ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами 7
1.2 Методы удаления нефти 10
1.3 Сорбенты для очистки воды от нефти 14
1.3 Использование древесных опилок для очистки сточных вод 16
1.4 Методы модификации древесных опилок 18
1.5 Патентные исследования 19
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 25
2.1 Используемые реактивы и химическая посуда 25
2.2 Используемые средства измерения и вспомогательное оборудование 26
2.3 Методика проведения работ 26
2.3.1 Обработка исходных материалов растворами кислот 26
2.3.2 Определение сорбционной емкости образцов по нефти 27
2.3.3 Определение водопоглощения сорбционных материалов 27
2.3.4 Определение зольности сорбционных материалов 28
2.3.5 Определение насыпной плотности сорбционных материалов 28
2.3.6 Определение фракционного состава сорбционных материалов 29
2.3.7 Определение плавучести сорбционных материалов 29
2.3.8. Определение гигроскопической влажности сорбционных материалов .... 30
2.3.9 Моделирование удаления нефтяной пленки с водной поверхности 30
2.3.10 Определение содержания нефти в воде 31
2.3.11 Порядок работы на фотометре КФК - 3 33
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 41
3.1 Основные свойства сорбатов 41
3.2 Определение фракционного состава сорбционного материала 41
3.3 Определение физико-механических характеристик сорбционного материала 42
3.4 Определение нефтеемкости исследуемого опила Tttia cordata 43
3.5 Определение оптимального времени обработки СМ растворами кислот 49
3.6 Определение водопоглощения исследуемого опила Tttia cordata 51
3.7 Построение градуировочного графика оптической плотности 53
3.8 Моделирование удаления нефтяной пленки с водной поверхности 54
4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 55
4.1 Охрана труда при работе в учебных лабораториях кафедры химии и
экологии 55
4.1.1 Общие положения 55
4.1.2 Требования безопасности перед началом работы 55
4.1.3 Требования безопасности во время работы 56
4.1.4 Требования безопасности по окончании работы 57
4.1.5 Действия персонала при несчастных случаях и пожаре 58
4.2 Охрана труда при работе с химической посудой и приборами из стекла 59
4.3 Охрана труда при работе с кислотами и щелочами 62
4.3.1 Общие положения 62
4.3.2 Требования безопасности перед началом работы 62
4.3.3 Требования безопасности во время работы 63
4.3.4 Действия персонала в аварийной ситуации 64
4.3.5 Требования безопасности по окончании работы 65
4.4 Охрана труда при работе с нефтью, нефтепродуктами,
легковоспламеняющимися и горючими жидкостями 66
4.5 Техника безопасности при работе с КФК - 3 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 70
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 71
ПРИЛОЖЕНИЯ 79
Нефтяная отрасль занимает на сегодняшний день одно из важнейших мест в мировой экономике. До последнего времени считалось допустимым, что до 5% добытой нефти естественным путем теряется при ее хранении и перевозке. Это означает, что в среднем в год в окружающую среду попадает более 150 млн т нефти, не считая потерь при различных катастрофах с танкерами или нефтепроводами [1].
На базе разведанных запасов созданы и функционируют мощные нефтедобывающий и нефтехимический комплексы, являющиеся основными источниками загрязнения окружающей среды (ОС) нефтепродуктами (НП). Последние попадают в природную среду в результате аварийных разливов в системах перекачки и транспортировки, на нефтяных терминалах и нефтебазах, в хранилищах нефтепродуктов, на автозаправочных комплексах и станциях, а также со сточными водами (СВ) предприятий. Весь объем последних - это загрязненные воды (в т. ч. недостаточно очищенные), с которыми в реки Республики Татарстан (РТ) поступает свыше 20 % всей массы основных загрязняющих веществ. В результате нефть и НП попадают в водоёмы в значительном количестве.
Мировой опыт по ликвидации разливов на водной и грунтовой поверхностях все больше свидетельствует о преимуществе сорбционных методов, которые позволяют оперативно и с меньшими затратами осуществить сбор и переработку нефти и НП [2].
Для удаления нефти и НП используют разнообразные сорбенты как природные, так и синтетические. Однако их производство связано с дополнительными материальными и энергетическими затратами. В связи с этим актуальным для решения данной проблемы является поиск альтернативных сорбционных материалов (СМ), удовлетворяющих не только требованиям эффективности очистки водных сред, но являющихся экологичными, имеющих низкую себестоимость и широкую сырьевую базу. В роли таких СМ могут выступать, в частности, отходы деревообработки, накапливающиеся в значительном количестве. [3].
Целью данной работы является изучение свойств отходов деревообработки липы для дальнейшего их использования в качестве СМ для удаления нефти с поверхности водных объектов.
Для выполнения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. Изучение физико-химических характеристик, нефтеемкости и водопоглощения исходных СМ.
2. Модификация СМ растворами кислот различных концентраций.
3. Изучение физико-химических характеристик, нефтеемкости и водопоглощения модифицированных СМ.
4. Моделирование удаления нефтяной пленки с водной поверхности исходными и модифицированными СМ.
В качестве СМ исследовался отход деревообрабатывающего производства - опилки липы Tttia cordata.Для проведения экспериментов использовалась фракция СМ с размером частиц 1 - 2 мм.
С целью увеличения сорбционной емкости исходного материала произвели его обработку 0,5, 1 и 3%-ными растворами серной, азотной, ортофосфорной, уксусной, соляной и хлорной кислот. Были проведены серии экспериментов по определению нефтеемкости образцов СМ в статических условиях.
Были определены физико-химические показатели исходного и модифицированных образцов СМ. Показано, что обработка растворами кислот древесных опилок способствует снижению плотности, что свидетельствует об увеличении пористости СМ, и, следовательно, максимальной нефтеемкости, что подтверждают результаты экспериментов.
Наибольшей нефтеемкостью по сравнению с исходным материалом обладает образец, обработанный 3 %-ным раствором азотной кислоты (5,99 г/г (увеличение на 32,8 %) и 7,24 г/г (увеличение на 37,4 %) для девонской и карбоновой нефти, соответственно). Наименьшие значения нефтеемкости наблюдаются для образцов опила, обработанных уксусной кислотой в различных концентрациях.
Было установлено, что оптимальным временем обработки СМ слабоконцентрированными растворами кислот является 15 минут. Анализ результатов экспериментов по определению водопоглощения показал, что химическая обработка в целом способствует снижению значения водопоглощения. При моделировании удаления нефти с водной поверхности была показана высокая эффективность очистки воды СМ (>99%) .
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
