Иванова Мария Александровна Очистка водных объектов от нефти и нефтепродуктов сорбционным материалом на основе пенополиуретана, растительных и полимерных отходов

brief description

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»
На правах рукописи

ИВАНОВА МАРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА
ОЧИСТКА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
СОРБЦИОННЫМ МАТЕРИАЛОМ НА ОСНОВЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА,
РАСТИТЕЛЬНЫХ И ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ
03.02.8 - Экология (в химии и нефтехимии)
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Зенитова Л.А.
Казань - 2020

bibliography

Заключение
1. С целью снижения техногенного воздействия разливов нефти и нефтепродуктов на водные ресурсы, а также для уменьшения загрязнения окружающей среды отходами целлюлозосодержащих и полимерных производств предложен способ их ликвидация с помощью высокоэффективного экономичного сорбционного материала на основе эластичного пенополиуретана с использованием целлюлозсодержащих и полимерных отходов.
2. Наивысшей поглощающей способностью (~ 13,0 г/г) в сочетании с «плавучестью» и селективностью по отношению к нефти (а=0,4 при 120 минутах экспозиции) обладает эластичный сорбционный материал с использованием измельченной рисовой соломы в количестве 30% масс. Массовое соотношение компонентов сорбционного материала А : Б : наполнитель = 1 : 0,6 : 0,16-0,72 (в зависимости от типа наполнителя). Наибольшая интенсивность поглощения сорбционным материалом нефти наблюдается за первые 15 - 30 минут, а максимальная - достигается за 2 часа. Сорбционный материал обладает ~ 90 % удерживающей способностью, которая сохраняется во времени, что позволяет использовать его в труднодоступных местах в течении длительного времени до момента сбора и ликвидации.
3. Процесс сорбции-десорбции разработанного сорбционного материала разделяется на три стадии. Наибольшее поглощение наблюдается в течение первых 15 - 30 минут, которая является определяющей. На второй — до 80 минут сорбция происходит с меньшей скоростью. На третьем этапе (~ до 2 часов), кривая сорбции выходит на плато. Процесс десорбции характеризуется двумя стадиями. Интенсивная десорбция первой стадии (до ~ 25 %) происходит за первые 15 минут. На второй стадии происходит незначительная потеря поглощенного нефтепродукта.
4. Экологичность разработанного сорбционного материала подтверждается возможностью его регенерации и сбора разлитой нефти

172
методом центробежного сепарирования. Многократное (до 4 циклов) использование сорбционного материала, регенерированного методом сепарирования, позволяет извлечь до 99,5% нефти за счет процесса взаимодействия гидроксильных групп целлюлозы и лигнина, содержащихся в наполнителях растительного происхождения, с изоцианатсодержащим компонентом при синтезе пенополиуретанового сорбционного материала, что повышает прочностные показатели материала и позволяет его многократное использование.
5. Показана возможность использования разработанного сорбционного материала для очистки химзагрязненных сточных вод, содержащих отходы производства простых полиэфиров ПАО «Нижнекамскнефтехим» снижая ХПК ~ на 30% только за первый цикл очистки
-5
при расходе сорбционного материала ~80 г/м .
6. Разработанный способ позволяет производить сорбционный материал, как в стационарных заводских условиях, так и на месте аварий в режиме чрезвычайных ситуаций за счет направленного регулирования скоростью его получения (от 8 до 16 минут), сократив время на ликвидацию последствий аварийных разливов нефтепродуктов и топлив и тем самым снижая негативное воздействия на флору и фауну водоемов.
7. Разработан технологический регламент и технические условия на сорбционный материал Гринсорб. Опытная партия сорбционного материала в количестве 50 кг апробирована в полевых условиях Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-производственная фирма «Современные технологии», г. Йошкар-Ола и рекомендована для покрытия поверхностей на суше и воде с использованием штатных серийных распылителей. Выявлено, что сорбционный материал по своим характеристикам соответствует заявленным и целесообразен для применения по прямому назначению. Также сорбционный материал положительно апробирован с целью ликвидации разлива технического масла «ВМ-1» на ООО «Весто», г. Казань.