Сорбційний матеріал для очистки поверхні водних середовищ та грунту від нафти та нафтопродуктів

1 Сорбційний матеріал для очистки поверхні води та ґрунту від нафти та нафтопродуктів, що включає гранульоване активоване вугілля рослинного походження, який відрізняється тим, що додатково містить подрібнений спучений графіт при родного походження при такому співвідношенні компонентів, мас % спучений графіт природного походження 50-75 гранульоване активоване вугілля рослинного походження 25 - 50 2 Сорбційний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що сировиною для гранульованого активованого вугілля служить тирса, подрібнені стебла ріпаку, шкаралупа волоського горіха або їх суміш у різних співвідношеннях 3 Сорбційний матеріал за п 1 або 2, який відрізняється тим, що розмір його частинок становить 1-Змм Винахід відноситься до хімічної технологи, а саме - до сорбентів для очищення поверхні води від розлитої нафти та нафтопродуктів, та рекультивації забруднених ґрунтів і може бути використаний у водному та сільському господарстві, нафтохімічній промисловості та інших галузях народного господарства Нафта та нафтопродукти, попадаючи у воду, можуть локалізуватись на її поверхні у вигляді суцільних плівок, диспергуватись, створюючи емульсії типу "вода в нафті" і "нафта в воді", і частково розчинятись Як правило, води, що містять нафту та нафтопродукти, очищують механічними, фізико хунок поглинання ними води Відомий сорбент для поглинання нафти та нафтопродуктів - гідрофобний спучений перліт [3] Недоліком даного сорбенту є складність технологічного процесу його отримання, а також недоцільність його використання у зв'язку з проблемами екологічного характеру Відомий також вуглецевий сорбент для поглинання плівки нафтопродуктів на воді на основі кам'яного вугілля [4] Недоліком даного сорбенту є висока енергоємність процесу отримання (температура нагріву 600-850°С), невисока питома поверхня (100-200м2/г), висока собівартість (більше 1,0$/кг), низький вихід готового продукту (менше 20%) Найбільш близьким до винаходу по технічній суті та досягнутому результату є сорбент для поглинання нафти та нафтопродуктів у вигляді гранульованого активованого вугілля, одержаного з ХІМІЧНИМИ, ХІМІЧНИМИ і біологічними способами, в яких, в залежності від ступеню забрудненості вод, використовують сорбенти різної природи, які включають в комплексну схему очищення Відомий сорбент на основі деревної тирси, який використовують для поглинання розлитої нафти та нафтопродуктів шляхом розпилення його на поверхні водоймищ [1] Недоліком цього сорбенту є його низька сорбційна ємність при поглинанні нафти та нафтопродуктів Відомий також сорбент для видалення нафти та нафтопродуктів із поверхні води на основі терморозширеного графіту [2] Недоліком даного сорбенту є швидка втрата сорбційних властивостей частинками графіту в процесі експлуатації за ра ВІДХОДІВ сільськогосподарського виробництва лузги рису, гречки, вівса, жита [5] Недоліком даного сорбенту є висока температура термообробки (300-450°С), низький вихід готового продукту, обмежене джерело сировини, відносно висока собівартість (більше 1,1$/кг), великий вміст неорганічної складової в вугіллі (більше 55%), невисока нафтоємність, а також велика водопоглинальна здатність сорбенту, що зумовлює низьку якість очист о 0 0 о (О 60180 ки і недопустимо велику и тривалість що приводить до підвищення ступеню очищення Таким чином, ВІДОМІ сорбенти потребують поводи від нафти та нафтопродуктів, скорочення кращення їх експлуатаційних характеристик, підчасу поглинання нафти із поверхні води, а також вищення ступеню очищення води від плівок, емузниження водопоглинання сорбенту завдяки невельсій та водорозчинної частини нафтопродуктів до ликому вмісту неорганічних сполук в ВИХІДНІЙ синорм ГДК ровині та використанню природного поруватого сорбуючого матеріалу з гідрофобними властивосЗадачею даного винаходу є розробка сорбенту тями Таким чином, заявлене технічне рішення на основі вуглецевих та природних сорбуючих мавідповідає критерію винаходу "новизна" теріалів для очищення поверхні води від нафти та нафтопродуктів, який би забезпечував високий Аналіз відомих сорбентів для очищення повеступінь очистки і скорочував и тривалість, тобто рхні води від нафти та нафтопродуктів показав, що сприяв прискоренню ліквідації екологічних аварій деякі із застосованих в сорбентах матеріали окремо ВІДОМІ, наприклад, вугілля Однак їх викорисРозроблений сорбент на основі суміші вуглетання у відомих технологіях очищення води від цевих та природних сорбуючих матеріалів дає нафти та нафтопродуктів не приводить до таких можливість одержати технічний результат, що результатів, які досягнуті в заявленому рішенні, а полягає в підвищенні ступеню очистки водної посаме - високий ступінь очищення, низькі затрати верхні та ґрунтів від нафти та нафтопродуктів, на очищення та невелика собівартість матеріалу скороченні часу ліквідації екологічних аварій, знизавдяки використанню рослинної сировини "зележенні затрат на процес очищення ного типу" та природних поруватих сорбційних Для досягнення вказаного технічного резульматеріалів тату сорбційний матеріал для очистки поверхні водних середовищ та ґрунту від нафти та нафтоЗалежність відрізняючих ознак і одержаного продуктів, що включає гранульоване активоване результату з літератури невідома Це дає можливугілля рослинного походження, згідно винаходу, вість зробити висновок про творчий характер роздодатково містить подрібнений спучений графіт робки, тобто ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого рішення природного походження при такому співвідношенні критерію "винахідницький рівень" компонентів, мас % Для приготування сорбційного матеріалу вигранульоване активоване вугілля користовували подрібнений природний спучений рослинного походження 25-50 графіт спучений графіт природного поГранульоване активоване вугілля рослинного ходження 50-75 походження одержували із сировини - ВІДХОДІВ Для виготовлення гранульованого активованодеревообробної промисловості (тирси) шляхом го вугілля у вигляді термоокисленої речовини викарбонізації и при температурі 250-350°С на прокористовують рослинну сировину "зеленого типу" тязі 4-7хв Насипна ЩІЛЬНІСТЬ одержаного термовідходи деревообробної промисловості, подрібнені окисленого карбонізату складає 0 Зг/см3 стебла ріпаку, шкаралупу волоського горіха, або їх Об'єм сорбційних пор - 0,1см /г, питома поверсуміші у різних співвідношеннях Розмір частинок хня - 600-800м2/г заявленого матеріалу становить переважно 1-Змм Сорбційний матеріал отримували шляхом пеВикористання комбінованого сорбційного маремішування подрібненого спученого графіту та теріалу (сорбенту) - суміші, що містить активоване гранульованого активованого вугілля вугілля та спучений графіт в межах заявлених Випробування проводили шляхом утворення співвідношень компонентів, дає можливість підвина поверхні води плівки нафти або нафтопродуктів щити ступінь очищення поверхні води від нафти та з наступним нанесенням на поверхню утвореної нафтопродуктів, особливо від водорозчинної часплівки сорбенту 3 допомогою секундоміра вимітини нафтопродуктів, що може покращити екологіряли час поглинання нафти або нафтопродуктів чний стан водно-грунтового середовища сорбентом Сорбент такого типу має водопоглинальну Нижче наводяться дані, що підтверджують здатність досить низьку - менше 1%, що значно можливість здійснення винаходу краще вуглецевого сорбенту на основі кам'яного Приклад 1 Подрібнену тирсу піддавали тервугілля та вугілля на основі полови зернових мообробці при 300°С на протязі 5хв Термоокислена вуглецева речовина, одержана такою обробВикористання суміші вищезгаданих компоненкою сировини, являється активованим вугіллям і тів у заявленому співвідношенні дозволить знизихарактеризується великим (53%) виходом готового ти вартість процесу очищення поверхні води від продукту, що значно перевищує вихід вуглецевого нафти та нафтопродуктів за рахунок низької собіматеріалу, одержаного по прототипу (Т=300вартості цих компонентів - спученого графіту при450°С) - вихід «21-25% Спучений графіт змішувародного походження та гранульованого активовали з гранульованим активованим вугіллям у проного вугілля рослинного походження Тому еконопорції 50 50мас % ВІДПОВІДНО В стакан ємністю мічна ефективність використання таких сорбентів 200мл наливали воду На поверхню води наливазростає при очищенні великих площ забрудненої ли 1мл нафти, яка утворювала плівку На поверхводної поверхні або ґрунту, що особливо важливо ню розлитої нафти висипали вищезгаданий сорв період ліквідації наслідків екологічних аварій бент КІЛЬКІСТЬ поглиненої нафти визначали по В запропонованому сорбційному матеріалі різниці маси насиченого і вихідного сорбенту На ВІДМІННИМИ від прототипу ознаками у всіх випадках фіг 1 зображена гістограма нафтоємкості сорбційвиготовлення заявленого матеріалу є використанних матеріалів, одержаних з різної сировини ня подрібненого спученого графіту природного походження, і певне співвідношення компонентів, 1 - вугілля технічне 60180 водопоглинання сорбенту Із даних фіг 3 видно, ріал що розроблений сорбент [2] має найменшу водопоглинальну здатність, ніж прототип [3] - 10% про3 - сорбційний матеріал за прототипом ти 20% 4 - карбонізат на основі рослинної сировини 5 - зола ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 4 6 - цеоліт 1 А с СРСР, №998645 МКИ Е02В15/04 Опубл вбюл №7, 1983р З цього рисунку видно, що запропонований 4 сорбційний матеріал [2] має найвищу нафтоєм2 Патент ФРН №2536807 МКИ С09КЗ/32, 1977 кість, с саме - 23г/г Нафтоємність прототипу [3] 3 Безрудько О В , Забела К А , Крупа А А , // Обстановить 15г/г зор информ Нефт промышленность Серия Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов Приклад 2 Одержували і випробовували сорМ ВНИИОЭНГ -1985 - Вып 5 (63)-53с бент аналогічно прикладу 1 Склад суміші спученого графіту і активованого вугілля 65 35мас % ВІД4 Р X Мерц, К Ф Косыгина, В Б Боксер ПлаваюПОВІДНО Одночасно з поглинанням нафти слідкущий углеродистый адсорбент для поглощения вали за часом поглинання Як видно із фіг 2, час пленки нефтепродуктов на воде Химия и технолопоглинання плівки запропонованим сорбентом [2] гия воды, 1998, т 20, №3, с 301 -304 значно менший, ніж для прототипу [3] - 0,5хв про5 И Г Гафаров, В С Тимофеев, А П Фокин Разти 1хв работка технологии сорбента из растительного сырья для очистки гидросферы от нефтепродукПриклад 3 Одержували сорбент і очищали тов XVI Менделеевский съезд по общей и неоргаводу від нафти аналогічно прикладу 1 Склад сунической химии - М 1998, Т 3, с 63-64 - прототип міші спученого графіту і активованого вугілля 75 25 мас % ВІДПОВІДНО Одночасно вимірювали 2 - заявлений комбінований сорбційний мате ПО! п id ІЧЯ 60180 01 О Ь Р І К ЩЯ % Оі Комп'ютерна верстка О Воробей Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна