Разработка методов локализации и ликвидации техногенных воздействий на окружающую среду с применением местных материалов и отходов

Анализ влияния нефти и нефтепродуктов на природную среду. Методы обезвреживания нефтезагрязнённых воды и почвы. Изучение процессов воспламенения и горения нефтяного шлама. Разработка технологии переработки и утилизации осадков очистных сооружений.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.10.2013
Размер файла 2,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

При сжигании обводненных углеводородов уменьшается дымление которое вызывается обычно дефицитом кислорода в зоне реакции. Недостаток кислорода приводит к усилению крекинга топлива и выделению свободного углерода.

Углерод может сгорать по реакции С + Н2О = СО + Н2, для осуществления которой необходимо наличие вблизи крекингирующих молекул топлива достаточного количества продуктов сгорания, имеющих в своем составе водяные пары.

Сжигание жидких отходов может осуществляться при определенных условиях в топках и горелочных устройствах (камерных, циклонных, надслоевых). Наиболее широкое распространение получили турбобарботажные установки типа «Вихрь» производительностью до 3000 кг/ч.

33. Термическое обезвреживание нефтесодержащих осадков и шламов обычно проводят в печах с кипящим слоем, а также в многоподовых и барабанных печах. На прокаливание 1 кг нефтесодержащих осадков требуется 0,25 - 0,3 кг жидких нефтеотходов с теплотой сгорания 2-107 Дж/кг.

В интервале температур 150 - 180 °С при терморазложении нефтесодержащих отходов состава из воды (34 - 35 %), мехпримеси 50 - 60 %, нефтепродукты (6 - 14 %) происходит деструктивные изменения связанной воды в осадке, то есть переход в газообразное состояние. При температуре 310 - 415 °С происходят деструктивные изменения органических веществ в осадке. Полная деструкция органических веществ в осадке происходит при температуре 415 - 420 °С.

34. Одним из важнейших способов обезвреживания твердых и жидких нефтесодержащих отходов является химический. Отходы подвергают обработке СаО (негашеная известь) в отношении (нефтеотход/реагент 1/1-10). После смешения оксид металла образует с водой гидроксид, в результате чего отходы им адсорбируются. В итоге получают сухой, сильно гидрофобный порошок, который можно использовать в качестве облицовочного материала, строительного материала при сооружении дорог, для посыпки льда и т.д. В качестве оксидов используют оксиды кальция и магния, а в качестве ПАВ - стеариновую кислоту, пальмитиновую кислоту, парафиновое масло.

Например, 500 кг пастообразных отходов, содержащих 240 кг органических веществ, в основном нефтепродуктов, смешивают с 500 кг извести, обработанной 5 % (по массе) смеси из стеариновой и пальмитиновой кислот. После реакции образуется стойкий при хранении порошок.

Вместо одной негашеной извести можно применять смесь СаО с силикатом кальция (10 %), силикатом алюминия. Полученный порошок используется для производства строительных материалов.

35. Нефтяной шлам можно смешивать с печным шлаком и гидроксидом щелочного металла. Очевидно, что можно использовать металлургический шлак и золу ТЭЦ от сжигания угля. Эти материалы обрабатываются ПАВ. В качестве ПАВ можно использовать (СМС) синтетические моющие средства, но с расходом в 3 раза большим, чем для указанных выше ПАВ.

36. Предложен состав для обезвреживания нефтесодержащих осадков: негашеная известь 93 - 97 %, СМС - 3 - 7 %. Сначала добавляется СМС, смесь перемешивают, затем добавляют известь. Нефтепродукты, связанные реагентом, не вымываются водой из осадка, что указывает на прочность адсорбционных связей частиц нефти с реагентом.

37. Нефтяные отходы можно обезвреживать с помощью бактериальных препаратов, серийно выпускаемых в России. Такие препараты в основном разрабатываются в г. Тюмени (ЗапсибНИГНИ).

38. Нефтяной шлам целесообразно применять для производства кирпича в качестве отощающих добавок (до 10 % по массе).

39. Нефтеотходы широко применяют в производстве керамзита.

40. До 50 % нефтешлама целесообразно добавлять в сырье для производства битума (дорожного).

41. Нефтешламы с водоочистных сооружений НПЗ и НХЗ содержат 20 - 25 % нефтепродуктов, 65 - 75 % воды и 5 - 10 % механических примесей. В 1990 г обезвреживалась не более 1 % всех НШ. В основном НШ сжигаются.

1.5.1 Изучение процессов воспламенения и горения нефтяного шлама. Воспламенение нефтяного шлама

Воспламенение -начальная стадия горения, в течении которой энергия подводимая к системе от внешнего источника, приводит к резкому ускорению химической реакции из-за прогрессивного накопления тепла (тепловое воспламенение). Возможны два предельных режима теплового воспламенения: 1) самовоспламенение; 2) зажигание. Самовоспламенение приводит к объемному горению.

Зажигание происходит при столь интенсивном прогреве системы от внешнего источника, что приводимое тепло не успевает равномерно распределяться по всему объему и ускорение реакции начинается в поверхностных слоях вещества. Самовоспламенение приводит к объемному горению, зажигание - к волне горения.

Зажигание происходит в результате нагревания вещества от высокотемпературного источника тепла ( наколенного тела, пламени и др.). При тепловом механизме зажигания различают три стадии процесса:

1) в веществе создается прогретый слой от источника; тепловыделение и химической реакции несущественно;

2) определяющее значение приобретает тепловыделение вследствие реакции и происходит «срыв температуры», т.е прогрессивный саморазогрев прогретого слоя; по моменту срыва температуры фиксируют время задержки зажигания t3;

3) прогреваются соединенные с прогретым слои вещества и формируется волна горения.

Величина времени задержки определяется теплофизическими параметрами источника, его геометрической формой и временем воздействия, свойствами системы (теплопроводностью, плотностью, теплоёмкостью и др.), а также характеристиками реакции - энергией активации, тепловым эффектом. Воспламенение и горение нефтяного шлама ближе относится к таковым в пожарном деле. Воспламенение в пожарном деле - возникновение пламенного горения при воздействии на горючую систему источника зажигания (это как видно, отличается от принятого в научной литературе по горению).

При воспламенении вещество нагревается локально с поверхности. Воспламенение обуславливается выделением из горючего материала (испарением, газификацией) газообразной горючей среды, а также энергией источника зажигания и характеризуется температурой воспламенения - наименьшей температурой, при которой вещество выделяет горючие пары или газообразные продукты разложения в количестве, достаточном для устойчивого диффузионного горения.

Вышеописанные процессы происходили при воспламенении и горении нефтяного шлама.

Для характеристики горючих газов термин «температура воспламенения» не применяется. Воспламенение газов определяется составом газовой смеси и типом источника зажигания. Температура воспламенения обычно лишь на несколько градусов превышает «температуру вспышки».

Методы и аппаратура для измерения температуры воспламенения стандартизированы. Для жидкой этот показатель определяется в открытом тигле, используемом также для измерения температуры вспышки. Температуру воспламенения следует отличать от температуры самовоспламенения (таблица 1.2), характеризующий возникновение горения в отсутствие источников зажигания (самовозгорание). Эти температуры различаются на сотни градусов.

Таблица 1.2

вещество

Т воспл., 0С

Т самовоспл., 0С

Т всп., 0С

1

2

3

4

Ацетон

-9

465

-18

Бензин «галоша»

-17

350

-17

Толуол

7

530

4

Уайт-спирит

47

260

33

Этилцеллюлоза

52

235

40

Бутиловый спирт

43

340

35

Древесина сосновая

236

405

-

Картон крове льный

227

365

-

Поливинилбутираль

315

395

-

Каучук бута-диенстирольный

220

400

-

Температура воспламенения твердых веществ определяется по минимальной температуре горючего вещества или окисляющей среды, при которой возникает пламенное горение. Для этого нагретый воздух пропускают через термостатируемый цилиндр, снабженный внешним электрообогревом, в который помещают образец с заданными размерами и плотностью укладки [7, 8].

Воспламенительные составы смеси для поджигания пиротехнических составов, ракетных топлив и любых горючих жидкостей. Они отличаются высокой теплотой сгорания, легко воспламеняются от ионизирующего импульса, генерирующего электрозапалом. Содержат горючее (порошкообразный - Al, Mg, Te, Zr), окислитель ( KNO3, KCЕO4, FeO3, BaO2 и др.), связующие (канифоль, каучук и др.).

Часто используются составы из Al, KCЕO4 и связующего, а также из В, KNO3 и связующего.

При нагревании горючих материалов в отдельных местах объема могут реализоваться условия, приводящие к вспышке.

Температура вспышки - самая низшая температура жидкого горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания но устойчивого горения при этом не возникает. Температура вспышки характеризует температурные условия, при которых горючее вещество становится огнеопасным в открытом сосуде или при разливе.

Для обеспечения безопасности производства, ликвидации и локализации негативных воздействий на природную среду необходимо знать горючесть (или возгораемость) материалов.

