Для локализации нефтяного разлива, мы хотим представить вам способы распространения вещества, которые изучили и изобрели сами:
Распространять вещество можно по двум принципам: по периметру и из центра на всю площадь разлива.
Для распространения вещества по периметру, на корабле устанавливается механизм. Судно движется вокруг зоны разлива и разбрызгивает или рассеивает вещество.
а) Первый способ — насосный.
В данном случае, вещество – жидкость, и распространяется с помощью насоса. Насос устанавливается на судне, высасывает вещество из сосуда, и переносит его в воду. На конце может быть установлен какой-либо разбрызгиватель, называемый пульверизатором.
б) Компрессорный способ
Здесь вещество может быть как твердым порошкообразным, так и жидкостью. В основе способа лежит распространение с помощью компрессора, установленного на судне, как над водной поверхностью, так и в воду.
Нужный нам компрессор по свойствам должен быть схож с компрессором высокого давления.
в) Далее мы хотим предложить еще один способ распространения вещества по периметру, и мы назвали его механический разбрасыватель, так как в основе его лежит механизм, представляющий из себя крутящийся вентилятор, расположенный на дне цилиндрического сосуда и мелкой решеткой для просеивания. Вентилятор рассеивает вещество равномерно по всему кругу вращения. Такой сосуд можно перевозить с помощью вертолета в воздухе, или с помощью судна в воде.
Далее мы изобрели способ, относящийся к принципу распространения вещества из центра на всю площадь разлива.
Мы назвали его «Способ салюта», так как в основе его лежит запуск ракеты.
Ракета, в который находится вещество, запускается с судна над нефтяным пятном, и, после взрыва, сорбент, под действием силы тяжести, покрывает нефтяное пятно.
IV.Сбор нефти с водной среды
Для сбора нефтепродуктов с воды сейчас очень часто используются экологически безопасные нефтесборщики – скиммеры, принцип работы которых основан на свойствах нефтепродуктов.
В основном применяют нескольких видов скиммеров:
1. Адгезийные или олеофильные: нефтепродукты хорошо прилипают к олеофильным поверхностям. Олеофильные скиммеры с вращающимися дисками, щетками или непрерывными лентами, с которых налипшие нефтепродукты удаляют механическим способом.
2. Пороговые: тонкий поверхностный слой воды и нефтепродукта протекает через порог, после чего нефтепродукты отделяются от воды и откачиваются из емкости.
3. Циклоны: создается водоворот с понижением уровня в центре, откуда и выкачивается нефть. Скиммер – циклон предназначен для сбора нефти с поверхности воды при авариях на подводных переходах магистральных нефтепроводов через судоходные реки.
4. Вакуумные: поверхностный слой воды всасывается в контейнер, после чего нефть отделяют от воды. Принцип работы вакуумного скиммера заключается в следующем. Насосом создается разрежение в отстойно-вакуумном резервуаре. Под воздействием вакуума происходит засасывание пленки нефти вместе с водой с помощью нефтесборного устройства. Поступающая в резервуар смесь нефти с водой отстаивается. Далее идет процесс разделения. Вода спускается обратно в реку, а нефть - в специально подготовленную емкость.
Мы исследовали характеристики различных скиммеров, и выявили ряд недостатков в их эксплуатации:
- При волнениях на воде, значительно снижается производительность сбора нефти.
- Регулярное техническое обслуживание и периодическая замена дорогих комплектующих.
- Перед использованием скиммер нуждается в точной настройке.
Исходя из выше сказанного, мы предлагаем осуществлять сбор нефти путем создания переменного электромагнитного поля на рабочих лопастях. Они в свою очередь, притягивают тонкодисперсный порошок, входящий в состав сорбента. Рабочие лопасти нефтесборщика представляют собой сетки, по которым течёт переменный ток, создающий вокруг себя переменное электромагнитное поле. В результате сорбент с нефтью захватывается, и переноситься в контейнер для дальнейшей транспортировки и переработки.
Отличительной особенностью нашего прибора является сравнительно небольшое энергопотребление. Недорогие комплектующие и простота использования при эксплуатации. При этом не теряется экологичность и безопасность данного метода сбора нефтепродуктов.
Заключение
В своей исследовательской работе, мы создали новый способ сбора нефти после водного разлива. Добавив ферромагнитный порошок в сорбент, сделав этим вещество восприимчивым к магнитным волнам. При этом в своей работе рассмотрели пять способов распространения сорбента, три из которых на распространение по периметру, а два других – для распространения вещества в центр нефтяного пятна. Таким образом, мы создали скиммер, который будет собирать сорбент с помощью приобретенных сорбентом магнитных свойств.
Наша цель улучшить качество сорбентов. Параллельно, мы проводим тестовые испытания магнитного скиммера, для улучшения его производительности сбора нефти.
Мы считаем, что наша разработка будет востребована в нефтедобывающих компаниях и позволит более эффективно бороться с разливами нефти в мире.
Список литературы
1. Фрумин, Г.Т. Экологическая химия и экологическая токсикология Текст.: уч. пособие / Г.Т. Фрумин.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2002.-204 с.
2. Другов, Ю.С. Экологические анализы при разливе нефти и нефтепродуктов Текст.: практ. руководство / Ю.С. Другов, А.А. Родин-СПб., 2000.
3. Альхименко, А.И. Аварийные разливы нефти в море и борьба с ними Текст.: уч. пособие для вузов / А.И. Альхгменко.-СПб.: ОМ-Пресс, 2004.-229 с.
4. Мерициди, И.А. Техника и технология локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов Текст.: Справочник / И.А.
5. Щеголев, В.И. Типичные аварийные случаи с морскими судами Текст. / В.И. Щеголев.-СПб.: Изд. ЗАО «ЦНИИМФ», 1994.-144 с.
6. Гамзаев, Х.М. Моделирование растекания нефтяной плёнки по поверхности моря Текст. / Х.М. Гамзаев // Прикладная механика и техническая физика.-2009-№ 3, т. 50.-С.127 130
7. Нельсон-Смит А. Нефть и экология моря Текст. / А. Нельсон-Смит.-М.: Прогресс, 1977.-302 с.
8. Stroop, D.V. Behavior of fuel oil on the surface of the sea Text.: Report on oil pollution experiments / U.S. House of representatives committer on rivers and Harbors (doct. 10525).-Washington, 1930.-P.41 -49.
9. Герлах, С.А. Загрязнение морей. Диагноз и терапия Текст. / С.А. Герлах.—Л.: Гидрометеоиздат, 1985—264 с.
10. Журбас, В.М. Основные особенности распространения нефти в море Текст. / В.М. Журбас // Итоги науки и техники. Механика жидкости и-газа-М.: ВИНИТИ, 1978.-Т.12.-С.144 159.
11. Монин, А.С. Явления на поверхности океана Текст. / А.С. Монин, В.П. Красицкий.-JT.: Гидрометеоиздат, 1985.-376 с.
12. Озмидов, Р.В. Диффузия примеси в океане Текст. / Р.В. Озмидов.-Л.: Гидрометеоиздат, 1986.-280 с.
13. Mackay, D. Oil Spill Process and Models Text. / D. Mackay, I. Buist, R. Marscarenhas, S. Paterson.-Ottava, Canada: Ed. Enviroment Canada, 1980.
14. Venkatesh, S. The oil Spill Behaviour Model of the Canadien Atmosferic Enviroment Service Text. Part I: Theory and model Evaluation / S. Venkatesh-Atmosferic Enviroment Service 4905 Dufferin Street. Downsview,Ontario M3H5T4.
15. Berridge, S.A. The properties of persistent oils at sea Text. / S.A Berridge at al. // Scientific aspekts of pollution of sea by oil / Institute of petroleum-London, 1968.-P.2 -11.
16. Зимон, A.B. Адгезия жидкости и смачивание Текст. / А.В. Зимон.— М.: Химия, 1974.-416.
17. Попов, Н.И. Морская вода Текст. / Н.И. Попов, К.Н. Федоров,
18. Шехтер, Ю.Н. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества Текст. / Ю.Н. Шехтер, С.Э. Крейн, Л.Н. Тетерина.-М.: Химия, 1978.-304 с.
19. Платпира, В. Биологические последствия нефтяного загрязнения Текст. / В. Платпира // Проблемы фонового мониторинга состояние природной среды. Вып. 6 / Под ред. Ф.Я. Ровинского.-Л.: Гидрометоиздат, 1988.-С.210-219.
20. Баренбойм, Г.М. Биологические активные вещества. Новые принципы поиска Текст. / Г.М. Баренбойм, А.Г. Маленков.-М.: Наука, 1986.-364 с.
21. Мохсен, А.М.А. Токсикологические аспекты анализа риска для водных экосистем при аварийных разливах нефти и нефтепродуктов Текст.
22. Фрумин, Г.Т. Токсичность и риск воздействия металлов на гидробионтов Текст. / Г.Т. Фрумин, Е.И. Жаворонкова // Экологическая химия—2003 -Т. 12, вып. 2.-С.93
23. Barclay-Smith, P. Oil pollution of the sea Text. / Rapp. P.-V.Reun. Commnint.Explor.scient. Mer Mediterr.-1958.-№ 14.-P.533 556.
24. В.В. Ильинский, М.Ю. Литвинова // Вестник МГТУ.-2006.-Т. 9, № 5-С.828 832.
25. Исидоров, В.А. Введение в химическую экотоксикологию Текст.: уч. пособие / В.А. Исидоров.-СПб.: Химиздат, 1999.-144 с.
26. Воробьев, Ю.Л. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов Текст. / Ю.Л. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И. Соколов-М.: Ин-октаво, 2005.-368 с.
27. Семанов, Г.Н. Разливы нефти в море и обеспечение готовности к реагированию на них Текст. / Т.Н. Семанов // Транспортная безопасность и технологии: журнал-каталог -2005—№ 2.