Способы сбора нефти с водной поверхности
Локализация, сбор и удаление нефти и нефтепродуктов – сложные и трудоёмкие процессы вследствие малой толщины нефтяной плёнки и относительно высокой скорости её распространения.
Рис. 8.14. Типичные конструкции боновых заграждений
Рис. 8.15. Клиновидная (а) и оконтуривающая (б) схемы установок боновых заграждений: 1 – растяжка; 2 – неподвижный якорь; 3 – берег реки; 4 – боновое заграждение;
5 – пленка нефти; 6 – катер; 7 – подвижный якорь
Для локализации распространения применяют плавучие и подводные заграждения. Принцип действия плавучего бонового заграждения заключается в создании механического барьера, препятствующего горизонтальному перемещению или распространению тонкого верхнего слоя воды вместе с нефтяной плёнкой. Конструкция бонового заграждения состоит из плавучей 1, экранирующей 2 и балластной 3 частей (рис. 8.14, 8.15).
Готовые заграждения используют при скорости течения воды до 1,2 м/с и высоте волны до 0,5 м.
Пример заграждения подводного типа – пневматический барьер, принцип работы которого заключается в создании препятствия в верхнем слое воды при непрерывной подаче воздуха через перфорированную трубу, уложенную на дно водоёма. Конусообразная завеса пузырьков воздуха, поднимающихся со дна с большой скоростью, вызывает образование выпуклого валика, который и удерживает плёнку нефти от дальнейшего продвижения. Удерживающая способность пневматического барьера определяется скоростью и углом подачи воздуха, течением воды и степенью волнения. Достоинство метода – возможность свободного прохода судов.
Сбор и удаление нефти с поверхности воды осуществляют нефтесборщиками, скиммерами (сепараторами) различной конструкции и сорбирующими материалами.
Технология сбора нефти с поверхности воды абсорбирующими материалами довольно проста. Абсорбирующий материал разбрасывают в сыпучем виде. Он впитывает нефть и образует “густое” нефтяное пятно на поверхности воды. В качестве абсорбентов применяют пенополиуретан, торф, торфяной мох, опилки, солому и другие вещества, обладающие избирательной абсорбирующей способностью к нефти и нефтепродуктам. Так, например, 1 кг торфяного мха поглощает 8,5 кг трансформаторного масла, 9,8 кг сырой нефти и 12,9 кг бензина. Некоторые искусственные материалы, например пенополиуретан, поглощает нефть и нефтепродукты весом почти в 20 раз превышающие их собственный вес. Такой пенопласт может поглотить с поверхности слой нефти толщиной 10 мм и снизить концентрацию нефти в воде с 4000¸6000 до 10¸14 мг/л.
Значительный интерес представляет для сбора нефти с поверхности воды гидрофобного адсорбента на основе вспученного перлита. Поглотительная способность обработанного перлита составляет более 800% собственной массы и максимальна при размере фракций 0,2¸0,4 мм.
В зоне загрязнения адсорбент подают из-под воды с помощью гидроэжекторной установки. По сравнению с распылением адсорбента на загрязнённую поверхность подача его из-под воды исключает потерю поглотителя, а также повышает эффективность его применения.
Сбор насыщенного нефтью сорбента и отделение его от воды проводят с помощью специального судна – нефтесборщика. Насыщенный нефтью сорбент вместе с водой всасывается через заборное устройство и подаётся по трубопроводу в гравитационный сепаратор, где происходит отделение воды. Адсорбированная нефть накапливается в ёмкости, расположенной на нефтесборщике. В качестве сорбирующего материала можно применять также пластмассовые микробаллоны – пламилоны, разработанные БашНИПИнефтью. Пламилоны получают путем распыления в сушильных камерах смеси, состоящей из синтетической термоактивной смолы, газообразователя и отвердителя.
Микробаллоны рекомендуют для удаления с поверхности воды нефтяной плёнки толщиной 0,5¸1,5 мм.
Особые трудности встречаются при очистке водоёмов с малыми глубинами, особенно на болотах.
В этих случаях пятно нефти обычно обваловывают и стараются всеми мерами не допустить дальнейшего распространения. Применяют все возможные способы сбора, вплоть до ручных с применением ограниченного числа видов техники, специально предназначенных для работ на болотах. Иногда пятно нефти можно отвести на место, удобное для сбора, прорыв траншею и котлован.
Метод выжигания нефти (“быстрое окисление”) не только опасен в пожарном отношении, но часто невозможен из-за позднего обнаружения пятна, когда нефть уже смешалась с водой. Кроме того, будет нарушено состояние атмосферы.
Очень прогрессивным является способ ликвидации загрязнений с помощью бактериальных препаратов, пригодный для очистки как водных поверхностей, так и почвы.
Одним из лучших в мире является отечественный препарат “Путидойл”, запатентованный в США, Австралии, Аргентине, ФРГ, Канаде, Финляндии, Испании. Препарат разработан в Западно-Сибирском научно-исследовательском геологоразведочном институте. Работы по применению препарата ведёт АО “Экогеос-1” (625670, Тюмень, Володарского, 56, тел.: 26-11-50). Результаты применения “Путидойла” можно оценить как в высшей степени успешные в климатических зонах от Якутии до Шпицбергена и Ближнего Востока.