Очитска воды от нефти

Нефть и нефтепродукты  составляют особую группу загрязнителей  гидросферы. Загрязнение воды нефтью и нефтепродуктами происходит при добыче, транспортировке и переработке нефти, использование НП в качестве топлива для судовых двигателей, при промывке цистерн нефтеналивных судов, а также в результате стока воды с загрязненной НП территории суши и др. Из общей массы НП, попадающих ежегодно в моря и океаны, около 35% составляют потери при транспортировке нефти, около 32% выносится реками, еще по 10% поступает с городскими и промышленными отходами прибрежных районов, из атмосферы и природных источников.

Современные методы очистки  воды от нефтяных загрязнений подразделяются на механические, химические, физико-химические и биологические. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется источником и характером загрязнения, площадью загрязнения, количеством нефти и др.

 1. Механический метод

Сущность механического  метода состоит в том, что нефть  удаляется из воды путем её отстаивания  и фильтрации с последующим её улавливанием специальными устройствами - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками или вручную. Нефть не смешивается с водой и образует на поверхности масляное пятно. Она собирается порциями в полимерные контейнеры (полиэтиленовые пакеты) и затем сжигается. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%. Однако механические устройства не обеспечивают достаточную эффективность очистки воды от нефти.

Сложность сбора нефти  с водной поверхности заключается  в том, что нефть разливается  тонким слоем. При ее сборе неминуемо  захватывается и вода. Проблема со сбором нефти вручную состоит  в том, что для того, чтобы эффективно собрать нефть необходимо, чтобы  ее было много, т.е. чтобы она лежала на поверхности толстым слоем, а  это случается крайне редко при  крупных техногенных катастрофах.

2. Химический метод

Химический метод очистки  от нефти заключается в том, что  в воду добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию  с нефтью и осаждают её в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. Данный способ заключается в основном, либо к созданию на поверхности нефтяного пятна с помощью поверхностно-активных веществ и эмульгаторов водонефтяных эмульсий, либо к поглощению нефти различного типа адсорбентами, например, алюмосиликатными микросферами или оксидом алюминия и последующее выжигание нефти из пор сорбента путём горения. ПАВ работают по следующему принципу: они ослабляют поверхностное натяжение на границе разделения воды и гидрофобной нефтяной пленки, в результате нефть образует отдельные капли, которые опускаются на дно или рассеиваются течением и волнами. По мнению скептиков это не самое лучшее решение, так как в результате происходит замена одного загрязнителя другим. Степень очистки воды от нефти этим способом достигает не менее 98%, но это метод лимитируется площадью очага нефтяного заражения. Метод применим для очистки локализованного количества воды от нефти.

3. Физико-химический метод.

При физико-химическом методе очистки воды от нефти из воды удаляются  тонко дисперсные и растворенные примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества нефти. Чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, адсорбция, экстракция и т.д.

В качестве абсорбента нефти  также можно применять тонко размолотый порошок активированного угля. Он равномерно напыляется на нефтяное пятно, и оно сразу перестает растекаться. Нефть, успевшая смешаться с водой и ставшая негорючей, вскоре приклеивается к угольным частицам. После этого пленку можно снять и сжечь (смесь угля с нефтью хорошо горит).

Можно также использовать и пенополиуретан, который поглощает массу нефти в 18 раз превышающую его собственную массу. Если загрязнение небольших размеров, то можно налить на поверхность нефтяного пятна расплавленный парафин. При отвердевании он захватит нефть, а твёрдую массу можно затем собрать механическим способом. Также эффективно использование эмульгаторов и поверхностно-активных веществ ПАВ, которые способны переводить нефть в эмульсии, ускорять процессы ее биохимического разрушения и даже ослаблять ее токсическое влияние.

4. Биологический метод

Среди методов очистки  воды от нефти самую большую играет биологический метод, основанный на использовании специальных микроорганизмов, питающихся нефтью и разрушающих её. В настоящее время известно более тысячи микроорганизмов, способных перерабатывать углеводороды различных классов. Наиболее продуктивные из них - культуры дрожжей рода Candida, для которых источником углеводородов служат парафины нефти. Они дают большой выход биомассы с высоким содержанием белка и витаминов.

Устройство Oil Spilling Guard воспрепятствует дальнейшему распространению нефти на поверхности моря и одновременно осуществляет фильтрацию загрязненной воды, выделяя из нее нефть. Выделенная нефть сохраняется во встроенном резервуаре устройства. Корпус устройства изготовлен из волокна, а значит, абсолютно безвреден для окружающей среды. Устройство оснащено датчиками, которые оповещают операторов в случае обнаружения какой-либо опасности для птиц и рыб. Это необходимо для того, чтобы было возможно принять соответствующие безотлагательные меры. Так же передает сигналы об опасности всем живым существам океанов и морей, чтобы они не заплывали на эту территорию. 

В последнее время сильно возрос спрос на технологии и аппаратуру, которая может помочь уменьшить  негативное воздействие розлива  нефти на окружающую среду. Специалисты  Массачусетского технологического института для этих целей разработали  специальных нефтеперерабатывающих  роботов и технологию SeaSwarm (морская стая). Роботы представляют собой небольшой ящик с ленточным конвейером. Общая длина конструкции составляет примерно пять метров, а ширина два метра. Ленточный конвейер изготавливается из сети нанопроводов и предназначен для забора нефти с поверхности воды. Для того чтобы не тратить время на смену аккумулятора робот оснащён солнечными батареями.