ВВЕДЕНИЕ 9
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ
НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 11
1.1 Проблемы очистки воды от нефтяных загрязнений 11
1.2 Особенности нефтяных загрязнений природной воды и сточных вод 13
1.3 Сравнительный анализ способов и методов очистки сточных вод и
природных водоемов от нефтяных загрязнений 16
1.4 Патентный поиск сорбционных фильтров 24
2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
БИОСОРБЦИОННЫХ ФИЛЬТРОВ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОДОЕМОВ ОТ НЕФТЯНОЙ ПЛЕНКИ 29
2.1 Экспериментальное получение биосорбционных материалов из
синтетических и растительных сорбентов 29
2.2 Проведение экспериментальных исследований эффективности
биосорбционных материалов в очистке воды от нефтяного пятна 40
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
БИОСОРБЦИОННОГО КОМПЛЕКСА 42
3.1 Расчет себестоимости биосорбционного комплекса на основе
синтетических и растительных сорбентов 46
3.2 Экономическое обоснование использования биосорбционного комплекса
на основе синтетических и растительных материалов 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
Трудно переоценить роль нефти в современной мировой экономике. Нефть - это первичное сырьё для производства современных синтетических материалов, транспортных топлив, занимающее важное место в структуре топливно-энергетических балансов. Продукты её переработки используются в производстве электроэнергии и тепла. Использование нефти определяет уровень экономического развития и жизни современного человека. Вместе с тем следует отметить, что на всех стадиях нефтепользования, начиная от добычи нефти и заканчивая утилизацией ее отходов, происходит загрязнение окружающей среды. И чем больший объем работ выполняется, тем сильнее их отрицательное влияние на окружающую среду. Аварийные ситуации при этом лишь увеличивают и концентрируют это влияние [3].
Актуальность темы исследования. Проблема борьбы с разливами нефти и нефтепродуктов при авариях в настоящее время является актуальной для всего мира. Большое количество нефти поступает в природные воды при ее перевозках водным путем, со сточными водами предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Разливы, утечки нефти и нефтепродуктов, а также отходы производства, как показывает практика, неизбежны при их добыче, переработке и транспортировке. Основное количество аварийных ситуаций регистрируется на предприятиях нефтедобывающей промышленности и трубопроводного транспорта. В отличие от локально расположенных предприятий, здесь практически невозможно предусмотреть меры по защите окружающей среды на всей протяженности, достигающей многих тысяч километров. Наибольшую экологическую опасность представляют разливы нефти на поверхности морей, водоемов и рек, так как при этом в течение нескольких часов тонкая пленка нефтепродуктов может покрыть десятки и сотни квадратных километров водной поверхности, перемещаясь с течением воды, и разливы нефти довольно сложно локализовать. Образующаяся при этом на водной поверхности пленка углеводородов препятствует поступлению кислорода в воду, нарушается воздухообмен. Кроме того, часть вредных углеводородов растворяется в воде и пагубно воздействует на обитателей гидросферы [1].
Цель работы: снижение антропогенного воздействия нефти на природные водоемы на основе разработки биосорбционного комплекса очистки нефтяных загрязнений с поверхности воды.
Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследований:
1. Провести теоретический анализ проблемы очистки воды от нефтяных загрязнений.
2. Провести сравнительный анализ способов и методов очистки
сточных вод и природных водоемов от нефтяных загрязнений.
3. Разработать экспериментальные модели биосорбентов на основе различных материалов носителей микроорганизмов-нефтедеструкторов для очистки воды от нефтяной плёнки и оценить их эффективность в лабораторных условиях.
4. Разработать модель биофильтрационного бона на основе эффективных биосорбентов для очистки воды от нефтяных аварийных разливов.
На основании литературных источников был разработан способ получения биосорбента на основе различных материалов носителей микроорганизмов - деструкторов. Исследована способность к снятию нефтяного пятна. Оптимальной поглощающей способностью ~ 54,3 г/г в сочетании с «плавучестью» обладает синтетический материал - пенополиуретан, из растительных - щепа ольхи (нефтепоглощение 23,2 г/г).
Исследование кинетики сорбции-десорбции нефти биосорбентом показывает, что наибольшая интенсивность поглощения наблюдается за первые 15-30 минут, а максимальная - достигается за 24 часа. Сорбент обладает ~ 90 % удерживающей способностью, которая сохраняется во времени.
Исследована возможность использования сорбента в качестве носителя углеводородокисляющих микроорганизмов с целью деструкции нефти и нефтепродуктов. Микроорганизмы - нефтедеструкторы бактериального препарата «Байкал ЭМ-1», ассоциации активного ила эффективно подвергаются иммобилизации на поверхности сорбента, что повышает его сорбционную способность.
Разработанный биосорбционный комплекс можно использовать для очистки природных вод в виде боновых заграждений.
Достоинства биосорбционного бона: эффективность очистки нефтяных загрязнений на водной поверхности; многократное использование сорбирующего элемента в конструкции бонового заграждения.
