сорбент для очистки воды от нефти и нефтепродуктов и устройство для очистки воды

Формула изобретения

1. Сорбент для очистки воды от нефти и нефтепродуктов на основе твердого материала, отличающийся тем, что в качестве твердого материала используют пенографит, полученный нагревом окислительного графита при 600 650^oС.

2. Устройство для очистки воды от нефти и нефтепродуктов, содержащее сорбент и водопроницаемую оболочку, отличающееся тем, что оболочка выполнена в виде капсулы с двойными стенками из стеклоткани, при этом сорбент помещен между стенками капсулы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что капсула имеет один открытый, а другой закрытый концы.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что оно снабжено стержнем, установленным по оси капсулы, и узлом крепления с замком на одном конце стержня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки поверхности водоемов от нефти и нефтепродуктов.

Широко известны сорбенты и устройства для очистки водных поверхностей природные и синтетические, например торф, солома, опилки, глины, перлит и т. д. [1]

Применение этих сорбентов затруднено вследствие низкой и непродолжительной плавучести.

Известен сорбент для очистки водных поверхностей на основе твердого материала, где в качестве твердого материала используют вермикулит, который обжигают вместе с парафином [2]

Наиболее близким к изобретению является устройство для удаления нефтяного пятна, содержащее сорбент и проницаемую оболочку [3]

Недостатками известного сорбента являются трудность хранения и транспортировки, невозможности использования при пожаре. Кроме того, для повышения плавучести его предварительно обрабатывают водоотталкивающим материалом.

Цель изобретения повышение плавучести, огнестойкости и сокращение расхода сорбента.

Цель достигается тем, что в качестве сорбента для очистки воды от нефти и нефтепродуктов используют пенографит, полученный нагревом окисленного графита до 600-650^о. Для этого в устройстве, включающем водопроницаемую оболочку и сорбент, оболочка выполнена в виде капсулы с двойными стенками из стеклоткани, а сорбент размещен между стенками капсулы. Капсула имеет один закрытый и другой открытый конец и снабжена стержнем, установленным по оси капсулы, и узлом крепления с замком на одном конце стержня.

П р и м е р 1. Окисленный графит с объемным весом 100 г/л подают в зону обжига, используя муфельную печь и при 550^оС выдерживают 5 мин. После охлаждения объемный вес образовавшегося пенографита составил 50,0 г/л, увеличение объема в 2 раза. Сорбционную емкость полученного пенографита по отношению к нефтепродуктам проводили в сосуде площадью 200 см². На слой нефти плотностью 0,95 г/см³ на поверхности воды (толщина слоя 1-3 мм) наносился сорбент, время контакта с нефтью 30 мин. Количество сорбированной нефти определялось по разности веса сорбента до и после очистки. Сорбционная емкость составила 10-15 г нефти/г сорбента. Степень очистки поверхности воды 100% Определение плавучести проводилось путем сопоставления массы сорбента, остающегося (плавающего) на поверхности воды и осевшего на дно с течением времени. Плавучесть составила 95% и оставалась на этом уровне в течение 100 дн.

П р и м е р 2. Процесс испытания проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что обжиг вели при t 600^оС. Объемный вес образовавшегося пенографита составил 5,0 г/л, увеличение объема 20 раз, сорбционная емкость 30 г нефти/г сорбента, степень очистки поверхности воды 100% плавучесть 100% в течение более 100 дн.

П р и м е р 3. Процесс и испытания проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что обжиг ведут при t 650^оС. Объемный вес образовавшегося пенографита составил 4,7 г/л, увеличение объема 21,3 раза, сорбционная емкость 35 г нефти/г сорбента, степень очистки поверхности воды 100% плавучесть 100% в течение более 100 дн.

П р и м е р 4. Процесс и испытания проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что обжиг ведут при t 700^оС.

Объемный вес полученного пенографита составил 4,6 г/л, увеличение объема 21,7 раза, сорбционная емкость 35 г нефти/г сорбента, степень очистки поверхности воды 100% плавучесть 100% в течение более 100 дн.

В таблице приведены сравнительные данные предлагаемого и известного сорбента, подтвержденные проведенными испытаниями.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 складирование устройства.

Устройство состоит из капсулы 1, имеющую наружную 2 и внутреннюю 3 оболочки, размещенные концентрично, причем одна сторона капсулы для лучшей стыковки с последующей закрыта, а другая открыта. Между наружной и внутренней 1 и 2 оболочками помещен сорбент 4. По оси капсула снабжена стержнем 5 с узлом крепления с ней 6 и замком 7 для крепления последующей капсулы.

Капсулы с окисленным графитом, доставленные к месту разлива (или предполагаемого разлива), подвергаются термической обработке для превращения окисленного графита в пенографит. После этого начинается процесс их сборки. Для этого с помощью замков 7, размещенных на стержне 4, производится стыковка одной капсулы с другой, для чего закрытая сторона одной капсулы соединяется с открытой стороной второй, благодаря чему осуществляется шарнирное соединение этих двух капсул, позволяющее принимать положения в зависимости от состояния поверхности воды, изменяющееся при ее волнении. Кроме того, это соединение препятствует проникновению через него загрязняющих разливов. С помощью соединения капсул могут создаваться различные конфигурации: кольцевые заграждения, маты, боны и плотики.

Кроме того, заготовки капсул с пенографитом могут изготавливаться индустриальным путем на специализированных предприятиях.

После насыщения сорбента нефтью или исчезновения пятна капсулы извлекаются, разбираются в порядке, обратном описанному, и направляются на регенерацию, после которой появляется возможность трех и более кратное использование сорбента.

Высокая гидрофобность сорбента и вследствие этого почти неограниченная плавучесть в воде позволяют заблаговременно располагать заграждения перед фронтом распространения нефтяного разлива или оконтуривать места возможного загрязнения, например, на морских нефтепромыслах, в нефтегаванях.

Огнестойкость сорбента и стеклотканевой оболочки позволяют использовать устройство при ликвидации горящих разливов нефти и уничтожать локализованные разливы путем искусственного поджигания.