Захист навколишнього середовища шляхом усунення розливів нафти за допомогою адсорбентів на основі графена

Розливи нафти в результаті транспортування палива та бурових робіт мають великий вплив на навколишнє середовище, а також величезні втрати енергетичних ресурсів. Важливо вжити відповідних заходів щодо захисту навколишнього середовища шляхом видобутку розливу нафти.

Загалом, процес утилізації та очищення розливу нафти є складним і залежить від різних факторів, таких як властивості розлитої нафти (включаючи тип, морфологію, протяжність, кількість та товщину плями нафти), а також місце розливу та погодні умови.

Методи лікування розливу нафти

Нижче наведено загальноприйняті методи лікування нафтових розливів:

Механічна обробка

Механічні пристрої, такі як скиммери та штанги, можуть відокремлювати масляну пляму від води, щоб запобігти забрудненню певних регіонів. Тому ці пристрої служать основним засобом дії для очищення розливів нафти у воді. Ефективність цієї техніки, однак, базується на різних факторах, таких як технічні особливості скімерів та стріл, властивості олії та погодні умови.

Спалення на місці

Цей фізичний метод є ефективним у часі фізичним методом, який зазвичай використовується для видалення масляних плям на воді товщиною щонайменше одного міліметра. Він підходить для використання в арктичних водах, солончаках і заболочених місцях.

Однак для регіонів через берегові лінії, вітряні райони та вузькі судна цей метод не рекомендується. Основними обмеженнями цієї техніки є забруднення атмосферного повітря від спалювання нафти, а також неможливість відновлення ресурсу.

Фізичний /Хімічні/біологічні методи

Ці методи, які часто використовуються як вторинний засіб дії, застосовуються тоді, коли спалювання та знежирення масла не є ефективними або рекомендованими. Хімічні речовини, що використовуються для очищення розливів нафти, класифікуються на чотири типи: руйнувачі емульсії, інгібітори (запобігає утворенню емульсії між водою та маслом, зберігаючи початковий об'єм олії), тверді речовини (гель масляного шару для посилення утримання та відновлення нафти), потокаючі речовини адсорбуючи масло, а потім опускаючись до водяного шару), і диспергатори (розбиваючи поверхневий шар нафти на краплі).

Однак токсичність та/або стійкість більшості використовуваних хімічних речовин може спричинити серйозні екологічні проблеми. В останні роки біоремедіація ґрунтових розливів нафти та води стала практичним підходом до очищення розливів нафти.

Біоремедіація включає біозбільшення (введення мікроорганізмів, що розкладають масло) та біостимуляцію (додавання додаткових поживних речовин для допомоги існуючому мікроорганізму, що деградує масло).

Дослідження показали, що біоремедіація має численні переваги для багатьох розливів нафти, такі як низька вартість та відсутність токсичності. Однак спосіб також має ряд недоліків, включаючи необхідність у відповідних фізичних та хімічних властивостях масла, води або грунту та навколишнього середовища, а також тривалий час дії.

Адсорбуючі матеріали

Вони вважаються вторинним фізико-хімічним засобом для очищення розливів нафти. Їх можна використовувати як форму сховища, схожу на стріли, або можна використовувати для невеликих нафтових басейнів, які неможливо легко відновити за допомогою інших методів. Масло-адсорбуючі матеріали можна класифікувати за складовими речовинами (неорганічні мінеральні продукти, синтетичні продукти та органічні рослинні продукти), вибірковістю (лише олійні або універсальні сорбенти) та формою (основна маса, прокладки, рулони, подушки, штанги, швабри та спеціальні продукти).

Хоча успіх абсорбентів визначається насамперед виходячи з їх гідрофобності та олеофільності, інші важливі фактори включають утримання нафти з часом, відновлення нафти з абсорбентів, кількість поглиненої олії на одиницю ваги абсорбенту, багаторазове використання, біологічна здатність, плавучість, доступність, вартість, міцність і довговічність абсорбуючого матеріалу. Мінеральні продукти, такі як перліт, діоксид кремнію, цеоліти тощо, можуть поглинати олію в 4-20 разів більше їх маси.

Ці продукти недорогі і легко доступні у великих кількостях, але не використовуються на поверхні води. Органічні рослинні продукти, такі як бавовняне волокно, деревне волокно, кукурудзяна качан, солома тощо, є біологічно розкладаються та дешевшими за синтетичні абсорбенти. Однак органічні продукти демонструють низьку гідрофобність, відносно низьку здатність до поглинання олії та погані характеристики плавучості. Крім того, більшість органічних абсорбентів є пухкими частинками, такими як тирса, які важко зібрати з води.

Синтетичні органічні продукти, включаючи поліуретан, поліетилен та поліпропілен, мають вищу здатність поглинання, ніж природні абсорбенти, але вони повільно розкладаються, і оскільки вони не зустрічаються в природі, їх виробництво дуже дороге.

Синтетичні сорбенти та механічні пристрої є основними конкурентами Grafysorber у очищенні розливів нафти.

Що стосується синтетичних адсорбційних матеріалів, то поліпропілен всередині певних утримуючих стріл є найбільш використовуваним методом очищення розливів нафти. Ці пристрої мають швидку кінетичну адсорбцію, максимальну адсорбційну здатність 20 кг/кг і прості у використанні. Їх основними недоліками є те, що вони легкозаймисті, вони утворюють відходи у великих обсягах, а сорбент не може бути перероблений.

На відміну від цього, Графісорбер є екологічно чистим, легкозаймистим, не містить токсичних сполук (оскільки його отримують із природного графіту - вміст вуглецю у формі кристалічного графіту не менше 98%) і має максимальну адсорбційну здатність 80-90 кг/кг. Це полегшує відновлення сорбованої олії (щонайменше 80%), а вичерпаний продукт може бути повторно використаний в асфальтах.

Механічні пристрої, що найчастіше використовуються для очищення розливів нафти, - це скиммери, які можна ефективно використовувати для масел середньої в'язкості. Однак для тонких плям або вуглеводнів з низькою в'язкістю вони мають нижчий рівень видобутку нафти. Grafysorber служить ідеальною заміною скиммерам, особливо при очищенні масляного блиску, що присутній в оліях з низькою в'язкістю (дизель та неетильований бензин).

Пов’язані історії

Очищення розливу нафти за допомогою базового G+
Кредит на відео: Directa Plus/YouTube

Графісорбер для вилучення вуглеводнів з виробленої води

Вироблена вода, як правило, є відходом у нафтовій промисловості. Управління водою та контроль витрат можуть здійснюватися на основі вибору відповідних варіантів водовідведення або шляхом ефективного використання виробленої води. Варіанти та способи використання відходів можна вибирати з урахуванням якості води, і перед використанням або утилізацією може знадобитися належне очищення води.

Підготовка води, що виробляється, повинна проводитися з метою дотримання нормативних норм попереднього утилізації або технічних вимог щодо корисного використання. При використанні недорогого способу утилізації, як скид у поверхневі води, вироблена вода повинна відповідати або перевищувати обмеження, встановлені регуляторами для ключових параметрів.

Нижче наведено три категорії послуг з очищення води для знежирення:

Фізичний - це основна категорія послуг, що включає піщані фільтри, циклони та фізичну адсорбцію
Хімічна - сюди входять електрохімічний процес, окислення та осадження
Мембрана - сюди входить ринок полімерних та неорганічних мембран

Графісорбер визначається як "фізичне лікування" і його слід порівнювати з цим видом технології лікування. Сепаратори технологій фізичного лікування класифікуються наступним чином:

Первинна - Гідроциклон, ІСЦ (пластини), скиммери. Ці методи дозволяють знизити концентрацію вуглеводнів з 2000-500 ppm до 150-50 ppm.
Вторинні - IGF (флотація) усуває вуглеводні від 150-50 ppm до 100-25 ppm
Третинний - Мембрана, фільтри волоських горіхів, злиття волокна, центрифуга. Ці методи дозволяють видаляти вуглеводні до 20-5 ppm.

Вода з третинних сепараторів може бути очищена за допомогою фільтрів, мембран або хімічних речовин, щоб зменшити концентрацію забруднюючих речовин до більш обмежувальних меж.

Графісорбер може бути гарною заміною всіх первинних, вторинних та третинних обробок завдяки своїй високій адсорбційній здатності та здатності зменшувати загальну концентрацію вуглеводнів у нафті до 0,5 ppm або навіть нижче всього за кілька хвилин контакту.

Grafysorber для санації ділянок та забруднених ґрунтових вод

Санація забруднених водоносних шарів викликала інтерес протягом останнього десятиліття. Технології лікування класифікуються на такі категорії:

Внутрішні технології - вода обробляється біологічними препаратами та хімічними речовинами без видалення з водоносного шару. Головною перевагою цього методу є низькі експлуатаційні витрати, які обмежуються вартістю знезаражуючого продукту. Однак обробка всього водоносного шару є основним обмеженням цього методу.
Технології на місці - вода обробляється за різними технологіями після відкачування з водоносного шару. Насос і лікування - одна з найпоширеніших технологій очищення забрудненого водоносного шару. За цим методом витяжні свердловини вводяться в різні місця забрудненого водоносного шару, де забруднюючі речовини видаляються за допомогою перекачуваної води.

Потім забруднення видаляються з перекачуваної води за допомогою різних технологій. Після очищення підземні води або скидаються у поверхневі водойми (наприклад, річку чи озеро), у комунальні каналізаційні споруди, або повторно закачуються у водоносний шар. Перевагами технології насоса і обробки є шанси на санацію цілого водоносного шару та висока ефективність. Основним недоліком є вартість обладнання.

Завдяки своїй вищій адсорбційній здатності вуглеводнів та масел, Grafysorber можна використовувати замість традиційних активованих вуглеців у насосно-обробному обладнанні під час обробки. Той самий процес можна застосувати в інших типах природних або штучних поверхневих басейнів, забруднених вуглеводнями.

Ця інформація отримана, переглянута та адаптована з матеріалів, наданих DIRECTA PLUS S.p.A.

Щоб отримати додаткову інформацію про це джерело, відвідайте DIRECTA PLUS S.p.A.

Цитати

Будь ласка, використовуйте один із наступних форматів, щоб цитувати цю статтю у своєму есе, роботі чи доповіді: