Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Вивчення методів очищення
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Звіт
Предмет:
Інші
Група:
ПМ-21
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Звіт
до лабораторної роботи № 3:
«Вивчення методів очищення
поверхні водоймищ
від нафти і нафтопродуктів»
Львів-2009
Тема: Вивчення методів очищення поверхні водоймищ від нафти і нафтопродуктів.
Мета: Вивчити особливості забруднення водоймищ нафтою і нафтопродуктами та методів і засобів очищення від цих забруднень.
Короткі теоретичні відомості:
Вода – одна з найпоширеніших сполук на Землі. Вона займає 71% земної поверхні, у вільному чи зв’язному стані оточує нас скрізь. Загальний об’єм води на Землі становить 1386 млн. км. Загальна площа морів і океанів перевищує площу суходолу у 2,5 рази. Запаси прісної води незначні: становлять 35029,2 тис. км3 і є вичерпними. Забруднення фізичних ресурсів – це зміна їхніх фізичних, хімічних та біологічних властивостей внаслідок потрапляння до них шкідливих рідких, твердих, газоподібних речовин, що роблять воду небезпечною для використання, завдають шкоди суспільному господарству і здоров’ю людей.
Розрізняють такі забруднення водоймищ: фізичні, хімічні, біологічні, радіоактивні і теплові. Особливо небезпечним є забруднення водойм нафтою і нафтопродуктами, яке належить до хімічних забруднень. Це основна забруднювальна речовина морів і океанів. Сюди вона потрапляє під час буріння морського дна, аварій танкерів, які перевозять нафту в різних районах Світового океану. У моря і океани потрапляє більше 3 млн. т нафти і нафтопродуктів щороку.
Концентрація нафтопродуктів у водах Світового океану коливається в широких межах: Тихий океан – 0-200 мкг/л; Атлантичний океан – 0-160 мкг/л; Середземне море – 0-950 мкг/л; Чорне море – 0-290 мкг/л; Балтійське море – 0-700 мкг/л; Північне море – 0-350 мкг/л.
Допустиме значення концентрації нафти та нафтопродуктів у воді, тобто ГДК, знаходиться в межах 50 мкг/л.
Вкриваючи воду тонкою плівкою, нафта перешкоджає проникненню у воду кисню, чим завдає великої шкоди мешканцям води і часто призводить до їх масової загибелі. Відомо, що 1 г нафти вбиває все живе в 1 м3 води. Попадаючи в морську воду, нафта спочатку розтікається у вигляді поверхневої плівки, утворюючи шар різної товщини. За кольором плівки можна приблизно оцінити її товщину:
Характеристика нафтових плівок на поверхні води (Нельсон-Сміт, 1997)
№ з/п
Зовнішній вигляд
Товщина, мкм
Кількість нафти, л/км2
1
Злегка помітна плівка
0,038
44
2
Сріблястий відблиск плівки
0,076
88
3
Сліди зафарбування плівки
0,152
176
4
Яскраво зафарбовані розводи
0,305
352
5
Тьмяно зафарбована плівка
1,016
1170
6
Темно зафарбована плівка
2,032
2340
Різниця оптичних характеристик нафтових плівок і морської води дозволяє проводити дистанційне виявлення й оцінку нафтових забруднень на поверхні моря чи океану в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній частинах спектру. Для цього застосовуються пасивні та активні методи. Пасивні методи використовують природне випромінювання, відбите чи випромінюване системою нафта-вода. Активні методи дистанційного виявлення нафтових забруднень води полягають у використанні штучного джерела випромінювання. До них належать методи оптичної локації, засновані на різниці коефіцієнтів відбивання від забрудненої і чистої поверхні води, а також методи, засновані на випромінюванні флюоресценції плівок нафти за допомогою лідерів в робочих довжинах хвиль.
Згідно з приблизними оцінками, швидкість пересування нафтових плям становить 60% швидкості течії і 2-4% швидкості вітру, причому нафтова плівка повністю знищує капілярні хвилі, майже повністю малі гравітаційні хвилі і в 2-3 рази зменшує параметр шершавості водяної поверхні.
У перші години існування нафтової плівки велике значення має випаровування вуглеводнів. Змішуючись з водою, нафта утворює емульсії двох типів: «нафта у воді» та зворотні «вода у нафті». Прямі емульсії, утворені краплинками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі і особливо характерні для сортів нафти, які вмішують поверхнево-активні речовини. Після видалення летких і розчинних фракцій залишкова нафта частіше утворює в’язкі зворотні емульсії, які стабілізуються високомолекулярними сполуками типу смол і асфальтенів і вміщують 50-80% води (шоколадний мус). Під впливом абіотичних процесів в’язкість «мусу» підвищується і починається його злипання в агрегати – нафтові грудочки розмірами від 1 мм до 20 мм. Агрегати – це суміш високомолекулярних вуглеводнів, смод і асфальтенів. Такі структури можуть тривалий час зберігатися на поверхні моря чи океану, переноситися течіями, викидатися на берег, чи осідати на дно. Нафтові грудочки часто заселені пери фітоном.
Методи очищення води:
Затримування розповсюдження нафтової плівки здійснюється за допомогою так званих бонових загороджень або за допомогою водяного бар’єру, який утворюють пропусканням повітря через перфорований трубопровід.
