Сорбент для сбора нефти и способ его получения. Растительные сорбенты для сбора нефти


Сорбент для сбора нефти и способ его получения

Изобретение относится к сорбентам для очистки от нефти водных поверхностей. Сорбент для сбора нефти на поверхности воды содержит (мас.%): порошкообразный углерод - 2,6-3; гидрофобизатор - 3-3,4; полиамидное волокно - 14-24; резиновая крошка - остальное. Сорбент получают перемешиванием компонентов. На предварительно измельченное полиамидное волокно распылением наносят гидрофобизатор. В половину массы резиновой крошки при перемешивании вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 минут. Затем постепенно вводят измельченные волокна, после этого вводят оставшуюся половину резинового порошка. Массу перемешивают еще 20 минут и затем в течение 20 минут при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка. После введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут. Согласно изобретению получен новый сорбент, обладающий улучшенной способностью к хранению. Сорбент не слеживается более 2-х лет. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к сорбентам для очистки от нефти водных поверхностей, а именно к сорбентам для удаления разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Разливы нефти периодически происходят во всем мире, и причины их различны. Для защиты окружающей среды необходимо ликвидировать без остатка нефтяные пятна, наносящие невосполнимый ущерб природе. Предпочтительнее всего для этого пользоваться сорбирующими материалами. Нефтяные сорбенты - высокоэффективные вещества, функцией которых является очистка воды и почвы от нефтепродуктов. За счет своей гигроскопичной микроструктуры, пористости и большой удельной поверхности сорбенты впитывают в себя нефть. При этом желательно, чтобы сами сорбенты могли использоваться многократно, были бы недороги и после использования могли быть утилизированы.

Известен [Пат. РФ 2091159, опубл. 27.09.1997] сорбент, содержащий хлопоксодержащие отходы прядильного производства и целлюлозосодержащие отходы сельского хозяйства растительного происхождения, имеющие пространственно-каркасную структуру. Для развития пористой структуры сорбента их предварительно просушивают и измельчают при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлопоксодержащий отход 40 - 70, целлюлозосодержащий отход 30-60, причем сорбент содержит хлопоксодержащие и целлюлозосодержащие отходы в виде трехслойного пакета, внешние слои которого содержат хлопоксодержащие отходы, а внутренние - целлюлозосодержащие отходы. В качестве целлюлозосодержащих отходов сорбент содержит соломенную или камышовую сечку и древесные опилки определенного размера в соотношении:

0,5-1,0 мм 60-80

1,0-2,0 мм 15-30

2,0-3,0 мм 5-10

Известен [Заявка Великобритании 20040026619, опубл. 04.12.2004 г.] способ извлечения загрязнений из жидкостей с помощью вулканизированной резины, полученной с заводов по переработке шин. Резину, которая может быть природной, синтетической или их смесью, предварительно гранулируют или истирают, получая гранулы или чешуйки. Вулканизированная резина может быть сформована в плитки или распылена на загрязненную водную поверхность. Повышенную плавучесть достигают введением безводного порошка, термообработкой или промывкой перед применением. Альтернативно, вулканизированная резина в процессе применения тонет, и обрабатываемые водные загрязнения тонут на дне. Типичный состав резиновых частиц следующий: природная или синтетическая резина 35%, сажа 30%, оксид цинка 5%, стеариновая кислота 3%, технические масла 10%, наполнители 10%, органические ускорители 2%, другие компоненты 5%. Этот состав стабилен при температуре от 50°С до 150°С из-за примененного при вулканизации углерода. Когда обработанная таким образом резина адсорбирует нефтяные разливы и плавает очень близко к поверхности воды, ее собирают каким-либо из известных способов и затем либо регенерируют, либо утилизируют.

Известен [Пат. РФ 2108147, опубл. 10.04.1998] поглотитель Сорбойл, который получают простым смешением всех компонентов в обычных условиях, при этом в качестве оборудования может быть использован, например, горизонтальный роторный смеситель для сыпучих материалов. При изготовлении поглотителя в смеситель загружают резиновый порошок, а затем, в процессе перемещения его по смесителю, подают необходимое количество измельченного волокна и порошкообразного углеродного материала. Компоненты равномерно распределяются по рабочему объему смесителя, образуя сыпучую массу, перемещаемую далее на выгрузку.

Резиновый порошок, полученный при переработке изношенных шин, обычно содержит до 5 мас.% измельченных волокон корда, поэтому при смешении добавляют волокна, полученные, например, из отходов коврового, кордного и текстильного производства. Выбор соотношений компонентов определяется их физическим состоянием.

При этом в смеситель загружают компоненты в следующем соотношении:

- порошкообразный углеродный материал из группы "технический углерод, кокс, графит" - 0,5-0,25;

- измельченное волокно из натурального, и/или синтетического, и/или искусственного материала (в частности, из отхода коврового, кордного и текстильного производства - 20-30;

- резиновый порошок (в частности, из отходов производства резиновых изделий или из изношенных резиновых изделий) - остальное.

Если в смеси имеется избыток указанного углеродного материала, то в процессе сорбции наблюдается расслоение поглотителя, в связи с чем поглощающая способность падает.

Недостатком этого состава является и то, что через некоторое время наблюдается его набухание в воде за счет адсорбции воды волоконной составляющей. При длительном хранении происходит разделение и расслоение состава на угольную и резиновую составляющие, и кроме того, через некоторое время наблюдается слеживаемость сорбента, что ведет к ухудшению его эксплуатационных свойств.

Задача, стоявшая перед разработчиками предлагаемого технического решения, состоит в разработке сорбента с хорошей сорбирующей способностью, способного длительное время находиться на поверхности воды, не слеживающегося и не расслаивающегося при хранении.

Сущность предлагаемого решения состоит в том, что разработан новый сорбент для сбора нефти на поверхности воды, включающий порошкообразный углерод, полиамидное волокно и резиновую крошку, имеющий следующий состав, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6-3,0
гидрофобизатор 3,0-3,4
полиамидное волокно 14,0-24,0
резиновая крошка остальное.

Кроме того, разработан способ получения этого сорбента, включающий перемешивание компонентов, отличающийся тем, что на предварительно измельченное полиамидное волокно при перемешивании наносят распылением гидрофобизатор, затем в половину массы резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 минут, и постепенно, в течение 10 минут, вводят измельченные волокна, затем вводят оставшуюся половину резинового порошка, после этого массу перемешивают еще 20 минут, затем в течение 20 минут при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка, и после введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут. В результате получают готовый продукт.

В качестве углеродного порошка может быть использован, например, углерод технический К-354; углерод, соответствующий ГОСТ 7885-86; углерод технический марки №220, соответствующий ТУ 38 41558, а также другие коммерчески доступные марки, без ограничения.

В качестве гидрофобизатора могут быть использованы коммерческие марки этого продукта, например гидрофобизатор по ГОСТ 13032-77, или другой подобный продукт, без ограничения.

В качестве сырья для резиновой крошки используют отходы шинного производства, отработанные шины и другое вторичное резиновое сырье, которое предварительно подвергают помолу любым известным способом до получения крошки размером от 2 до 10 мм. В качестве волокон применяют измельченное кордовое волокно.

Отличие предлагаемого решения от прототипа состоит в том, что предлагаемый состав при указанном новом соотношении компонентов содержит гидрофобизатор, который наносят на измельченное полиамидное волокно. Подготовленное таким образом волокно сразу же перемешивают с остальными компонентами, при этом происходит налипание на них углерода и мелких частиц резины. В результате образуется новый состав сорбента, в котором компоненты находятся в определенном соотношении. Кроме того, разработан новый способ приготовления сорбента, включающий определенную последовательность введения установленных количеств исходных составляющих и определенное время их перемешивания. Этот способ позволяет получить сорбент с улучшенными свойствами.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Готовят 100 кг сорбента состава, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6
гидрофобизатор (ПМС-5) 3,4
полиамидное волокно 14,0
резиновая крошка остальное.

Сорбент готовят, вводя в измельчитель сначала резиновый материал в виде крупных кусков неправильной формы, который перемалывают, вводя в него 2 порции по 40 кг с интервалом в 10 минут, и получают резиновую крошку размером около 4-6 мм.

Параллельно готовят полиамидный компонент, для чего распыляют 3,4 кг гидрофобизатора - полиметилсилоксановую жидкость ПМС-5, над поверхностью 14 кг полиамидного волокна при перемешивании. Затем в 40 кг резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят 0,8 кг порошкообразного углерода, массу перемешивают 10 минут, и постепенно, в течение 10 минут, вводят измельченные полиамидные волокна, на которые только что нанесен гидрофобизатор, и оставшуюся половину резинового порошка. После их введения массу перемешивают еще 20 минут, затем в течение 20 минут при перемешивании вносят 1,6 кг углеродного порошка, и перемешивание продолжают 10 минут. По завершении перемешивания в бункер выгружают готовый продукт.

Пример 2

Готовят сорбент состава, масс.%:

порошкообразный углерод (ТУ 38 41558) 3,0
гидрофобизатор (ПМС-100р) 3,0
полиамидное волокно 24,0
резиновая крошка остальное.

Готовят сорбент в количестве 100 кг. Для этого в измельчитель вводят резиновый материал в виде крупных кусков неправильной формы, который перемалывают, вводя его порциями с интервалом в 10 минут, и получают резиновую крошку размером около 4-6 мм.

Распыляют указанный гидрофобизатор над поверхностью 24 кг измельченного полиамидного волокна, которое перемещают по шнековому смесителю. Резиновый материал в количестве 33 кг от планируемого (требующегося по заданию) количества перемалывают в течение 20 минут.

В полученную крошку постепенно вводят 1 кг порошка углерода, перемешивают 20 минут и постепенно, в течение 10 минут, вводят 24 кг измельченных гидрофобизированных волокон, на которые только что нанесен гидрофобизатор, и затем - остальную часть резиновой крошки. Массу перемешивают еще 20 минут, внося остальную часть углеродного порошка. После введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут.

Готовый продукт выгружают в бункер.

Для подтверждения возможности применения различных гидрофобизаторов приведены дополнительные примеры получения сорбента и его составы, см. Таблицу. Способы нанесения разных типов гидрофобизаторов не отличаются.

В некоторых отдельных случаях может подбираться только вид их распыления (в разогретом виде или в виде раствора), если этого требует вязкость применяемого гидрофобизатора), однако это не является предметом данного изобретения. Выбор гидрофобизатора определяется его доступностью, удобством применения в данной технологии и экологическими свойствами.

Новый сорбент обладает улучшенной способностью к хранению, поскольку при хранении в течение 2-х лет не наблюдалось его расслаивания на компоненты

Сравнительные испытания сорбента, приготовленного по прототипу, показали, что плавучесть известного сорбента составляла до 40 дней, а расслаивание наблюдалось через 11 месяцев хранения.

При введении гидрофобизатора, но при простом перемешивании компонентов (то есть не по заявляемому способу получения), расслаивание сорбента наблюдалось через 12 месяцев хранения.

Сорбент, полученный согласно предлагаемому изобретению, сохраняет плавучесть не менее 80 дней, не слеживается за 24 месяца хранения и более.

Таким образом, решена задача, стоявшая перед авторами изобретения: разработаны новый состав и способ его получения, позволивший улучшить однородность и антислеживаемость сорбента, благодаря чему предотвращается расслоение состава на компоненты при хранении.

Предлагаемый способ получения позволяет получать материал сорбента строго определенного однородного состава. Улучшение эксплуатационных свойств проявляется также в увеличении срока неслеживаемости товарного продукта до 2-х лет и более. Сорбент после 2-х лет хранения (в экспериментальных условиях) показал поглотительную способность нефть/сорбент не менее 8 см3/1 см3.

Испытания в рабочих условиях в акватории Мурманского порта показали, что сорбент поглощает нефть в массовом соотношении нефть/сорбент, равную 8 см3/1 см3, время достижения равновесного состава - 10-15 минут. При этом сохраняется плавучесть поглотившего сорбента в течение 80-90 суток. Это позволяет собирать его в течение длительного времени, проводя неоднократно промежуточную регенерацию. Отработанный сорбент может быть использован в качестве компонента асфальтовых покрытий или как топливо для промышленных предприятий.

Таким образом, в результате создания предлагаемого изобретения решается задача, стоявшая перед авторами изобретения.

ТАБЛИЦА
Пример Состав Свойства**
Порошкообразный углерод, мас.% Гидрофобизатор П-мид вол-но*, мас.% Резин. крошка, мас.% 1С, мес. 2С, дней
Тип Мас.%
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2,6 технический марки К-354 ПМС-5 3,4 14,0 до 100 26 95
2 3,0 ТУ 38-41558 ПМС-100 3,0 24,0 26 90
3 2,8 ПМС-400 3,0 20,0 25
4 2,6 Бутилолеат (ВО) 3,3 20,2 24 85
5 3,0 Бутил стеарат 3,0 18,0 24
6 2,6 Стеарат кальция 3,4 24,0 24 82
7 2,8 Стеарат натрия 3,2 20,0 24 82
8 3,0 Мылонафт*** 3,4 24,0 24 85
9 3,0 Жирные кислоты C12-24 3,0 20,0 24 80
* - полиамидное волокно.
** - 1С - слеживаемость не наблюдается, месяцев; 2С - плавучесть, дней.
*** - техническая смесь натриевых солей нафтеновых кислот, получаемая как отход при щелочной очистке керосиновых, газойлевых и соляровых дистиллятов нефти. М. - мазеобразный продукт от соломенно-желтого до темно-коричневого цвета с неприятным запахом.

Все перечисленные в таблице сорбенты не расслаивались в течение срока испытания (см. столбец 7 Таблицы).

Сорбирующая способность составляла от 6 до 8 г/см3 и более.

1. Сорбент для сбора нефти на поверхности воды, включающий порошкообразный углерод, полиамидное волокно и резиновую крошку, имеющий следующий состав, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6-3
гидрофобизатор 3-3,4
полиамидное волокно 14-24;
резиновая крошка остальное

2. Способ получения сорбента по п.1, включающий перемешивание компонентов, отличающийся тем, что на предварительно измельченное полиамидное волокно при перемешивании наносят распылением гидрофобизатор, затем в половину массы резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 мин, и постепенно в течение 10 мин вводят измельченные волокна, затем вводят оставшуюся половину резинового порошка, после этого массу перемешивают еще 20 мин, затем в течение 20 мин при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка и после введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 мин.

www.findpatent.ru

Сорбент нефтепродуктов Spill-Sorb | Терра Экология

Аборбент для нефтепродуктов на основе торфяного сфагнового мха Spill-Sorb – абсолютно натуральный промышленный сорбент. Полностью органический, неядовитый, испытанный в лабораторных и полевых условиях. Является промышленным поглотителем и агентом для ремедиации и рекультивации, который очень экономичен, эффективен и не поддается выщелачиванию при устранении загрязнений почвы нефтепродуктами и ликвидации разливов нефтепродуктов в водной среде.

Сорбент для сбора нефтепродуктов подавляет пары и впитывает углеводороды из земли и воды во влажных и сухих условиях. Так же Spill-Sorb прекрасно себя зарекомендовал как сорбент для сбора масла.

Spill-Sorb является единственным абсорбентом на российском рынке, имеющим способность самостоятельного биоразложения поглощенных внутри себя углеводородов, подтвержденную заключениями от 2-х влиятельных институтов: ФХТЭ РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина и РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева.

Благодаря широкому спектру поглощаемых веществ абсорбент Spill-Sorb используют:• В нефтедобывающих управлениях• На нефтеперерабатывающих заводах• На промышленных предприятиях• В аэропортах• На железных дорогах• В транспортных компаниях• На бензозаправочных станциях• Заводах по очистке нефти• Нефтяных платформах• В морских гаванях и на причалах

Особенности и преимущества:

• Способность биоразложения (биодеградации) поглощенных углеводородов, не требует сбора с грунта и утилизации

• Абсолютно натуральный, органический, неядовитый

• Отсутствие десорбции, изолирует летучие горючие пары

• Возможность применения на воде и суше

• Легкий и удобный, не требует специальной подготовки и оборудования при транспортировке и применении

ВидСыпучий материал светло-коричневого цвета
СоставТорфяной сфагновый мох
Емкость поглощения *До 9 кг н/п на 1 кг сорбента
Насыпная плотность135 – 180 кг/м3
Влажность9 %
ТермостойкостьНе менее 150 ° С
Температура примененияОт -50 до +60 ° С
ПлавучестьНе менее 24 часов,

с нефтепродуктом – не ограничена

Класс опасности4
УтилизацияПри применении на почве не требуется – биоразложение (не менее 110 дней**). В иных местах (асфальт, водная поверхность и др.) – сбор и захоронение в почве или сжигание.
Срок годностиНе ограничен (при соблюдении правил хранения)
УпаковкаПолиэтиленовый мешок с вкладышем 44 х 28 х 65 см, 17 кг +/-10%

* Емкость поглощения зависит от вязкости нефтепродуктов.

** Срок биоразложения поглощенных углеводородов зависит от степени загрязнения, климатических условий и состояния естественной микрофлоры.

Спектр абсорбируемых веществ сорбента Spill-Sorb

Свойственная абсорбенту Spill Sorb капиллярность обеспечивает очень мощную способность к впитыванию, что позволяет использовать его для изолирования нефти, растворителей, пестицидов, гербицидов и других органических химикатов. При промышленном и даже бытовом применении он способен абсорбировать масляные краски, полихлорированные бифенилы, чернила, растительные масла и кровь.

Список абсорбируемых веществ

Животные жирыКровьЖидкое топливоСырая нефтьСмазочные эмульсииЦианидные растворыДизельное топливоКраскиГорючее/бензинТяжелые металлыГербицидыЧернила (масляные)Реактивное топливоКеросин/парафиныАвтолМасляные краскиПХБПестицидыСтиролРастворителиВарсолРастительное маслоАцетонАцетонциангидринАкролеинСпиртыАллилхлоридАцетонитрилАмилацетатАвиац. бензин 100/130БензолБутанолБутилацетатМасляная кислота2-БутанонБромдихлорметанБромоформКаноловое маслоСероуглерод4-хлористый углеродХлороформХлорметанХлорбензолКукурузное маслоЦиклогексанДихлорбензолДихлорметан1,2-ДихлорэтанЭтанолЭтилбензолДиэтиловый эфирЭтилгликольГептанГексанГексахлорбензолГексахлорбутадиенГексахлорэтанГексан 97%ИзобутанолИзопренИзопропанолJP7МетанолХлористый метиленМетилэтилкетонМетилфенолМетилметакрилатНафталин2-НитроанилинНитробензолПентанПентахлорфенолФенолФенол 48% — ацетонПетролейный эфирПропанолСцинтилляционная жидкостьСиликоновое маслоТетрахлорэтанТетрахлорэтиленТетрагидрофуранТолуолТриэтиламинТрихлорэтиленТрихлорфенолВинилацетатВинилхлоридКсилол

Упаковка и Хранение сорбента

Продукция спрессована и упакована в плотные полиэтиленовые мешки.Хранить в помещении вдали от источников огня с влажностью не более 85%. Гарантийный срок хранения не ограничен при сохранении целостности упаковки.

Документация

Абсорбент обладает полным пакетом документации для реализации и использования на территории Российской Федерации:• Руководство (инструкция) по эксплуатации• Сертификат соответствия (письмо об отсутствии обязательной сертификации)• Паспорт безопасности• Заключение UNIDO о возможности биоразложения• Заключение ФХТЭ РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина о влиянии абсорбента на очистку почвы от нефтяного загрязнения• Заключение РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева об оптимизации экологической обстановки, рекультивации и восстановления загрязненных почв различными нефтепродуктами, химикатами и др.

Руководство (инструкция) по эксплуатацииДанный паспорт содержит информацию об абсорбенте и назначении изделия, процессе биологической ремедиации и его общие принципы, технические характеристики, комплектность, методы подачи, требования безопасности, утилизации и гарантии производителя.Сертификат соответствияПродукция не относится к объектам обязательной сертификации.Паспорт безопасностиВ документе содержится информация о составе вещества, воздействие на человека и окружающую среду, правила обращения и хранения, физические и химические свойства и утилизации. Характеристика опасности не установлена, класса опасности нет.Разрешение РостехнадзораПриказ устанавливает соответствие документации экологическим требованиям, допустимость воздействия продукции на окружающую среду определяет возможность его применения.Заключение UNIDO о возможности биоразложенияЗаключение экологической экспертизы о наличии возможности биоразложения поглощенных углеводородов использования для ремедиации почв, загрязненных углеводородами.Заключение (отчет) по Изучению влияния торфяного абсорбента на очистку почвы от нефтяного загрязненияИсследование было проведено в 2008 году кафедрой промышленной экологии ФХТЭ РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. Отчет по результатам эксперимента получен осенью 2008 года и описывает влияние использования абсорбента Спилл сорб на динамику содержания углеводородов в почве и ускорение процесса биоразложения, распространение нефтяного загрязнения в глубь почвы, вторичное загрязнение участков. Также было определено положительное влияние абсорбента на показатели токсичности, агрохимические показатели почвы, парализацию микрофлоры и активности микробиоценоза почв, всхожесть семян и фитоценотические показатели растений (длина корней и стеблей, накопление биомассы в динамике), и др.Заключение (отчет) по Оценке возможного использования абсорбента для оптимизации экологической обстановки, рекультивации и восстановления загрязненных почв различными нефтепродуктами и химикатамиИсследование было проведено в 2008 году при «РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева» (кафедра почвоведения Факультета почвоведения, агрохимии и экологии). Отчет по результатам эксперимента получил завод сорбент осенью 2008 года и описывает влияние использования абсорбента для оптимизации экологической обстановки при загрязнении почв нефтью, нефтепродуктами, тяжелыми металлами и др. В отчете приведены данные по экспертизе на способность биоразложения и возможность захоронения сорбированных углеводородов в почве, отсутствия выщелачивания и вымывание водой, влияние на улучшение динамики развития растений.

При запросе Вы можете более подробно ознакомиться с оригиналами документов.

 

Процесс абсорбции и биоразложения поглощенных углефодородов абсорбентом Spill-Sorb:

  

1. Вид торфяной капсулы в разрезе, находящейся в гидрофобном состоянии. Она инкапсулирует углеводороды и препятствует проникновению воды.

Зеленым цветом обозначен Гуминовый Кислотный Катализатор, который является важной частью биологического распада.

2. Это изображение показывает углеводороды, заключенные в капсулу.Красным цветом обозначены углеводороды.3. Вид клетки с гуминовой кислотой и микроорганизмами, которые расщепляют углеводороды. Красным цветом обозначены микроорганизмы.4. Вид капсулы после биологического распада. Капсула перешла в гидрофильное состояние и начинает инкапсулировать воду.

terra-ecology.ru

Сорбенты для сбора розливов нефтепродуктов и других веществ

Сорбент (от лат. sorbens — поглотитель, в родительном падеже sorbentis — поглощающий) это жидкость или твердое тело, обладающее способностью избирательного поглощения (сорбции) из окружающей среды газов, паров или растворённых веществ. Поглощающее тело называется сорбентом, поглощаемое им вещество — сорбатом (или сорбтивом). Поглощение вещества из газовой среды всей массой твёрдого тела или расплава называется также окклюзией.

 

В зависимости от типа сорбции различают следующие виды сорбентов:

Абсорбент  - тело, образующее с поглощённым веществом твёрдый или жидкий раствор. Наиболее распространенными являются абсорбенты, применяемые для ликвидации разливов нефти, нефтепродуктов и химических веществ: абсорбенты на основе стружки скорлупы кокосового ореха , торфяного мха, вспученного перлита, окисленного терморасширяющегося графита, полипропилена и др.

Адсорбент - тело, поглощающее (сгущающее) вещество на своей сильно развитой поверхности. Наиболее распространены: активированный уголь, активированный оксид алюминия, силикагель, диоксид кремния (кремнезем) и др.

Химические поглотители (сорбенты) – это тела, которые связывают поглощаемое вещество (сорбат), вступая с ним в химическую реакцию.

Ионообменный сорбент (ионит) – это тело, поглощающее из растворов ионы одного типа с выделением в раствор эквивалентного количества ионов другого типа. Иониты – твердые и нерастворимые вещества, обычно это синтетические органические смолы, имеющие кислотные или щелочные группы. Иониты разделяются на катиониты, поглощающие катионы (положительно заряженные ионы), и аниониты, поглощающие анионы (отрицательно заряженные ионы). Иониты широко применяются для опреснения воды, в аналитической химии для разделения веществ (в хроматографии), а также в химической технологии. В зависимости от природы матрицы различают неорганические (иониты природного происхождения, к которым относятся алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов) и органические (синтетические ионообменные смолы) иониты. Наиболее распространенными неорганическими ионитами являются цеолиты (молекулярные сита).

Жидкие сорбенты применяются для осушки природных и нефтяных газов. Жидкие сорбенты должны иметь высокую растворимость в воде, низкую стоимость, хорошую антикоррозионность, стабильность по отношению к газовым компонентам, малую вязкость и способность регенерации. Большинству этих требований наилучшим образом отвечают следующие жидкие сорбенты: диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ), в меньшей степени моноэтиленгликоль (МЭГ).

Твердые сорбенты подразделяются на порошкообразные (или гранулированные) и волокнистые. Волокнистые сорбенты обладают большей кинетикой сорбции за счет более высокой удельной поверхности и большей доступности функциональных групп. Также волокнистые сорбенты обладают лучшей регенеративной способностью возможностью повторного применения, что особенно актуально для промышленных областей применения.

Сорбенты применяются практически во всех областях промышленности, в сельском хозяйстве и в медицине. Применение сорбентов в первую очередь обусловлено очисткой от различных загрязняющих веществ и тесно связано с охраной экологии.

Сорбент применяется для ликвидации последствий аварийных разливов нефти, нефтепродуктов и химических веществ. Наиболее часто разливы нефти происходят при ее морской транспортировке из районов добычи, при шельфовой добыче нефти и на других месторождениях. Нефтяные разливы влекут за собой серьезные экологические проблемы.

Применение сорбентов является технологией щадящего устранения последствий нефтезагрязнений и позволяет снизить отрицательные последствия для экологии.

Другие способы локализации и ликвидации разливов нефти – контролируемое сжигание, механический сбор, диспергирование – существенно ограничены по применению и зависят от времени, погодных условий, экологической обстановки и т. д.

Кроме этого, сорбент применяется и в качестве штатного средства экологической безопасности на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), на нефтяных терминалах и на автозаправочных станциях (АЗС).

Существует достаточно широкий ассортимент сорбентов для сбора нефтяных разливов.

Сорбенты на основе неорганических материалов (диатомит, цеолиты, глина, песок) имеют низкую нефтеемкость, гидрофильны (не могут применятся на воде), требуют дополнительного модифицирования, вызывают трудности с утилизацией и совершенно не удерживают легкие фракции нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо).

Синтетические сорбенты обладают хорошей поглотительной способностью, однако отличаются большей стоимостью и сложностью утилизации в силу высокой токсичности продуктов горения.

Наиболее привлекательны и перспективны сорбенты растительного (органического) происхождения. Они являются органической частью существующих экосистем и в наибольшей степени соответствуют экологическим требованиям. В качестве таковых можно выделить сорбенты на основе торфяного мха или стружки скорлупы кокосового ореха. Но в отличии от торфяного мха, добыча которого является губительным вмешательством в экосистему, скорлупа кокоса – это отход пищевого производства и изготовление кокосового абсорбента – отличный пример эффективного использованием природных ресурсов экосистемы. Растительный сорбент обладает высокой сорбционной емкостью и гидрофобностью. Органические сорбенты могут обеспечить решение проблем экологизации экономики территориального образования, а также способствовать созданию благоприятных условий для достижения требуемого состояния окружающей среды экономически рациональными способами.

 

Сорбенты также широко используются для очистки промышленных сточных вод. Здесь существуют следующие методы очистки.

Механическая очистка – процеживание и отстаивание. Перед более тонкой очисткой сточные воды процеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед отстойниками с целью извлечения из них крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы. Снятые с решеток загрязняющие вещества направляют на переработку и утилизацию. Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей.

К физикохимическим методам очистки сточных вод относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистилляцию, обратный осмос и ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Эти методы связаны с расходом реагентов, поэтому дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.

К биохимическим методам очистки относятся центрифугирование, экстракция, гравитационное уплотнение, вакуумфильтрация, фильтрпрессование, замораживание и др. Наиболее перспективным является центрифугирование с использованием флокулянтов, при помощи его можно достичь эффекта извлечения нефтепродуктов на 85 % и механических примесей на 95 %.

Термическая очистка заключается в сжигании в открытых амбарах, печах различных типов и получение битуминозных остатков.

Электрохимическая очистка проводиться в электролизерах устройствах, в которых проводят те или иные процессы электрохимического воздействия на водные растворы. В зависимости от природы процессов, протекающих в таких аппаратах и обеспечивающих извлечение или обезвреживание загрязняющих компонентов, электролизёры бывают следующих типов: элетрофлотаторы, электрокоагуляторы, электродиализаторы и электролизёры для проведения реакций окисления и восстановления.

Мембранные методы очистки находят в последние время всё большее применение для очистки промышленных сточных вод. Они конкурируют с ионообменными методами очистки и в ряде случаев превосходят их. При очистке большого объёма воды лучше ионообменный способ очистки, а для малого объёма лучше мембранный способ очистки. К мембранным относят: обратный осмос, ультрафильтрацию, испарение через мембрану, диализ и диффузионное испарение через мембрану. Выбор метода зависит от размера разделяемых частиц.

Физикохимические методы очистки сточных вод по сравнению с остальными имеют ряд существенных преимуществ:

  • есть возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически неокисляемых органических загрязнений;
  • достигается более глубокая и стабильная степень очистки;
  • меньшие размеры сооружений;
  • меньшая чувствительность к изменениям нагрузок;
  • возможность полной автоматизации;
  • более глубокая изученность кинетики некоторых процессов, а также вопросов моделирования, математического описания и оптимизации, что важно для правильного выбора и расчета аппаратуры;
  • методы не связаны с контролем над деятельностью живых организмов;
  • возможность рекуперации различных веществ.

К физикохимическим методам относятся и адсорбционные методы, которые широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика и они биологически не разлагаются или являются сильно токсичными. Применение локальных установок целесообразно, если вещество хорошо адсорбируется при небольшом удельном расходе адсорбента. Адсорбцию используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитро соединений, поверхностноактивных веществ (ПАВ), красителей, нефтепродуктов и т. д.

Достоинством адсорбционного метода является высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ. Адсорбционная очистка вод может быть регенеративной, т. е. с извлечением вещества из адсорбента и его утилизацией, и деструктивной, при которой извлеченные из сточных вод вещества уничтожаются вместе с адсорбентом. Эффективность адсорбционной очистки достигает 80—98 % и зависит от химической природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности и ее доступности, от химического строения вещества и его состояния в растворе. В качестве сорбента используют активированные (или активные) угли, некоторые органические сорбенты, синтетические сорбенты, минеральные сорбенты и иногда отходы производства (золу, шлаки, опилки и др.).

Минеральные сорбенты глины, силикагели, алюмогели (активный оксид алюминия) и гидроксиды металлов для адсорбции различных веществ из сточных вод используют мало, так как энергия взаимодействия их с молекулами воды велика — иногда превышает энергию адсорбции, либо их применяют целенаправленно для удаления каких-то конкретных загрязняющих веществ. Так, например сорбент 320 на основе активированного (активного) оксида алюминия (алюмогеля) эффективно удаляет из воды фторсодержащие примеси и мышьяк.

Наиболее универсальным сорбентом является активированный уголь, однако он должен обладать определенными свойствами:

  • должен слабо взаимодействовать с молекулами воды и хорошо с органическими веществами;
  • быть относительно крупнопористым (с эффективным радиусом адсорбционных пор в пределах 0,8—5,0 нм), чтобы его поверхность была доступна для больших и сложных органических молекул;
  • при малом времени контакта с водой он должен иметь высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и малую удерживающую способность при регенерации;
  • должен быть прочным, быстро смачиваться водой и иметь определенный гранулометрический состав;
  • должен обладать малой каталитической активностью по отношению к реакциям окисления, конденсации и др., так как некоторые органические вещества, находящиеся в сточных водах, способны окисляться и осмоляться;
  • должен не уменьшать адсорбционную емкость после регенерации и обеспечивать большое число циклов работы.

Всем этим параметрам полностью соответствует кокосовый активированный уголь.

 

Сорбенты — это также большой класс медицинских препаратов, которые способны к выведению из организма самых различных токсических веществ. Еще со времен Гиппократа активированным углем присыпали раны, применяли внутрь, и это оказалось очень эффективным. Затем об этом забыли, и только в начале 30х годов нынешнего века вернулись к этим препаратам. В 50х годах наблюдался новый виток развития этого направления. Этому предшествовали исследования греческих ученых, показавшие, что с помощью активированных углей можно эффективно выводить из организма, путем очищения крови, токсические продукты, которые образуются в организме в результате заболеваний, например, почек. Это дало толчок к активному развитию в области сорбентов.

Сорбент предупреждает развитие атеросклероза и ишемической болезни сердца. Связывая на своей поверхности желчные кислоты, препятствует перевариванию жиров и способствует их выведению не ярко выраженный эффект «голодания без голодания».

Сорбент эффективен при лечении острых пищевых отравлений, отравлений различными ядами, лекарственными и наркотическими веществами, алкогольнопищевой перегрузке, абстинентном синдроме, обусловленном наркоманией и алкоголизмом, острых и хронических заболеваниях почек, печени, поджелудочной железы, желудочнокишечного тракта, аллергических и иммунозависимых заболеваниях (бронхиальная астма, ревматизм, пищевая аллергия, рассеянный склероз, псориаз).

Принятый до застолья или сразу после выпивки сорбент способен предотвратить похмельный синдром за счёт связывания избытков алкоголя и выработавшихся в результате приёма алкоголя токсинов. Уже наступившее похмелье можно облегчить приёмом сорбента.

В медицине широко используется метод очистки крови, так называемая гемосорбция. Смысл её заключается в том, что кровь человека пропускают через сорбент (поглотитель), извлекающий из неё ряд вредных веществ.

Сорбент, применяемый для профилактики и лечения различных желудочнокишечных заболеваний, называется энтеросорбентом (энтеро кишечник и сорбео поглощать). Энтеросорбенты широко применяются и для людей и для животных. Особенно для сельскохозяйственных животных, которые подвержены кормовым отравлениям, возникающим вследствие вынужденного скармливания недоброкачественными комбикормами. Потенциально опасными из них являются бактериальные токсины, метаболиты амбарных вредителей, продукты перекисного окисления, радионуклиды, нитраты, гербициды, тяжёлые металлы, пестициды и ряд других высокотоксичных субстанций.

Однако в последнее время во всём мире фиксируется увеличение частоты случаев отравления животных микотоксинами – продуктами жизнедеятельности микроскопических грибов и плесеней. Традиционно применяемое в таких случаях симптоматическое лечение животных и птицы, основанное на применении биологически активных препаратов не оправдывает себя и является крайне затратным. Для решения этих проблем наиболее эффективным служит применение натуральных энтеросорбентов, которые являются безопасными для организма, выводят из него токсические соединения, полученные из внешней среды, а также продукты нарушенного метаболизма.

Энтеросорбенты эффективно применяются как для лечения микотоксикозов, так и для их профилактики. 

him-shop.ru