Горючесть - способность вещества к распространению пламени или к тлению. Вещества делятся на горючие (после зажигания горят на воздухе), трудно горючие (гаснут после удаления источника зажигания), негорючие (не горят в зоне действия источника зажигания).

К горючим относится большинство органических и некоторые не органические вещества (например - S, P). К ним относятся легковоспламеняющиеся вещества - газы и жидкости, у которых температура вспышки не выше 6 0С.

Трудногорючими являются разбавленные вредные растворы горючих жидкостей, некоторые полимерные материалы.

К негорючим относятся многие неорганические вещества, композиционные материалы на их основе содержащие не более 5 - 8 %, масс органического связующего.

Температура при которой газ или жидкость становятся горючими, рассчитывается по формуле:

; (1)

Где: Ср0-сумма теплоемкостей продуктов горения при 1100 0С;

t0 - начальная температура горения, 0С;

Ср0 - разность теплоемкостей продуктов горения и компонентов исходной смеси;

Нсгор. - энтальпия сгорания.

Горючесть вещества зависит от его агрегатного состояния и параметров состояния системы «вещество-окислитель». Горючесть газовзвесей определяется размерами твердых веществ зависит от их плотности: монолитные материалы менее горючи, чем пористые или мелко раздробленные. Повышенной горючестью обладают вещества, при термическом разложении которых выделяются летучие горючие компоненты. Горючесть изделий зависит от их формы, размеров и взаимного расположения отдельных элементов с различной горючестью.

Горючесть жидкостей определяется следующим образом. Пробу помещают в тигельную печь, нагретую до 900 0С. Если в пяти параллельных местах она в течении 3-х минут не воспламеняется (или закипает без воспламенения за меньшее время), её относят к не горючм. Если произшло воспламенение, пробу выносят из печи и оценивают время горения. При продолжительности его менее 5 сек жидкость считают трудногорючей. Если жидкость имеет температуру воспламенения, её относят к горючим, не имеет - к трудногорючим. (см. горение)

Горение нефтяного шлама

При воспламенении и дальнейшем горении нефтяного шлама в атмосферу выделяются вредные газообразные продукты горения, а также - остаются твердые не сгораемые вещества, которые необходимо перерабатывать и утилизировать.

Наиболее опасно горение нефтесодержащих отходов в различных резервуарах, при которых возможно их разрушение из-за повышения давления, формирование ударных волн и разлета осколков.

В связи с вышесказанным очевидно, что необходимо изучить характеристики горения НШ. Сначала целесообразно описать процесс горения нефтепродуктов.

Горение, физико-химический процесс, при котором превращение вещества сопровождается интенсивным выделением энергии и тепло - и массообменом с окружающей средой. В основе горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла (тепловое выделение) или активных продуктов (цепное горение). Наиболее распространено тепловое горение [3, 5]

Условия термического самоускорения могут быть обеспечены для всех реакций с дальнейшими тепловыми эффектами и энергиями активации. Наиболее обширный класс реакции горения - окисление водорода, например, при горении природных топлив, водорода, металлов и т.п.; окислители - кислород, галогены, нитросоединения и др.

Горение может начинаться самопроизвольно в результате самовоспламенения, либо быть инициированным зажиганием. При фиксированных внешних условиях (давление, температура, размеры реактора, параметры тепло - и массопереноса) непрерывное горение может протекать в специальном режиме, когда основные характеристики процесса - скорость горения, количество тепла, выделяющегося в единицу времени ( мощность тепловыделения), температура и состав продуктов - не изменяются во времени..

При адиабатическом сжигании горючей смеси могут быть рассчитаны количеством выделившегося тепла, температура горения, состав продуктов, если известен состав исходной смеси и продуктов.

Температура горения равна:

Тг=Т0+ Qг/С, (2)

где: Т0 - начальная температура, С - средняя теплоемкость в интервале температур от Т0 до Тг, Qг - удельная теплота сгорания при температуре Тг. Термодинамический расчет дает лишь частичную информацию о процессе - равновесный состав и температуру продуктов.

