Технология очистки судовых нефтесодержащих вод с использованием природных сорбирующих материалов

• Автор: Кучинская, Анна Александровна
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования
1.1 Правовые основы предотвращения загрязнения морской среды нефтью
1.2 Качественный и количественный состав льяльных вод на судах
1.3 Современные технологии и установки очистки льяльных вод
Выводы
Цель и основные задачи исследования
Глава 2 Методы и объекты исследования
2.1 Характеристика природных сорбентов
2.2 Методика проведения экспериментальных исследований
2.3 Методы анализа
Глава 3 Фракционный состав нефтепродуктов в льяльных водах на
этапах очистки
Выводы
Глава 4 Закономерности процесса адсорбции нефтяных веществ из
водных растворов в статических условиях
4.1 Анализ статических характеристик используемых материалов в процессе адсорбции
4.2 Кинетика процесса адсорбции нефтяных веществ из водных
растворов
Выводы
Глава 5 Динамические закономерности процесса адсорбции
нефтяных веществ из водных растворов
5.1 Кинетика перемещения фронта адсорбции в процессе фильтрации воды
5.2 Определение «выходных кривых» динамического процесса адсорбции экспериментальным методом

5.3 Построение модели процесса динамической адсорбции
нефтяных веществ из водных растворов
Выводы
Глава 6 Промышленное внедрение разработанной технологии
6.1 Производственные испытания сорбционной доочистки льяльных вод
6.2 Технико-экономическая оценка внедрения технологии доочистки льяльных вод с использованием монтмориллонита
6.3 Рекомендации к проектированию установок адсорбционной
доочистки судовых льяльных вод
Общие выводы
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Акт производственных испытаний на опытнопромышленной установке сорбционной очистки
Приложение 2. Акт внедрения результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в высших учебных заведениях

ВВЕДЕНИЕ
Очистка судовых льяльных вод на морском транспорте считается одной из приоритетных экологических задач, поскольку нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными антропогенными загрязнителями, негативно влияющими на состояние водных экосистем [10,16].
В соответствии с требованиями Конвенции МАРПОЛ 73/78 [43] и резолюциями МЕРС ИМО [56] в международных водах разрешается сбрасывать за борт очищенные льяльные воды с концентрацией нефтепродуктов не более 15 млн'1. Достижение таких показателей загрязнений в очищенной воде (с учетом концентрации нефтепродуктов в исходной воде около 1000 - 2000 млн'1) возможно лишь при многоступенчатой обработке льяльных вод.
В настоящее время суда мирового флота, как правило, оснащены двухступенчатыми очистными установками льяльных вод: на первой ступени - сепараторами гравитационного или флотационного типа; на второй ступени -фильтрами различных конструкций (с коалесцирующими элементами, адсорбционной загрузкой) [18, 25, 50].
В состав льяльных вод на современных судах кроме воды входят топливо, смазочное масло, масло для гидравлических систем, моющие препараты и др. [16,83]. В секторе морских перевозок для проведения мойки, а также для ремонтных и сервисных работ в машинно-котельном отделении используются, как правило, моющие вещества, созданных на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ). Присутствие ПАВ в льяльных водах приводит к стабилизации тонкодисперсных частиц нефтепродуктов, а, именно, к образованию стойких трудноразделимых эмульсий.
Сегодняшние нормативы ИМО (резолюция МЕРС 107(49)) требуют оснащение судов сепараторами льяльных вод, обеспечивающими очистку «от стойких эмульсий (с включением тонкодисперсных частиц нефтепродуктов...)»,

Сепаратор нефтесодержащих вод «Петролиминатор-630». Принцип работы биомеханического сепаратора нефтесодержащих вод основан на биокорреляции TIB до уровня содержания в ней нефтепродуктов около 1 млн'1, что значительно ниже значения, требуемого Конвенцией. К преимуществам этой системы следует отнести очень низкие затраты на её техническое обслуживание в процессе эксплуатации. Совместно с оборудованием и управляющей аппаратурой, он обладает малыми габаритами длина - 1,9 м, ширина - 1,5 м [50].
Сепаратор «Петролиминатор-630» предназначен для уничтожения нефтепродуктов бактериями, жизнедеятельность которых поддерживается естественным образом.
Процесс сепарирования в сепараторе происходит при атмосферном давлении и состоит из трёх фаз.
Первая фаза - ступень сепарирования заключается в следующем: льяль-ная вода подаётся в сборный танк, где осуществляется первоначальное отделение и удаление (отвод) нефтепродуктов в сборный танк нефти. В сборном танке нефтепродукты отстаиваются и всплывают, т. е. они частично отделяются от воды, так чтобы дать возможность шламу и находящимся во взвешенном состоянии механическим примесям осесть на дно танка. Затем нефтепродукты насосом прокачиваются через соленоидный клапан в сборный танк нефтепродуктов, а эмульсия (НСВ) подаётся другим насосом во вторую ступень очистки.
Во второй ступени вступают в действие живые организмы (бактерии), атакуя нефтепродукты, содержащиеся в воде. Это происходит следующим образом. Нефтесодержащая вода прокачивается через носитель катализатора, представляющий собой матрицу сотовой конструкции, на которой располагаются прикрепленные бактерии, способные разрушать углеводороды нефтепродуктов.
Бактерии выделяют полисахарид, так называемый «биологический клей», который прочно связывает бактерии с носителем катализатора, и изменяют скорость химических реакций, а сами бактерии остаются без изменения. Этот