Ликвидация свежих разливов нефти и нефтепродуктов с использованием пенобетонных смесей
Процесс химического связывания воды при твердении легких (средняя плотность менее 800 кг/м3) цементных пенобетонов должен сопровождаться одновременным отсосом нефтепродуктов с твердых поверхностей за счет проявления сил химической связи при комплексообразовании (гидратообразовании) и явлений осмоса. Итог проявления таких сил выразится в поднятии нефти с поверхности вверх по пеноматериалу и вхождению ее в структуру формирующую пеноматериал.
Опыты показали, что максимальная эффективность удаления нефтепродуктов с песчаного грунта, достигается при использовании пенобетонной смеси плотностью D 600 (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость нефтепоглощения от плотности пенобетона
Для определения максимального количества поглощаемых нефтепродуктов введено понятие нефтепоглощения, Нпогл (кг/кг), которое одновременно является косвенной характеристикой емкости пенобетонной смеси по нефтепродуктам, то есть нефтепоглощение — это степень насыщения поглотителя нефтепродуктами по массе. Для определения этой характеристики использовалась следующая методика.
Образцы затвердевшего пенобетона (не обладающие способностью удаления нефтепродуктов с поверхностей) помещались в емкость с таким расчетом, чтобы уровень нефтепродуктов в емкости был выше верхнего уровня уложенного пенобетонного образца примерно на 50 мм. Образцы взвешивают до тех пор, пока результаты двух последовательных взвешиваний будут отличаться не более чем на 0,1 %. Обработка результатов ведется по формуле:
,
где mн— масса пенобетонного образца, насыщенного нефтью, кг,
mс— масса исходного пенобетонного образца без нефти, кг.
Модельные эксперименты проводились по следующей схеме. На помещенный в лоток песчаный грунт, являющийся аналогом прибрежных зон, заливались нефтепродукты, поверх которых наносилась пенобетонная смесь, рассчитанная на различную плотность от 300 до 800 кг/м3. Наблюдения показали, что максимальная высота подъема нефтепродуктов с поверхности пенобетонной смеси устанавливается на 14 сут. и составляет до 3,6 см (табл. 1).
Плотность пенобетонной смеси |
Высота подъема нефтепродуктов, см |
|||
1 сут. |
3 сут. |
7 сут. |
14 сут. |
|
D300 |
0,5 |
0,86 |
1,0 |
1,0 |
D400 |
0,7 |
1,0 |
1,5 |
1,9 |
D500 |
0,8 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
D600 |
0,9 |
1,2 |
2,7 |
3,6 |
D700 |
0,6 |
1 |
1,8 |
2,6 |
D800 |
1,0 |
1,3 |
1,4 |
1,6 |
Таблица 1. Результаты подбора плотности пенобетонной смеси для удаления нефтепродуктов с песчаной поверхности
При проведении экспериментов использованы нефтепродукты разной вязкости: масло машинное чистое, нефть Сызраньского месторождения, отработанное машинное масло и мазут. Исследования показали, что наиболее эффективно с поверхности удаляется чистое машинное масло (до 90 %), в то время как очистка поверхности от мазута составляет 40 %.
Отсюда высказана идея, что процесс твердения легких цементных пенобетонов должен сопровождаться одновременным отсосом нефтепродуктов с твердых поверхностей за счет проявления сил химической связи при комплексообразовании и явлений осмоса.
Экспериментально доказано, что наиболее эффективной при удалении нефтепродуктов с песчаных поверхностей является пенобетонная смесь плотностью 600 кг/м3.
На предложенный способ ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов получен патент № 2305152.
Литература:
1. Пат. 2305152 РФ. Способ ликвидации последствий разлива нефти / Л. Б. Сватовская, Е. И. Макарова, Ю. В. Маталыго, Е. В. Бенза, Е. А. Завгородняя, Е. А. Попова. — опубл. 27.08.07, Бюл. № 24.
2. Сватовская Л. Б., Макарова Е. И., Бенза Е. В. Процессы связывания жидких нефтеразливов при твердении пористых материалов на цементной основе: Сб. науч. стат. — СПб.: ПГУПС, 2006. — Вып. 6. — С. 35–37.
Автор: Е. И. Макарова, С. В. Сулейманова, М. А. Смирнов
Похожие статьи: