Оригинальные способы очистки воды от нефти. Реферат.

аварии равна 0,4 на 1000 рейсов. Вероятность риска разлива принимается

равной 0,05 на 1000 рейсов в открытом море и 0,25 в опасных местах. С

учетом вероятной частоты аварии с посадкой на мель и столкновением средний

размер нефтяного разлива может быть оценен как 1/48 от количества

перевозимой за рейс нефти.

Например, в районе Британских островов ежегодно жертвами таких катастроф

оказываются от 50 до 250 тыс. морских птиц. Впервые серьезное загрязнение

океана нефтью произошло при гибели супертанкера \"Торри Кэньон\" он разбился

на скалистом побережье Корнуолла. Это произошло 18 марта 1967г. Он

перевозил 119 328 т сырой нефти. Авария произошла днем при относительно

спокойном море. Вся нефть оказалась в море. Но и попытка устранения

нефтяного загрязнения причинила огромный вред морским обитателям. Спустя

12 ч после катастрофы были применены различные детергенты (растворители),

способные связывать нефть. В море вылили более 13,5 тыс. т

высокотоксичного препарата ВР 1002(диспергаторы химических соединений,

разбивающие сплошной слой нефти на мелкие капли).

Последствия применения препарата BP 1002 для всего живого в море он

оказался страшнее нефти. В районе аварии у крабов отпадали конечности, и

они умирали, попадались мертвые омары. Погибли морские ежи, моллюски;

песчаные угри, многие другие рыбы. В прибрежной зоне погибли все мидии.

Прошло два года, пока живой мир побережья в тех местах, где нефть

выбросило на берег, хоть чуть-чуть восстановился. А там, где применяли

диспергаторы, до восстановления флоры и фауны прошли десятилетие:

противоядие оказалось хуже яда.

2.1 Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и

ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2

млн. т. нефти в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих

заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. т. нефти.

2. 2 Естественный:

В проливе Санта-Барбара у Калифорнии уже многие века в море просачивается

из трещин и расщелин в морском дне ежегодно 3000 т нефти, однако,

загрязнения у берегов не наблюдается. Сравнительно быстрое поглощение

нефти объясняется несколькими причинами. Нефть испаряется. Бензин

полностью испаряется с поверхности воды за шесть часов. За сутки

испаряется не менее 10 % сырой нефти, примерно за 20 дней - 50 %. Но более

тяжелые нефтепродукты почти не испаряются. Нефть эмульгируется и

диспергируется, то есть разбивается на мелкие капельки. Сильное волнение

моря способствует образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При

этом сплошной ковёр нефти разрывается, превращается в мелкие капельки,

плавающие в толще воды. Нефть растворяется. В её составе имеются вещества,

растворимые в воде, хотя их доля, в общем невелика.

Нефтяное загрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию

моря. Пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в

воде. В результате перестает размножаться планктон — основной продукт

питания морских обитателей.

В верхних пяти — десяти сантиметрах водной толщи развивается богатейшее

сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь

находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных

животных, которые во взрослом состоянии населяют водную толщу и дно морей

и океанов. На поверхности океана накапливаются и вещества-загрязнители, в

том числе нефть и нефтепродукты. Растворимые компоненты нефти очень

ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских обитателей и прежде

всего рыб, чем наносится серьезный ущерб экономике ряда стран мира.

Растворимые компоненты нефти нередко становятся причиной гибели морских

птиц, .отрицательно влияют на вкусовые качества мяса морских животных. В

загрязненной нефтью воде во взвешенном состоянии находится бесчисленное

количество мельчайших нефтяных пузырьков. Их углеводородные компоненты

отравляют морских беспозвоночных, служащих кормом для рыб. Они действуют и

на самих рыб. В результате много их гибнет, а остающаяся живой рыба не

может быть использована в пищу из-за нефтяного запаха и привкуса.

Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум с весьма

незначительной концентрацией нефтепродуктов, то большинство зародышей

погибает, а многие из уцелевших оказываются уродами. Нефть отрицательно

влияет на физиологические процессы, вызывает патологические изменения в

тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата, нервной

системы. Нефть — своего рода наркотик для морских обитателей. Замечено,

что некоторые рыбы, «хлебнув» однажды нефти, уже не стремятся покинуть

отравленную зону.

Нефтяное загрязнение — грозный фактор, влияющий на жизнь всего Мирового

океана. Особенно опасно загрязнение высокоширотных вод, где из-за низкой

температуры нефтепродукты практически не разлагаются и как бы

«консервируются» льдами, поэтому нефтяное загрязнение может нанести

серьезный ущерб окружающей среде Арктики и Антарктики.

Нефтяные катастрофы

По оценке национальной Академии наук США в середине 70-х годов только в

морскую среду попадало примерно 6 млн. т нефти. К концу 70-х годов выбросы

нефти в моря и океаны возросли до 10 млн. т/год. Наибольший вред наносят

разливы нефти в результате катастроф танкеров и аварий на морских буровых

платформах. Число таких аварий необычайно велико: только в США в 1972—1976

гг. береговой охраной регистрировалось в среднем 12,3 тыс. случаев таких

выбросов в год. При сохранении числа аварий прослеживается тенденция к

увеличению масштабов единовременных выбросов нефти главным образом из-за

аварий супертанкеров. Выбросы нефти в конце 60-х — начале 70-х годов в

результате катастроф таких танкеров, как «Белен» и «Торри Каньон», меркнут

в сравнении с разливом 220 тыс. т нефти при аварии танкера «Амоко Кадис» в

марте 1978 г. Анализ последствий этой аварии для окружающей среды,

выполненный 20 месяцев спустя, показал, что в течение последующих трех —

пяти лет добыча устриц в пораженной акватории будет невозможна, а осевшая

на дно нефть будет выбрасываться на поверхность штормами по крайней мере в

течение 10 ближайших лет. Прогноз подтвердился.

Возрастает и «лепта», вносимая в загрязнение водной среды морскими

буровыми платформами. Загрязнение имеет место при добыче нефти на шельфе.

В апреле 1977 г. в Северном море в 270 км от норвежского города Ставангер

на крупнейшей платформе норвежских разработок нефтяного месторождения

вырвался фонтан нефти высотой в 60 м. Больше недели понадобилось, чтобы

перекрыть нефтяной фонтан. За это время в воды Северного моря было

выброшено 25 тыс. т нефти. Площадь нефтяного пятна достигла 4000 км2.

Попытки собрать нефть с поверхности воды продемонстрировали почти полную

беспомощность находящейся на вооружении нефтедобывающих компаний техники

по удалению нефтяных пятен. С помощью своеобразных «пылесосов» с

поверхности моря удалось собрать всего лишь 800 т нефти. Большая часть

разлитой нефти затонула и будет еще долго отравлять придонную флору и

фауну Северного моря. Авария поставила под угрозу излюбленные места

развития сельди и потомства скумбрии, которая нерестится в этих местах. По

мнению некоторых ученых, воздействие катастрофы должно было сказываться по

меньшей мере в течение трех лет.

Увеличение потребления нефтепродуктов во всем мире привело в последние

годы к значительному росту танкерного флота. В мире действует гигантский

танкерный флот общей вместимостью более 120 млн. брутт-регистровых тонн —

это свыше трети вместимости всех морских транспортных средств. В последние

годы наметилась тенденция резкого увеличения грузоподъемности танкеров.

Уже плавают 230 судов, обладающих грузоподъемностью 200 тыс. т и более, в

том числе два «полумиллионника». Строятся и более мощные танкеры. Это

значительное достижение инженерной мысли, но в то же время и колоссальная

потенциальная опасность для вод Мирового океана. Подсчитано, что 200 тыс.

т нефти достаточно, чтобы превратить все Балтийское море в биологическую

пустыню.

В портах не удается выгрузить нефть до конца. Около 1% ее теряется на

испарение и остается на стенках и днищах танкеров. Приходится их

промывать, и это чаще всего делают в открытом море. Пустой танкер теряет

управляемость. Чтобы избежать этого, в танкеры закачивают морскую воду в

качестве балласта (обычно более 30% тоннажа судна). Перед новой загрузкой

балласт выкачивают вместе с остатками нефти. По подсчетам специалистов

танкеры и другие суда, которые промывают свои трюмы в открытом море,

оставляют в нем более 2 млн. т/год нефти.

Экономические методы борьбы.

В разных странах с этой проблемой борются по-разному. К примеру, в ЕС в

скором времени введет запрет на заход однокорпусных нефтяных танкеров в

порты Европы. Европейская комиссия коротко изложила сегодня свои планы

относительно запрета на заход однокорпусных нефтяных танкеров в порты

Европы. Это часть пакета новых правил ЕС по безопасности движения морских

судов. Запрет будет вводиться на танкеры с одинарной обшивкой с 2005, 2010

или 2015 года, в зависимости от тоннажа. Эти меры вызваны недавней

экологической катастрофой, вызванной разливом нефти из танкера \"Эрика\" у

берегов Франции. Тогда из танкера, плавающего под мальтийским флагом,

пролилось 10 тыс. тонн сырой нефти, которая буквально отравила все живое в

250-мильной зоне. Специалисты выяснили, что причиной стала не только

ветхость судна, но и его конструкция.

Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря

Важную роль в борьбе с загрязнениями морей имеет Международная конвенция

по предотвращению загрязнения моря нефтью. Она была принята в 1958 г. и

дополнена в 1960 и 1971 гг. В 1958 г. была создана межправительственная

Морская консультативная организация, основная роль которой вначале

ограничивалась контролем за соблюдением положений Конвенции.

Придавая важное значение борьбе за охрану морской среды, Советский Союз

активно участвовал в Международной конференции, созванной в Лондоне в

октябре 1973 г. На конференции была принята Международная конвенция по

предотвращению загрязнения с судов. Конвенция 1973 г. касается не только

нефти, но и других перевозимых вредных веществ, а также отходов (сточные

воды, мусор), образующихся на судах в результате их эксплуатации.

Конвенция содержит статью, согласно которой каждое судно обязано иметь

сертификат — свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка

соответствуют правилам предотвращения загрязнения моря.

Соблюдение этой статьи проверяется во время специальных инспекций при

заходе судов в порты. Нарушителям грозят ощутимые санкции. Прежнее

соглашение охраняло чистоту морей лишь в сравнительно узкой полосе так

называемых запретных зон. Теперь «запретной» становится вся акватория

Мирового океана. В Приложениях к основному документу изложены

международные стандарты допустимых сливов, даны рекомендации по оснащению

судов оборудованием, необходимым для сохранения чистоты моря.

Конвенция устанавливает особо жесткие нормы содержания нефти в воде,

сбрасываемой танкерами. Если вместимость судов более 70 тыс.

брутто-регистровых т, у них должны быть специальные емкости для приема

чистого балласта. В них вообще запрещается грузить нефть. Для всех особых

районов (Балтийское, Средиземное, Черное моря и др.) принят единый режим:

полный запрет слива нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов

вместимостью свыше 400 брутто-регистровых т. Все сбросы с них должны

выкачиваться только в береговые приемные устройства.

Различные методы борьбы с разлитой нефтью в воде.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические,

физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то

метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным.

Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется

характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Проанализируем их попытаемся найти наиболее эффективный, как с точки

зрения и экономики, так и со стороны эффективности данного способа.

1. Химический

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные

химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и

осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается

уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. Данный

способ заключается в приготовления сорбента для очистки воды от нефти и

нефтепродуктов включает обработку алюмосиликатных полых микросфер (отжигов

золы-уноса угольных Тепло Электро Станции) сырой нефтью и последующее ее

выжигание воспламенением при свободном доступе воздуха (горения) с

поддержанием процесса до прекращения горения, важно, чтобы не было

вмешательства человека в этот процесс. Адсорбционная способность

адсорбента составляет 800 мг/г (470 мг/см3). Степень объемной очистки воды

от водно-эмульсионных и растворенных нефти и нефтепродуктов не менее 98%

экономический выгодный способ борьбы, но на большой площади не может быть

применен. Этот способ носит локализованный характер. Например, очистка

локализованного количества воды от нефти, водозаборные станции,

водохранилища и т.п.

2. Механический

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем

отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные

частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами,

песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а

поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями,

отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых

сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%,

многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

3.Физико-Химический

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко

дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются

органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических

методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д.

Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении

органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и

других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в

особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью

электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной

и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона,

ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка

путем хлорирования.

4.Биологический

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть

биологический метод, основанный на использовании закономерностей

биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть

несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод:

биофильтры, биологические пруды и аэротен0ки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого

материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке

интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит

действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все

организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало -

активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые

существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические

вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение

потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют

ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро

оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы,

коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в

хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после

нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,

хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции

используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз,

озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке

коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов

предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности,

производстве искусственного волокна.

Скиммеры для очистки акватории от нефтепродуктов

Изобретена серия принципиально новых установок - скиммеров для устранения

разливов нефти (нефтяных пятен) с акватории моря. Устройства предназначены

для сбора нефти с поверхности воды при аварийных сбросах нефти в море

(например, при аварии танкера) и очистки акватории портов и пляжей. По

сравнению с известными аналогами в основу принципа работы нефтесборщиков

положена оригинальная идея. Существующие способы очистки воды от нефти

делятся, в основном, на механические, химические и биологические.

Используемые в настоящее время механические устройства не обеспечивают

достаточную эффективность разделения нефти и воды. Дисковые и ленточные

сборщики имеют очень маленькую производительность. В приемных бункерах

механических устройств, основанных на снятии пленки механическим

транспортером или использующих центробежный эффект, как правило, большая

концентрация воды. Химические методы не обеспечивают экологической чистоты

и требуют больших затрат для изготовления химикатов и их транспортировки и

хранения. Биологические методы не обеспечивают регенерацию разлитой нефти.

Проблема состоит в создании неэнергоемкого, экологически чистого

эффективного устройства. Изобретенные сборщики относятся к категории

механических разделителей и накопителей нефти. Сложность сбора нефти с

водной поверхности заключается в том, что нефть разливается тонким слоем.

При ее сборе неминуемо захватывается и вода. Парадокс проблемы 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. Сборщики

решают эту двуединую задачу - увеличивают толщину слоя нефти и затем

собирают ее. Причем сбор нефти осуществляется сразу с большой площади

акватории. Нефть не смешивается с водой. Она может сразу же на месте

собираться порциями в полимерные контейнеры (полиэтиленовую пленку) и

отправляться на борт судна или к берегу вплавь самостоятельно (!).

Устройства смогут функционировать как на больших глубинах, так и на

мелководье. Собранная нефть может быть использована как смазочный материал

или топливо. Преимуществами данного устройств является простота

изготовления и эффективность работы. Изобретено несколько модификаций

Сборщиков. Они могут сопрягаться с судном, катером, баржей и т.п. Можно

сделать самоходный вариант на одного-двух человек. Данный метод среди

технических способов является наиболее эффективным, но каждое изобретение,

прежде чем оно войдет в эксплуатацию должно пройти все экспериментальные

Страницы: 1, 2, 3