Сорбент для очистки поверхні водних середовищ від нафти та нафтопродуктів

1. Сорбент для очистки поверхні водних середовищ від нафти та нафтопродуктів, що включає гранульований вуглецевий матеріал рослинного 40069 льсій та водорозчинної частини нафтопродуктів до норм ГДК. Задачею даного винаходу є розробка вуглецевого сорбенту "зеленого типу" для очищення поверхні води від нафти тa нафтопродуктів, котрий би забезпечував високу ступінь очистки і скорочував її тривалість, тобто сприяв прискоренню ліквідації екологічних аварій. Розроблений вуглецевий сорбент "зеленого типу" дає можливість одержати технічний результат, що полягає в підвищенні ступеню очистки водної поверхні та грунтів від нафти та нафтопродуктів, скороченні часу ліквідації екологічних аварій, зниженні затрат на процес очищення. Для досягнення вказаного технічного результату сорбент для очистки поверхні водних середовищ від нафтопродуктів, що включає гранульоване активоване вугілля рослинного походження, згідно винаходу, додатково містить подрібнену термоокислену рослинну речовину, виготовлену, наприклад, з соломи, лузги зернових, стебел соняшника, кукурудзи, очерету, листя дерев, водоростей, іншої сировини - сировини "зеленого типу" і поруватий субстрат рослинного походження з мікроорганізмами при такому співвідношенні компонентів, мас. %: активоване вугілля 5-10 термоокислена вуглецьвмісна рослинна речовина 85-90 субстрат з мікроорганізмами 3-5. Для виготовлення термоокисленої речовини, а також субстрату для мікроорганізмів використовують рослинну сировину "зеленого типу" різного виду. Як сорбент для очищення поверхні води і грунтів від нафти та нафтопродуктів використовують суміш гранульованих частинок вугілля, термоокисленої вуглецьвмісної рослинної речовини та субстрату з мікроорганізмами, з об'ємними та поверхневими сорбційними властивостями розміром 15 мм. Використання комбінованого сорбуючого матеріалу (сорбенту), що містить активоване вугілля, термоокислену вуглецьвмісну рослинну речовину та субстрат з мікроорганізмами в межах співвідношень компонентів за винаходом дає можливість підвищити ступінь очищення поверхні води від нафти та нафтопродуктів, особливо від водорозчинної частини нафтопродуктів, що може покращити екологічний стан водно-грунтового середовища. Сорбент такого типу має водопоглинальну здатність досить низьку - менше 5%, що значно краще вуглецевого сорбенту на основі кам'яного вугілля та вугілля на основі полови зернових. Використання суміші гранульованих частинок , згідно з винаходом, дозволить додатково знизити вартість процесу очищення поверхні води від нафти та нафтопродуктів за рахунок низької собівартості складових компонентів. В запропонованому сорбенті, крім застосуванню термоокисленої рослинної речовини і субстрату з мікроорганізмами у певному співвідношенні, відмінними від прототипу ознаками у всіх випадках виготовлення матеріалу за винаходом є використання нових різновидів рослинної сировини "зеленого типу", що приводить до підвищення ступеню очищення води від нафти та нафтопродуктів, скорочення часу поглинання нафти із поверхні води, а також зниження водопоглинання сорбенту завдяки невеликому вмісту неорганічних сполук в вихідній сировині. Таким чаном, технічне рішення за винаходом відповідає критерію винаходу "новизна". Аналіз відомих сорбентів для очищення поверхні води від нафти та нафтопродуктів показав, що деякі із застосованих в сорбентах матеріали окремо відомі, наприклад, вугілля. Однак їх використання у відомих технологіях очищення води від нафти та нафтопродуктів не приводить до таких результатів, які досягнуті в даному рішенні, а саме - високий ступінь очищення, низькі енерговитрати та невелика собівартість сорбентів завдяки використанню рослинної сировини "зеленого типу". Залежність відрізняючих ознак і одержаного результату з літератури невідома, але дає можливість зробити висновок про творчий характер розробки, тобто відповідність рішення за винаходом критерію "винахідницький рівень". Для приготування сорбенту використовували вугілля із деревини, наприклад, типу БАУ. Термоокислену вуглецеву речовину одержували із рослинної сировини - відходів сільськогосподарської продукції (соломи, стебел соняшника, кукурудзи), листя дерев, зеленої маси дикоростучих рослин та водоростей шляхом обробки сировини при температурі 250-350°С на протязі 4 -7 хв. Субстрат з мікроорганізмами одержували із тієї ж рослинної сировини шляхом її подрібнення, але без термообробки для збереження мікроорганізмів, що знаходятьсяв порах субстрату. Сорбент отримували шляхом перемішування активованого вугілля, подрібненої термоокисленої вуглецевої рослинної речовини та субстрату з мікроорганізмами до однорідної суміші гранульованих частинок вугілля та інших компонентів. Випробування проводили шляхом утворення на поверхні води плівки нафти та нафтопродуктів з наступним нанесенням на водну поверхню сорбенту. 3а допомогою секундоміра виміряли час поглинання нафти та нафтопродуктів сорбентом. Нижче наводяться дані, що підтверджують можливість здійснення винаходу. Приклад 1. Подрібнену солому піддавали термообробці при 300°С на протязі 5 хв. Термоокислена вуглецева речовина, одержана такою обробкою сировини, характеризується великим (>50%) виходом готового продукту, що перевищує вихід вуглецевого матеріалу, одержаного по прототипу (Т=400-450°С) - вихід »21-25% (фіг. А). Вугілля БАУ змішували з термоокисленою рослинною сировиною (соломою) і подрібненою coломою (субстратом з мікроорганізмами) у пропорції 8:88:4 мас. % відповідно. В стакан ємністю 300 мл наливали 200 мл води. На поверхню води наливали 1 мл нафти. Нафтопродукт утворював плівку на поверхні води. На розлиту поверхню нафтопродукту висипали вищезгаданий сорбент у кількості 1 г. Нафтоємність оцінювали по кількості поглинутої нафти на одиницю маси використаного сорбенту. Із даних, приведених на фіг. Б, видно, що запропонований сорбуючий матеріал (сорбент) характеризується вищою нафтоємністю, ніж сорбент з прототипу - сорбент із лузги жита. За допомогою секундоміра слідкували за часом поглинання сор 2 40069 бентом плівки нафтопродукту. Як видно з фіг. В, час поглинання плівки запропонованим сорбентом значно менший, ніж для сорбенту із лузги жита (прототип) - 20 с проти 40 с. Із даних фіг. Г видно, що розроблений сорбент має найменшу водопоглинальну здатність. Приклад 2-5. Одержували сорбент аналогічно прикладу 1. Були вибрані інші співвідношення компонентів. Поглинання плівки нафтопродукту сорбентом здійснювали вищеописаним способом. Дані щодо цих дослідів наведені в таблиці. Джерела інформації 1. А.с. СРСР, № 998645. МКИ4 Е02В15/04. Опубл. в бюл. № 7, 1983. 2. Патент ФРН № 2536807. МКИ4 С09К3/32, 1977. 3. Безрудько О.В., Забела К.А., Крупа А.А. // Обзор информ. Нефт. промышленность. – Сер.: Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – М.: ВНИИОЭНГ, 1985. – Вып. 5 (63). – 53 с. 4. Мерц Р.Х., Косыгина К.Ф., Боксер В.Б. Плавающий углеродистый адсорбент для поглощения пленки нефтепродуктов на воде // Химия и технология воды. – 1998. – Т. 20. - № 3. – С. 301-304. 5. Гафаров И.Г., Тимофеев В.С., Фокин А.П. Разработка технологии сорбента из растительного сырья для очистки гидросферы от нефтепродуктов. XVI Менделеевский съезд по общей и неорганической химии. – М., 1998. – Т. 3. – С. 63-64 – прототип. Таблиця Параметри Нафтоємність, мл/г Водопоглинання, % Час поглинання плівки нафти, с Приклади 2 3 4 5 прототип Співвідношення компонентів сорбуючого матеріалу 8:88:4 7:90:3 10:85:5 13:80:7 5:92:3 4 4,5 4,4 2,6 2,8 2 0,5 0,6 0,55 0,8 1,0 3,5 20 25 28 35 37 40 1 3 40069 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4