Особлива роль відводиться речовинам – збирачам нафтових плям, які здатні збільшувати товщину нафтової плівки, скорочуючи площу розливу. До таких речовин належать рідкі карбонові кислоти, спирти, етери, гліцериди. За основний критерій ефективності збирача приймається значення тиску розливу Пр, яке визначається згідно з залежністю Пр=σ0-σ, де σ0 – поверхневий натяг води, Н/м; σ – поверхневий натяг води, покритої шаром збирача, Н/м.
Чим більшим є Пр, тим товстіший шар (h) зібраної на поверхні води нафти.
Зв'язок між цими показниками має , де S – коефіцієнт розтікання нафти на поверхні води, Н/м; g – прискорення сили земного тяжіння, м/с2; р0 – густина води, кг/м3; р1 – густина нафти, кг/м3.
Для видалення з поверхні води зібраної нафтової плівки застосовують такі методи:
механічно, за допомогою суден, оснащених спеціальними сепараторами і ваннами для відстоювання води, забрудненої нафтою;
адгезія нафти на поверхні твердих речовин виготовлених з неоперену у вигляді ременів або циліндрів, що обертаються;
розпилювання на забрудненій поверхні моря чи океану розплавленого парафіну, або розчину полівінілового пластику на основі леткого розчинника, в яких після охолодження твердне нафта і суміш видаляється механічним способом;
застосування синтетичних водовідштовхуючих пористих матеріалів, які здатні ефективно сорбувати нафту;
застосування пінопластів;
використання спеціальних речовин – диспергентів марки ДН-75 і ЕОН-5, які переводять нафтову плівку в емульсію, після чого її очищають від нафти біохімічним способом;
видалення нафти з поверхні води за допомогою біологічних мікроорганізмів типу Calanus, Penicillium, Candida;
агломерація нафтопродуктів та нафти сумішшю залишкового бурого вугілля (ЗБВ) та алюмосилікатних мікропор (АСМ П);
обробка забрудненої нафтою поверхні води сапропелем із добавкою органічного розчинника, який складається з суміші жирних кислот , n>2.
Найперспективніше застосування комбінованих методів в такій послідовності: механічний – сорбуючий – диспергуючий – біологічний.
Схема лабораторної установки:
1 - посудина;
2 – вода;
3 – дозатор нафтопродуктів;
4 – нафтова пляма;
5 – дозатор сорбенту;
6 – бункер сорбенту;
7 – сорбент;
8 – збірник для нафти чи нафтопродуктів.
Описання лабораторної установки:
Лабораторна установка дозволяє імітувати забруднення поверхневого шару води нафтопродуктами та їх видалення за допомогою адсорбентів.
Лабораторна установка складається з посудини 1, заповненою водою 2, на поверхні якої за допомогою дозатора 3, створюється нафтова пляма 4 певних розмірів і товщини. За допомогою дозатора 5 на поверхню плями 4 з бункера 6 подається сорбент 7. Збірник 8 служить для зберігання нафти чи нафтопродуктів. Секундоміром фіксується час сорбції нафтової плями 4 сорбентом 7.
Методика проведення лабораторної роботи:
Заповнюємо посудину 1 водою.
Перевіряємо наявність у збірнику 8 нафти чи нафтопродуктів, а також сорбенту у бункері 6.
За допомогою дозатора 3 створюємо на поверхні води 2 нафтову пляму 4 розміром 20-60 мм.
Дозатором 5 на поверхню плями нафти чи нафтопродуктів подається сорбент у кількості, яка забезпечує повне покриття плями і одночасно включаємо секундомір.
Після повного поглинання нафтової плями виключаємо секундомір, фіксуючи час досліду.
Дослід повторюємо з декількома нафтопродуктами і декількома сорбентами, результати записуємо до таблиці.
Зібрані нафтопродукти збираємо у спеціальну посудину.
Результати роботи:
№ з/п
Тип нафтопродуктів
Тип сорбенту
Час сорбції, с
Висновки
1
Нафта-сирець
Пінопласт
2
Темні плями на поверхні води. Пінопласт вбирає нафту через пори, при чому швидше, ніж суміш.
2
Нафта-сирець
Суміш пінопласту з тирсою
3
Темні плями на поверхні води. Суміш пінопласту з тирсою помаліше вбирає нафту і забирає її з поверхні.
3
Масло для двигунів
Пінопласт
3
Темні, більш помітні, ніж нафтові, плями. Пінопласт швидко призбирує їх з поверхні води.
4
Масло для двигунів
Суміш пінопласту з тирсою
2,9
Темні, більш помітні плями. Суміш пінопласту з тирсою, як природній сорбент, гірше і за довший час збирає масло з поверхні води.
Висновок:
На даній лабораторній роботі ми вивчали особливості забруднення водоймищ нафтою і нафтопродуктами. Ознайомились з методами і засобами очищення від забруднень. Для цього провели дослід по очищенню поверхні води в лабораторних умовах. Виявили, що пінопласт набагато краще і швидше очищає воду від забруднень нафтою і нафтопродуктами, ніж суміш подрібненого пінопласту з водою.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора