Очистка водных сред от нефтепродуктов модифицированным отходом переработки ячменя

• Автор: Гальблауб, Ольга Андреевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список условных обозначений

Введение

1 Литературный обзор

1Л Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами

] .2 Методы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов

1.3 Сорбенты для очистки воды от нефти

1.3 Л Альтернативные сорбционные материалы для очистки нефтезагрязненных вод

1.3.1.1 Термообработка сырья с целью получения адсорбентов

1.3.1.2 Применение активированных углей, полученных из нетрадиционного сырья, для очистки воды от нефти
1.3.1.3 Обработка материалов реагентами для получения нефтесорбентов с заданными свойствами
1.3.1.4 Физико-химическая модификация сорбентов для увеличения эффективности очистки воды от нефти
1.3.3.5 Плазмообработанные растительные отходы в качестве сорбентов нефтепродуктов
1.3.1.6 Комбинированные методы получения нефтесорбентов
2 Экспериментальная часть
2.1 Определение свойств и состава исследуемого сорбционного материала
2.1.1 Исследование фракционного состава и геометрической площади поверхности сорбционного материала
2.2 Определение основных свойств сорбатов
2.3 Обработка сорбционных материалов растворами кислот
2.4 Обработка сорбционных материалов высокочастотной плазмой
пониженного давления

2.5 Определение сорбционной емкости образцов по нефтепродуктам
2.6 Удаление пленок нефти с водной поверхности
2.7 Определение остаточного содержания нефти в воде (при удалении пленок нефти с поверхности)
2.8 Очистка воды от растворенных нефтепродуктов
2.9 Определение остаточной концентрации нефти в воде на концентратомере КН-2м (при очистке от растворенных нефтепродуктов)
2.10 Определение водопоглощения сорбционных материалов
2.11 Определение скорости стекания нефти
2.12 Инструментальные методы анализа
2.12.1 Получение изображений поверхности материала с использованием атомно-силового микроскопа
2.12.2 Получение изображений поверхности материала с использованием сканирующеского электронного микроскопа
2.12.3 Методика проведения рентгеноструктурного анализа материалов
2.12.4 Методика инфракрасного спектроскопического анализа
2.12.5 Определение истинной удельной поверхности (метод БЭТ)
2.12.6 Методика выполнения термогравиметрического и дифференциального сканирующего калориметрического анализов
2.12.7 Методика элементного анализа золы, полученной в результате сжигания отработанного сорбента
2.12.8 Методика диэлектрических исследований
2.13 Методика сжигания отработанных сорбционных материалов в термической установке
2.14 Метрологическая проработка результатов исследования
3 Исследование эффективности применения плодовых оболочек зерен ячменя для
очистки водных объектов от нефти и нефтепродуктов
3.1 Мониторинг загрязнения водных объектов нефтью и нефтепродуктами в нефтедобывающих районах Республики Татарстан

3.2 Исследование физико-химических характеристик плодовых оболочек зерен ячменя
3.3 Исследование процесса очистки модельных вод плодовыми оболочками зерен ячменя
3.3.1 Использование образцов, модифицированных растворами кислот для удаления нефти с поверхности воды
3.3.2 Изучение влияния плазменной обработки образцов плодовых оболочек зерен ячменя на эффективность удаления пленок нефти
4 Исследование влияния модификации на состав и структуру плодовых оболочек зерен ячменя
4.1 ИК-спектрометрические исследования образцов после модификации
4.2 Рентгеноструктурные исследования образцов
4.3 Определение удельной поверхности материалов и микроскопические исследования
4.3.1 Исследования образцов плодовых оболочек зерен ячменя, модифицированных растворами кислот
4.3.2 Микроскопические исследования образцов, модифицированных высокочастотной плазмой
5 Разработка технологических параметров использования плодовых оболочек
зерен ячменя в качестве сорбционного материала
5.1 Полупромышленные испытания отходов переработки ячменя для очистки поверхностного водоисточника, находящегося в зоне нефтедобычи
5.1.2 Оценка размера вреда, причиненного водному объекту вследствие разлива нефтепродуктов
5.2 Утилизация отходов при ликвидации разливов нефти
5.2.1 Возврат собранной нефти
5.2.2 Утилизация отработанных сорбционных материалов, загрязненных нефтепродуктами

Известен способ, включающий термообработку лузги зерен риса при температуре 200-430 °С в плазме высокочастотного разряда пониженного давления, при этом в плазмообразующий газ дополнительно подают порошок оксида кремния с размером частиц 50-250 нм и процесс ведут при подаче плазмообразующего газа с расходом 0,04-0,08 г/с, лузги зерен риса с расходом 8-10 г/с, порошка оксида кремния с расходом 0,5-1 мг/с. Данный метод позволяет получать СМ для удаления нефтехимических загрязнений из жидких сред. Сорбент, получаемый предлагаемым способом, представляет собой пористую углеродную матрицу с размерами пор 5-30 мкм и с распределенной в ней кремнеоксидной составляющей, причем, на внешней поверхности матрицы и на поверхности ее пор дополнительно содержится порошок оксида кремния, имеющий размер частиц 50-250 нм. Смесь воды с нефтью, с различным содержанием последней, пропускалась через фильтрующую колонну, наполненную сорбентом. Скорость потока через слой СМ составляла 0,2 дм3/мин, температура воды - 12 °С. Отбор проб на определение остаточного содержания нефти осуществляли из последних 0,1 дм^ смеси, прошедшей через сорбент. Результаты анализа проб воды, полученных после очистки модельных водонефтяных смесей, показали, что концентрация НП в пробах не превышает уровень предельно допустимой концентрации (ПДК) [106].
Плазмообработка позволяет получать сорбенты с заданными свойствами для достижения высокой степени очистки воды. Однако, сложность аппаратурного оформления процесса не дает возможности применять данные СМ повсеместно.
1.3.1.6 Комбинированные методы получения нефтесорбентов
Комбинированные методы получения СМ включают в себя несколько разных по сути технологических приемов. Так, Елистратовым Г. Д. предложено техническое решение [107], которое достигается тем, что способ получения сорбента включает термообработку лузги гречихи в присутствии веществ, выбранных из группы: сера, галогениды, йод в бескислородной среде. Продукт термо-