подают нефтезагрязненную воду для разделения в гидроциклон. Здесь при вращении жидкости за счет центробеж­ных сил более тяжелая вода отбрасывается к стенке, а нефть, как более легкая, мигрирует к центру гидроциклона. Из него они выводятся двумя разными по­токами. :

Во Франции разработан ряд конструкций типа «Циклонет», использую­щих принцип центробежного разделения нефтезагрязненных вод.

В ходе Всероссийских учений по ликвидации аварий на р. Иртыш [27] были проведены испытания некоторых типов нефтесборщиков при сборе ими­татора нефти (растительного масла). На учениях были представлены:

77

• нефтесборщик НСД У-1 (фирма «Эридан»);

• нефтесборщик ОАО «МН „Дружба"»;

• установка-скиммер вакуумная (Астраханское ЦКБ);

• несамоходный нефтесборщик с насосным оборудованием «Диск-Эгмо» (Франция);

• нефтесборщик НА-15М (ОАО «Уралсибнефтепровод»);

• нефтесборщик НСДУ-2 (ИПТЭР);

• универсальный нефтемасло с борщик УНС-003 (фирма «ИНБАС»). Технические характеристики данных нефтесборщиков pi результаты их ис­ пытаний приведены в табл. 3.8.

Таблица 3.8 — Характеристика нефтесборщиков и показатели их работы

Показатели	Величина показателей для нефтесборщиков типа
	НСДУ-1	НСДУ-2	Диск-Эгмо	НА-15М	НС «Дружба»	УНС-0003	Вакуум. АЦКБ
Производительность, М3/Ч	8	15	40...60	15	10	4	10,15
Габаритные размеры, м: длина ширина высота	1 1	1,5 1,5 0,3	1,8 1,3 0,8	3,0 1,0	0,96 1,34 0,74	2,07 1,34 0,74	2,85 2,06 1,07
Осадка, м	0,12	0,20	—	0,3	0,17
Масса, кг	15	20	120	250	23	237	1450
Обслуживающий персонал, чел.	2	2	2...3	—	2	2	2
Тип привода	—	—■	дизель гидравл.	электрич.	электрич.	электрич.	дизель
Вместимость резер­вуара, м3	—	т-	—	—	—	—	—
Скорость хода, км/ч		—	—	__	—	_	—
Стоимость	—	—	512 000$	—	—	4200$	5 млн руб
Продолжительность подготовки к работе, мин	20	20	25	25		10	15
Продолжительность сбора нефти, мин	21	55	38	16	50	43	32
Содержание нефти в собранной смеси, %	10	1	5...7	5	83	90	5...7
Содержание раство­ренной и эмульгиро­ванной нефти, мг/л		9,1	74	250	270	284

78

По результатам испытаний комиссия сделала следующие выводы [27]:

1. Все представленные нефтесборщики обладают одним из недостатков — либо слишком мала производительность при удовлетворительных резуль­ татах разделения водонефтяной смеси, либо при высокой производитель­ ности не обеспечивается качественное отделение нефти от воды.

1. Более эффективны нефтесборщики УНС-003 и ОАО «МН «Дружба».

2. В результате использования в обвязке нефтесборщиков НСДУ-1, НА-15 и ОАО «МН „Дружба"» шестеренных и центробежных насосов образуется значительное количество стойкой водонефтяной эмульсии с содержанием нефти 250...300 мг/л.

3. Конструкция большинства нефтесборщиков не позволяет использовать их в комплекте с боновыми заграждениями для сбора нефти на течении.

4. Для работы в отстойниках и амбарах наиболее целесообразно применять нефтесборщики дискового или барабанного типа, т. к. они обеспечивают качественный сбор нефти без применения специального нефтеотдели- теля.

Адсорбенты

Адсорбенты — это высокодисперсные природные или искусственные ма­териалы с развитой наружной поверхностью, на которой происходит адсор­бция веществ из соприкасающихся с ней газов или жидкостей. Адсорбенты для сбора нефти с поверхности воды — это, в основном, пористые материалы, хорошо впитывающие частицы углеводородной жидкости и плохо или совсем не впитывающие воду (гидрофобные поверхности).

Все адсорбенты делятся на три группы: 1) природные неорганические; 2) природные органические; 3) синтетические [37].

К природным неорганическим адсорбентам относятся перлит, вермику­лит, цеолит и др. минеральные вещества. Они широко распространены в природе и имеют относительно низкую стоимость. Однако неорганические адсорбенты имеют невысокую нефтеемкость, обладают малой плавучестью, нетехнологич­ны и опасны в применении (мелкодисперсные частицы адсорбента уносятся ветром, а также образуют пыль, являющуюся канцерогенной).

Природными органическими адсорбентами являются растительные отходы (пшеничная и камышовая сечка, древесные опилки, шелуха гречки, отходы ватного производства, сушеный мох, торф), сорбойл А, сорбойл Б, во­локно аэрофонтанной сушки АФС, Лесорб-Экстра, волокнистое углеродное вещество и др. Основа этих сорбентов широко распространена в природе или является отходами промышленных предприятий. Сорбенты данной группы ха­рактеризуются средними значениями нефтеемкости. Однако для обеспечения гидрофобности практически все они должны быть подвергнуты дополнитель­ной обработке, что приводит к увеличению их стоимости.

79

К синтетическим адсорбентам OTHOcaT^jammpi^r., полипропилен, ре­зиновая крошка, карбамидформальдегидная и фенолформальдегидная смола, лавсан, поролон, уголь, ватин и другие материалы. Они используются в виде гранул, крошки, порошка, полотна. Высокоолефильные и гидрофобные син­тетические материалы идеальны для сбора разлитой на воде нефти, обладают высокой нефтеемкостью и малым водопоглощением. Недостатками синтети­ческих адсорбентов является то, что они дороже органических, биологически не разлагаются и при утилизации могут отрицательно влиять на окружающую среду

Применение сорбентов в большей степени определяется не составом ма­териала, из которого он изготовлен, а тем, в каком виде он выпускается (крошка, волокно, полотно, порошок, гранулы). Поэтому их разделяют на дисперсные и волокнистые. К дисперсным принято относить любые минеральные и орга­нические материалы, у которых отношение максимального линейного размера к минимальному не превьцпает 10. К волокнистым относят вещества у которых данное отношение больше 10>

Основным показателем, определяющим эксплуатационную эффектив­ность сорбентов является их нефтепоглощающая способность (нефтеемкость), т. е. масса нефти, поглощенная единицей массы сорбента. Однако в условиях сбора нефти с поверхности водоема, необходимо учитывать, что одновременно сорбент поглощает воду. С увеличением водопоглощения эффективность сор­бентов снижается. Поэтому не менее важным их эксплуатационным показате­лем является водопоглощение. Наконец, простейшим способом регенерации сорбента является частичный отжим из него собранной нефти, что позволяет вновь использовать регенерированный материал.

В работе [38] приведены данные о величинах нефте- и водопогло­щения 35 различных сорбентов, а также о степени отжима нефти из них (табл. 3.9). Ее данные показывают, что для части рассмотренных сорбентов применение отжима бесполезно (пенопласт, резиновая крошка, кусковая кар-бамид-формальдегидная смола, агрил, вспененный никель, «Пит Сорб»), а для части — малоэффективно (пшеничная и камышовая сечка, древесные опилки, шелуха гречки). Из оставшихся материалов высокую долю нефтепоглощения (более 70 %) имеют листовой поролон (толщина 3 мм), СИНТАПЭКС, микро­пористый технический углерод, ватин, простеганное стекловолокно, отходы ватного производства, «Лессорб».

На основании проведенных исследований авторы [38,41] делают вы­вод о перспективности использования сорбента СИНТАПЭКС, получаемого из отходов прядильного производства. По своим характеристикам он близок к ватину, но гораздо дешевле его. Данный сорбент целесообразно использовать в виде салфеток, матов, лент.

Таблица 3.9 — Технические характеристики некоторых сорбентов

Сорбент	Нефте-погло-щение, г/г	Водо­погло­щение, г/г	Доля погло­щенной нефти, %	Степень отжима нефти, %
Органические сорбенты промыш Пенопласт полистирольный (гранулы)	ленного п] 9,26	юисхожде! 4,45	1ИЯ 67,5	0
Полипропилен (гранулы)	1,60	0,80	66,7	0
Измельченные шины (крошка)	3,58	7,20	33,2	55
Каучуковая (резиновая) крошка	5,11	0,30	94,5	0
Карбамидформальдегидная смола: кусковая порошковая	23,30 39,60	0,10	99,6 100,0	0 60
Фенолформальдегидная смола (порошок)	4,42	14,54	23,3	0
Листовой поролон (толщина 3 мм)	14,50	1,30	91,8	75
Листовой поролон (толщина 18 мм)	35,2	25,92	56,9	85
Гранулированный поролон (5.. .8 мм)	36,89	30,71	54,6	—
Синтепон	46,31	52	47,1	94
Бурый измельченный уголь	1	^_	100,1	—
Измельченный битум	4,5	1	81,8	—
СИНТАПЭКС (отход прядильного производства)	24,45	0,20	99,2	83
Макропористый технический углерод	4,5	1	81,8	81
Нетканый материал (лавсан): образец А образец Б образец В	14,05 7,27 4,71	13,91 7,08 4,33	50,3 50,7 52,1	82 66 60
Агрил-А (гладкая поверхность)	13,90	1,46	90,5	0
Агрил-А (шероховатая поверхность)	13,60	1,80	88,3	0
Агрил-Б (гладкая поверхность)	8,20	1,48	84,7	0
Ватин	27	0,5	98,2	87
Хлопчатобумажное рулонное полотно	3,2	—	100,0	—
Неорганические сорбенты иромьи Вспененный никель (толщина 5 мм)	пленного г 2,91	фОИСХОЖД 3,03	гния 49,0	0
Простеганное стекловолокно	5,42	1,72	75,9	60
Растительные о Пшеничная солома (сечка)	тходы 4,10	4,30	48,8	36
Камышовая сечка	8,20	4,68	63,7	30

80

81

Продолжение табл. 3.9

Продолжение табл. ЗЛО

Сорбент	Нефте-погло-щенис, г/г	Водо-погло-щение, г/г	Доля погло­щенной нефти, %	Степень отжима нефти, %
Древесные опилки	1,72	4,31	28,5	20
Шелуха гречки	3,50	2,20	61,4	44
Отходы ватного производства	8,30	0,26	97,0	60
Высушенный цельный мох	3,5	3,1	53,0	—
Высушенный измельченный мох	5,8	3,5	62,4	—
Торф	17,71	24,28	42,2	74
Специализированные пог «Лессорб» (торфяная пыль обработанная)	лотители 1 9,10	{ефти 2,50	78,4	66
«Пит Сорб» (ФРГ, фирма «Клон Инк.»)	6,19	ОД	98,4	0

Необходимо отметить высокую избирательную нефтепоглощающую спо­собность резиновой крошки, кусковой карбамидформальдегидной смолы, из­мельченного бурого угля, измельченного битума, агрила, хлопчатобумажного рулонного волокна, «Пит Сорба». Однако регенерация этих сорбентов весьма сложна.

В работе [37] также приводятся результаты сравнительных испытаний различных сорбентов (табл. 3.10).

Таблица 3.10 — Результаты испытаний эффективности сорбентов

Разработчик	Сорбент	Нефте-емкость, г/г при *=20 °С	Водопогло-щение при *=20 °С, г/г	Доля погло­щенной нефти, %
ИХН СО РАН (г. Томск)	МатыНПМ-8	20,9	0,64	97,0
ИХН СО РАН (г. Томск)	Салфетки НПМ-2,5	12,1	0,15	98,8
ИХН СО РАН (г. Томск)	Маты НПМ-3	13,7	0,33	97,6
ИХН СО РАН (г. Томск)	СЛР на основе полипропилена	0,3	0,21	58,8
ИХН СО РАН (г. Томск)	СЛР на основе полиэтилена	2,0	0,49	80,3
АДС (г. Москва)	Полисорбент Н-1 (1)	22,5	1,7	93,0
АДС (г. Москва)	Полисорбент Н-1(2)	24,6	0,14	99,4
АДС (г. Москва)	СП-1	0,9	0,08	91,8

82

Разработчик	Сорбент	Нефте-ем кость, г/г при *=20 С	Водопогло-щение при *=20 С, г/г	Доля погло­щенной нефти, %
АДС (г. Москва)	Полисорбент П-1 (1)	24,8	0,78	97,0
УГНТУ (г. Уфа)	Волокнистоуглеро-дистое вещество	3,9	2,83	58,0
ТОО «Лессорб» (г. Брянск)	Лессорб-Экстра	12,1	6,90	63,7
АЕН, ЗАО «Экосорбент»	Сорбойл А	2,5	1,47	63,0
АЕН, ЗАО «Экосорбент»	Сорбойл Б	1,6	1,50	51,6
ИПТЭР, БашНИИНП	Ресорб-4	3,0	0,46	86,7
ИПТЭР, БашНИИНП	Ресорб-8	9,3	0,40	95,9
Камский ЦБК	Волокно АФС	7,6	4,80	61,3
Макрон (Финляндия)	Эковата	11,7	1,80	86,7
ЗМ (США)	Салфетка ЗМ	15,8	0,08	99,5
ЗМ (США)	Мочалка ЗМ	2,8	0,00	100
Республика Белоруссия	Бусофит	4,9	2,50	66,2
Кременчуг	Перлит	8,0	4,50	64,0
Институт криосферы земли СО РАН	КФП(1)	81,0	5,00	94,2
Институт криосферы земли СО РАН	КФП (2)	51,0	4,80	91,4
Институт криосферы земли СО РАН	КФП(З)	179,0	5,30	97,1
Институт криосферы земли СО РАН	КФП — крошка	101,0	5,10	95,2

Из таблицы ЗЛО видно, что наибольшей нефтеемкостью (51... 179 г/г) об­ладают карбамидноформальдегидные пено сорбенты КФП-1, КФП-2, КФП-3, КФП-крошка [46]. Для них же характерны весьма высокие величины доли не-фтепоглощения. Далее с большим отрывом идут полисорбенты Н-1, Н-2, П-1 и маты НПМ-8. Примерно еще в 2 раза меньше нефтеемкость салфеток НПМ-2,5, матов НПМ-3, эковаты, салфеток ЗМ, «Лессорб-Экстра». При этом для всех них также характерно низкое водопоглощение.

Результаты сравнительных испытаний различных сорбентов приведены и в работе [47].

Полученные результаты необходимо учитывать при выборе сорбента в зависимости от того, ликвидируются последствия нефтяного разлива на воде или на суше, каким образом будет и будет ли утилизирована адсорбированная

83

нефть и т. д. К сожалению, утилизация очень многих насыщенных сорбентов (ПИТ СОРБ, Турбосорб, Сибсорбент, БТИ-1, ИПМ-3 и др.) предусматривает их сжигание или захоронение, что идет вразрез с задачей ресурсосбережения.

Применение сорбентов необходимо рассматривать как мероприятие по дополнительному сбору нефти после использования нефтесборщиков. Однако они могут быть применены в качестве самостоятельного средства сбора разлитой нефти при отсутствии нефтесборщиков, малых площадях нефтяно­го загрязнения, защите от загрязнения нефтью прибрежной зоны и береговых сооружений, для освобождения поверхности водного объекта от сплошной пленки нефти в целях сохранения фауны и флоры, при наличии реальной опас­ности воспламенения нефти, взрыва береговых сооружений и находящихся на воде в аварийной зоне сооружений и транспортных средств.

Схемы расстановки технических средств локализации и сбора аварийных разливов нефти на водных переходах нефтепроводов

АК «Транснефть» и СКБ «Транснефтеавтоматика» разработали схемы расстановки технических средств локализации и сбора нефти с поверхности водоемов [39].

Схема постановки нефтесборщика и бонового заграждения в основ­ном русле реки (рис. 3.23). Сбор основной массы нефти производится неф­тесборщиком, располагающимся на определенном расстоянии от места ава­рии. Боновое заграждение и нефтесборщик размещаются с расчетом наиболее полного улавливания нефтяного загрязнения, всплывающего на поверхность в виде шлейфа, расширяющегося в вертикальной и горизонтальной плоскос­тях. На пути D до бонового заграждения должны успеть всплыть все нефтяные частицы, а угол раскрытия бонового заграждения должен обеспечить их полное улавливание несмотря на наличие бокового ветра.

Скорость всплытия нефтяных частиц малого (~1мм) диаметра d_H описыва­ется формулой Стоке а

г де g — ускорение свободного падения; р_в, р — плотность воды и нефти; ju_e— динамическая вязкость воды.

Значит продолжительность всплытия частиц нефти при глубине русла реки h_p составит т_вс„ = hi и.

Если скорость течения воды обозначить через и_р, то искомое минимально допустимое расстояние составит

18-/

' = U ' Т — -р всп

84

Рис. 3.23. Схема локализации и сбора нефти с помощью бонового заграждения и нефтесбор­щика в русле реки: 1 — нефтяное загрязнение; 2— якорь; 3 — динамометр; 4— боновое заграж­дение; 5 — нефтесборщик; 6- - буй

Скорость растекания нефти по поверхности воды с учетом воздействия вет­ра и волн по данным [40] может достигать 3,5 % от скорости ветра и_в. Поэтому за время, пока нефтяная частица, находящаяся над трубопроводом, доплывет до бонового заграждения т_р— D/ и_р9 она сместится на расстояние

В еличина раскрытия бонового заграждения R выбирается в зависимос­ти от найденной величины L_c, положения нефтесборщика относительно места разгерметизации трубопровода и направления ветра.

Схема постановки нефтесборщика и боновых заграждений у берего­вой полосы. Часть нефтяных загрязнений, распространившихся по береговой полосе и прибрежным зарослям, рекомендуется локализовать и собирать по схеме, изображенной на рис. 3.24. Так как возле берега может иметь место об-

85

ратное направление течения, то верхний конец бонового заграждения выдви­гается в стрежень до основного течения реки. С береговой кромки, из зарослей нефть смывается и сгоняется водой, подаваемой через брандспойты мотопом­пой, пожарной или поливомоечной машиной.

Рис. 3.24. Схема локализации нефти на мелководье и береговой полосе с помощью нефте-сборного устройства: 1 — мотопомпа; 2—пожарный ствол; 3 — нефтяное загрязнение; 4—якорь; 5—боновое заграждение; 6—- место отбора проб воды; 7—вакуумная машина; 8—нефтесборное устройство

Схема сбора нефти нефтепоглощающими матами. Как показано на рис. 3.25, нефтепоглощающие маты 4 прикреплены к тросу 2, который за-пасован в блоки между береговым и стержневым якорями. Трос перемещают с помощью лебедки 3. Насыщенные нефтью маты подвергаются регенерации на установке 5.

86

Рис. 3.25. Схема локализации нефти на мелководье и береговой полосе с помощью нефте-сборного устройства: 1 — мотопомпа; 2— пожарный ствол; 3—нефтяное загрязнение; 4—якорь; 5— боновое заграждение; 6— место отбора проб воды; 7—вакуумная машина; 8— нефтесборное устройство

Сбор нефти с поверхности грунта

Для решения указанной задачи в наибольшей степени подходят два мето­да: сорбционный и механический.

Сорбционный метод основан на нанесении на загрязненную поверх­ность сорбента, который выступает в роли поглотителя нефти. В настоящее время выпускается более 100 видов отечественных и зарубежных сорбентов, из которых в нефтяных компаниях практическое использование нашли лишь «Эластек» (США), «Зорболайт» (Голландия), «Пит-сорб» (Канада), «Экосорб», «Сорбойл» и «СТРГ» (Россия). В декабре 2001 г. по результатам сравнитель­ных испытаний сорбентов для сбора нефти с водной поверхности на полиго­не ОАО «МН „Дружба"» для использования на объектах «АК „Транснефть"» были рекомендованы сыпучие синтетические сорбенты серии «Униполимер» (Красноярское РНУ ОАО «Транссибнефть») и волокнистый структурирован­ный сорбент «Экосорб» (ООО «ЭКОсервисНефтегаз») [48].

87

9 10 II 12 13 14

В этой же работе приводятся результаты сравнительных испытаний и эко­номическое сравнение различных сорбентов, которые приведены в табл. 3.11.

Таблица 3.11 — Экономические показатели некоторых сорбентов

Сорбент (страна-производитель)	Цена, дол. США за1 кг	Нефте-ем кость, г/г	Удельная стоимость сбора, руб./кг
Пит-сорб (Канада)	7,0	4,0	1,75
Турбо-сорб (Франция)	5,8	3,6	1,60
Эластек (США)	9,0	10	0,90
Зорболайт(Голландия)	28,0	30	0,93
Праймсорб (США)	25,0	27	0,92
Экосорб (Россия)	12,7	22	0,57
Сорбойл (Россия)	3,0	1,5. ..6,0	0,60
Экосорб экстра (Россия)	1,9	8,11	0,23
СТРГ (Россия)	8...10	50	0,20
Униполимер-М (Россия)	4,5...7,0	50...66	0,09...0,10
Униполимер-СТРГ (Россия)	8	50	0,16

Рис. 3.26. Агрегат для сбора и удаления нефтяного загрязнения с поверхности почвы: 1 —ры­чаг включения гидроцилиндров подъема стрелы; 2 — пульт управления электроприводами; 3 — клиноременная передача; 4— рычаг переключения скоростей; 5— педаль сцепления; 6— педаль газа; 7—-рычаги фрикционов; 8— стрела; 9— опорно-поворотное колесо; 10— концевой вы­ключатель; 11 — шарнир заборной головки; 12—^: электродвигатель привода лепесткового ротора; 13 — лепестковый ротор; 14—рама заборной голойки

Нетрудно видеть, что по удельным затратам на сбор 1 кг нефти наиболее предпочтительно использовать сорбенты серии «Униполимер».

/"В работе [49] предлагается собирать разлившуюся нефть совместно с неф-тезаг|)язненным грунтом механическим путем. Для этого разработан агре­гат (рис. 3.26), у которого в качестве базы, использована гусеничная машина, имеющая хорошую проходимость, достаточную грузоподъемность и требую­щая незначительной реконструкции, — трелевочный трактор ТДТ «Онежец». Основным узлом, обеспечивающим качес гво сбора загрязнений, в нем являет­ся нефтеприемное устройство — заборная головка^)

Сопоставительная оценка эффективности заборных головок различной конструкции, испытанных в полигонных условиях, приведена в табл. 3.12.

По результатам испытаний сделаны следующие выводы.

1. Шнековая заборная головка плохо перемещает загрязненную массу из-за ее высокой прилипаемости, неэффективно копирует профиль очищаемой поверхности. Процесс прилипания усложняет конструкцию и увеличивает необходимую мощность привода головки.

2. Пневмомеханическая головка энергоемка, требует большого расхода воз­ духа, обладает низкими КПД и эффективностью очистки при пониженных температурах.

Таблица 3.12— Результаты испытаний заборных головок

Тип головки	Габариты, м		Потребляемая мощность, кВт	Качество очистки при температуре
	диаметр	длина		положительной	отрицательной
Шнековая	0,32	0,4	3,2	удовл.	удовл.
Пневмомеханическая	0,15	0,9	29,0	удовл.	неудовл.
Адгезионная	0,80	0,4	1,3	плохое	неудовл.
Щеточно-роторная	0,43	0,4	1,1	плохое	хорошее

3. Адгезионная головка требует применения дефицитных материалов для рабочего органа, недолговечна, малопроизводительна и практически неработоспособна при пониженных температурах.

4. Щеточно-роторная головка наиболее эффективна из всех рассмотренных. Она наименее энергоемка, работоспособна как при положительных, так и при отрицательных температурах, обеспечивает качественную очистку загрязненной поверхности благодаря гибкости элементов и простоте копирования профиля местности.

88

89

Извлечение нефти из загрязненного грунта

Очистка нефтезагрязненных грунтов — заключительный этап любых работ по ликвидации последствий аварии на суше. Достигается это различны­ми способами — выжиганием, биодеструкцией (с помощью микроорганизмов, поедающих нефтяные углеводороды) и т. д. Но при этом нефть (нефтепродук­ты) в грунте просто разрушается. К ресурсосберегающим относятся:

• промывка нефтезагрязненного грунта поверхностно-активными вещест­ вами (ПАВ);

• центробежное сепарирование;

• дренирование почвы;

• экстракция нефти растворителями. Промывка грунта ПАВ

Промывка, как правило, предполагает выемку нефтезагрязненных почв, обработку почвы различного рода ПАВ, сбор и удаление углеводородов нефти, х а также возврат очищенной почвы на место ее первоначального залегания. ^~ Эффективность промывки зависит от вида применяемого поверхностно-активного вещества, температуры и интенсивности механического воздейст­вия на промываемый материал в различного рода устройствах. В качестве последних могут быть использованы мешалки с приводами различных типов (импеллерные, рамные, турбинные), корытные и вибрационные промывоч­ные машины, насосы, диспергаторы (коллоидные мельницы), гомогенизаторы, скруббера, струйные машины, роторно-пульсационные аппараты и т. п.

В работе [42] предлагается использовать для очистки нефтезагрязненных грунтов самоочищающееся техническое моющее средство «О-БИС» (отмы-ватель безотходный ингибирующий самоочищающийся). Как сообщают авто­ры [42], его отличительными особенностями являются:

1. высокая эффективность отмыва углеводородов при относительно низких температурах (45...55 °С);

2. способность выделять отмытый жидкий углеводород с низким содержа­ нием в нем воды.

Механизм действия «О-БИС» представляется следующим. Его водный раствор благодаря малому поверхностному натяжению проникает в трещин­ки на загрязненных поверхностях (частицах) и концентрируется в полостях, образовавшихся между ними и углеводородом. Далее сконцентрировавшийся в полостях водный раствор «О-БИС» создает «расклинивающий» эффект и от­рывает углеводород от поверхности. В результате она становится чистой, без остатков углеводородов.

Традиционные моющие средства образуют стабильные устойчивые эмуль­сии из смеси углеводородов и воды, которые трудно разделять обычными ме­тодами. Поэтому отработанные моющие средства сбрасываются на очистные сооружения (нефтеловушки, отстойники, флотаторы и т. д.), строительство ко-

90

торых требует значительных капиталовложений. В отличие от них «О-БИС» не образует с отмытым углеводородом устойчивой эмульсии, а через несколько минут отстоя углеводород всплывает на поверхность, имея обводненность ме­нее 5 %. Отделенный моющий раствор может быть использован многократно. На рис. 3.27 приведена технологическая схема нефтезагрязненного грун­та. Она предусматривает его доставку к месту отмывки, подачу в установ­ку рекультивации тяжелых нефтеотходов (УРТН), сброс отделенной нефти по трубопроводу 5 в емкость 6, а также отгрузку очищенного грунта (например, в грузовой автотранспорт).

Рис. 3.27. Технологическая схема отмывки грунтов: 1 — грунт, загрязненный нефтепродуктами; 2—транспортер для подачи грунта на отмывку; 3 — установка для рекультивации тяжелых нефте­отходов (УРТН); 4 — транспортер для выгрузки отмытого грунта; 5 — трубопровод для откачки декантированных нефтепродуктов; 6— емкость для сбора отмытых нефтепродуктов; 7— емкость для сбора очищенного грунта.

Технологическая схема УРТН приведена на рис. 3.28. Работает установка следующим образом.

Рис. 3.28. Технологическая схема УРТН: 1

2— емкость для загрязненного грунта; 3

резервуар с чистым раствором СТМС «О-БИС»;

I— емкость для загрязненного грунта; 5 — резервуар для отмывки грунта; 4— резервуар для от­мытых нефтепродуктов; 5 — баллон со сжатым воздухом для барботажа моющего раствора СТМС «О БИС» и грунта; 6— электродвигатель; 7— редуктор; 8— центробежный насос; 9 — шнек; 10— люк для выгрузки отмытого грунта; 11 — змеевики подогрева моющего раствора

91

Нефтезагрязненный грунт из емкости 2 подается шнеком 9 в резервуар 3, где выполняется его орошение нагретым раствором «О-БИС» посредством использования насоса 8. Перемешивание нефтезагрязненного грунта и раство­ра «О-БИС» производится шнеком 9, расположенным в нижней части резер­вуара 3, а также путем барботажа через смесь сжатого воздуха из баллона 5, Отделенная нефть всплывает в верхнюю часть резервуара 3, откуда перелива­ется в емкость 4, а очищенный грунт удаляется через люк 10.

Согласно литературным источникам при промывке грунта эффективно применение биоПАВ «Грин Юникмен 1223». Это светло-зеленая жидкость, нетоксичная, негорючая, безопасная для людей, животных и растений. Она не содержит кислот и растворителей, допускает многократное (20 раз и более) применение, а после этого биологически разлагается на углекислый газ и воду При применении разводится водой в зависимости от характеристик нефтяного загрязнения.

Результаты лабораторных испытаний применения данного биоПАВ при­ведены в табл. 3.13.

Таблица 3.13 — Изменение содержания нефти в почвах и грунтах при их промывке

Тип почвы или грунта	Содержание нефти, %		Время	Фитотоксичность,
	перед обработкой	после обработки	очистки, мин	% всхожести от контроля
1. Чернозем типичный	23,0	1,49	45	97,9
2. Серая лесная	17,3	1,04	40	93,9
3. Аллювиальная лугово-зернистая	14,7	0,64	30	91,9
4. Перегнойно-торфяная	25,0	11,49	45	97,9
5. Кварцевый песок	16,8	1,00	3	91,2
6. Глина, желто-бурая делювиальная	17,8	0,36	10	97,9

Нетрудно видеть, что для качественной очистки песка (до 1 % остаточного содержания нефти) необходимо всего 3 минуты. На очистку глины потребова­лось 10 мин, но удалось добиться остаточного нефтесодержания 0,36 %. Очистка почв требует времени обработки от 30 до 45 мин, что обеспечивает остаточное содержание нефти от 0,64 до 1,49 %. Исключение составляет перегнойно-торфя­ная почва, для которой за 45 мин удалось уменьшить нефтесодержание с 25 % только до 11,49%. В целом результаты промывки грунтов и почв раствором «Грин Юниклин 1223» можно признать удовлетворительными и либо исполь­зовать его в тех же установках, что и «О-БИС», либо создавать новые.

Центробежное сепарирование

Компанией «Альфа-Лаваль» предлагается процесс переработки нефтешла-ма, основанный на методе центробежного сепарирования. Характерной чер­той нефтешламов является их высокая вязкость, а также наличие в них нефти и воды, образующих эмульсионный состав, стабилизируемый мельчайшими примесями, которые достаточно трудно отделить. Таким образом, нефтешламы являются сырьем, трудно поддающимся переработкеСЦентробежное сепариро­вание представляет собой ускоренную форму гравитационного сепарирования, в основе которого лежит принцип замены естественной гравитационной силы другой силой, превышающей ее в тысячи раз. Результатом этого является зна­чительное повышение скорости оседания частиц в жидко ctt-l) Даже мельчай­шие частицы, не оседающие под воздействием гравитации, при их движении в потоке мгновенно оседают в поле центробежных сил. Тот же метод применя­ется для сепарирования нефти от воды, когда даже плотно связанные эмульсии расщепляются под воздействием высоких гравитационных силЮепарирование нефтешлама обычно осуществляется в две стадии. На первой стадии основная масса твердых частиц отделяется в деканторной центрифуге. Этот декантер производит довольно сухой остаток, содержащий минимум чистой нефти. Вытекающий поток, состоящий из нефти и воды (и минимального количества примесей), поступает на вторую стадию разделения. Здесь трехфазная тарель­чатая центрифуга разделяет смесь на очень чистую фазу нефти, фазу чистой воды и небольшое количество твердых частиц. Если требуется фаза очень чис­той воды, необходимо применение третьей сепаративной ступенй^В зависи­мости от состава нефтешлама в технологическую схему может быть включен также блок химической обработки.

В целом процесс переработки нефтешлама состоит из следующих техно­логических блоков:

• заборная система для забора сырья из нефтешламового бассейна или ре­ зервуара для хранения;

• подготовительный блок для нагревания и фильтрования сырья и последую­ щее перекачивание насосом в питательный резервуар;

• питательный резервуар;

• сепарирующая установка, перерабатывающая нефтешлам из питательного резервуара;

Производительность установок от 5 м³/ч и выше.

Двухфазная деканторная центрифуга применяется на первой стадии сепа­рации процесса переработки нефтешлама по технологии «Альфа-Лаваль».

Деканторная центрифуга предназначена для сепарирования большого количества примесей из потока нефтешлама. Применяется двухфазная вер­сия (жидкость — примеси) декантера. Данный тип машины является менее

92

93

чувствительным к колебаниям в составе исходного сырья по сравнению с трех­фазным декантором (жидкость—жидкость—примеси).

Двухфазный декантор, кроме того, выдает более сухой остаток, что озна­чает меньшие потери нефти. Деканторная центрифуга представляет собой ци­линдрический/конический барабан с достаточно большим отношением длины к диаметру.

Характерной чертой является наличие винтового конвейера, помещенно­го внутри барабана для непрерывного удаления отсепарированных примесей. Нефтешлам подается в цилиндрическую секцию, где он формирует слой-от­стойник вокруг стенки.

Примеси, будучи тяжелее жидкости, собираются на стенке барабана, с ко­торой они непрерывно удаляются при помощи винтового конвейера и подают­ся вверх, в коническую секцию — сборник, и наружу через разгрузочные вы­ходы и узкий конец.

Результат сепарирования — выделение примесей, высушивание приме­сей и очищение жидкости — оптимизируется для последующей обработки в трехфазной тарельчатой центрифуге. Примеси через равные интервалы вре­мени выбрасываются посредством центробежных сил из сепарирующего учас­тка барабана. Установка работает с такой скоростью, что нефть не может вы­брасываться вместе с примесями.

В зависимости от состава сырья, машины удаляют мельчайшие частицы, величиной 1 мкм, и всю воду из нефти\Основными узлами тарельчатой цент­рифуги являются насосы с напорным диском и сепарирующий барабан с набо­ром тарелок. Переработанная нефть может быть использована как топливо или как основное сырье для нефтеочистительных предприятии)

Пример эффективности переработки нефтешлама с использованием цен­трифуг «Альфа-Лаваль» приведен в табл. 3.14.

Таблица 3.14—Эффективность использования центрифуг «Альфа-Лаваль»

	Исходный нефтешлам, м3	Полученная нефть, м3	Водная фаза (переработка), м3	Остаточная фаза (ликвидация), м3
Нефть	43000	41900	500	600
Вода	50000	500	45000	4500
Примеси	7000	—	—	7000
Всего	100000	42400	45000	12100

Приведенный пример показывает высокую степень извлечения нефти [43].

Дренирование почвы

При загрязнении водонасыщенных, обводненных грунтов или грунтов с высоким уровнем грунтовых вод для регенерации грунтов и предохранения или очистки грунтовых вод рекомендуется способ промывки. Для этого в пре­делах контура загрязненного участка закладывают одну или несколько отса­сывающих скважин, которые соединяют системой трубопроводов с коллекто­ром, подключенным к какой-либо емкости (емкостью может быть и земляной амбар) за пределами участка загрязнения. Еще одну или несколько скважин (питающих) закладывают за контуром загрязнения и подсоединяют к распре­делительной системе трубопроводов, с помощью которой незагрязненная вода подается на поверхность участка загрязнения. При фильтрации вода вымыва­ет из почвы (грунта) нефтепродукт и через отсасывающий колодец подается в сборную емкость.

При откачке воды из отсасывающих колодцев нефть или нефтепродукт в пределах зоны влияния каждого колодца будет перемещаться по направлению к колодцу, извлекаться наружу и далее через коллектор закачиваться в емкость. Питающие скважины в это время подают незагрязненную воду через распре­делитель на поверхность загрязненного участка, которая путем инфильтрации насыщает грунт, вымывает из грунта нефть и через отсасывающий колодец подается в емкость. Происходит промывка грунта и очищение грунтовых вод [25,44]. Промывка почвы на месте с помощью дренажных систем может соче­таться с биологическими методами, использующими нефтеразлагающие бак­терии [45].

Экстракция растворителями

Обычно экстракционные методы основываются на использовании в качес­тве растворителя легких углеводородов (пентан, гексан и т. п.) или легких угле­водородных фракций, кипящих в пределах бензиновой фракции (40...200°С). После промывки почвы растворителем получается жидкая фракция содержа­щая растворитель и тяжелые нефтяные фракции почвы, твердую фазу, насы­щенную нефтяными компонентами. Конечное содержание тяжелых нефтя­ных фракций в почве зависит от весового соотношения грунт : растворитель. Недостатками рассмотренных способов является необходимость проводить стадию испарения растворителя из грунта и сложности вторичного использо­вания растворителя из-за постепенного накопления в нем тяжелых нефтяных фракций.

Вариантом экстракционного метода является применение композитного экстрагента, состоящего из воды и углеводородной фракции. После проведе­ния процесса экстрагент должен быть освобожден от выделенных углеводоро­дов почвы путем перегонки. Необходимость проведения стадии регенерации экстрагента и делает этот процесс достаточно дорогим.

94

95