Горение гетерогенных систем - или жидких топлив в газообразном окислителе может происходить также, как горение гомогенных газовых смесей, если перемешивание компонентов происходит достаточно быстро и не лимитирует реакцию. При горении капли жидкого топлива вокруг нее образуется диффузионное пламя, поддерживающее испарение. Диффузионное горение имеет место в условиях, когда горючее и окислитель диффундирует в зону реакции с противоположных сторон; таково например, горение свечи, фитиля. Если константа скорости реакции горения много меньше константы скорости диффузии , реагенты успевают перемещаться и реакция протекает в обычном кинетическом режиме (относительно низкотемпературном). При k >> реагенты взаимодействуют сразу после их поступления в зону реакции, прежде чем они полностью перемешаются, и реакция протекает в режиме горения, т.е. при высоких температурах. Концентрация горючего и окислителя в зоне реакции малы, основной компонентт смеси - продукты сгорания, которые диффундируют в области, занятые горючим и окислителем. Выделяющиеся при реакции тепло передается горючему и окислителю, которое поступает в зону реакции нагретыми до высокой температуры. Температура диффузионного горения зависит от отношения Д/Н (Н -коэффициент температуропроводности). При Д=Н она совпадает с температурой горения перемешанной стехиометрической смеси горючего и окислителя, с уменьшением Д/Н - падает. По этой причине диффузионное горение не реализуется в конденсированных средах, для которых значение малы.

Изучение процесса первичной перегонки нефтяного шлама.

Для нефтешлама, как для любого нефтесодержащего материала, можно провести процесс перегонки с производством газообразных и жидких продуктов (газайля, бензина, керосина, дизельного топлива и кубового остатка).

Первичная перегонка нефти - процесс физического разделения нефти на составные части, именуемые фракциями. Перегонка производится различными способами: а) частичного выкипания нефти; б) отбора и конденсации паров, обогащенных легколетучими компонентами; в) в качестве дистиллятных фракций.

По способу проведения процесса перегонка делится на простую и сложную. В данных исследованиях осуществлялась простая перегонка. Она производится путем постепенного однократного и многократного испарения жидких смесей.

Перегонка с постепенным испарением состоит в непрерывном нагревании жидкой смеси в кубе от начальной до конечной температуры при непрерывном отводе образующихся паров, конденсации их в холодильнике и сборе в приемнике целиком или выводе из него периодически отдельными фракциями.

Этот способ перегонки нефти и нефтепродуктов (НШ) применяют в лабораторной практике при определения фракционного состава по ГОСТ 2177-82 в аппаратах периодического действия. Анализ дает возможность судить о технической ценности нефти, НП и их эксплуатационных свойствах.

В данных исследованиях проводилась простая постепенная перегонка нефтяного шлама (рис. 1). Установка состоит из: (1) - спиртовки, реактора (2) - куба, обратного холодильника (3) и приемника (4).

Рисунок 1 - Схема простой постепенной перегонки.

Температура измерялась термопарой в составе мультиметра. По плотности, температурами воспламенения и вспышки производится идентификация продуктов перегонки.

На практике нефть и нефтепродукты (мазут, масло) можно без заметного разложения нагревать до следующих температур, 0С при лабораторной постепенной перегонке.

· Мазут - 390 - 410.

· Малосернистая высокопара - финистая нефить - 350 - 360.

· Сернистая парафинистая смолистая нефть - 330 - 340.

· Высокосернистая парафинистая высоко-молистая - 320 - 330.

Разложение ухудшает эксплуатационные свойства нефтепродуктов: уменьшает вязкость, температуру вспышки, стабильность к окислению.

При первичной перегонки нефти получают широки ассортимент фракций и нефтепродуктов, различающихся по температурным границам кипения, углеводородному и химическому составу, вязкости и др.

Углеводородный газ состоит из пропана и бутанов, которые содержатся в нефтях в растворенном виде. Бензиновая фракция 20 - 180 0С подвергается конечной перегонке для получения узких фракций (28 - 62, 62 - 85, 85 - 105, 105 - 140, 85 - 140, 85 - 180 0С) является сырьем процессов изомеризации и риформинга.

Керосиновая фракция 120 - 320 0С применяется в качестве дизельного топлива зимнего, а фракция 180 - 360 0С - в качестве летнего.

В данных исследованиях производилась простая перегонка нефтяного шлама при двух режимах.

1.6 Переработка и утилизация осадков очистных сооружений за счет изготовления на их основе лакокрасочных материалов

Проведены исследования по изучению возможности изготовления красок, эмалей, грунтовок, шпатлевок на основе осадка очистных сооружений

Способ заключается в том, что ООС нагреваются до 600 0С и термостатируются около 3-х часов. При этом гидроксиды металлов превращаются в соответствующие оксиды, которые обычно используются как пигменты.

Качество пигментов характеризуется комплексом технологических и эксплуатационных свойств, вытекающих из требований, предъявляемым к ним.

Пигмент из термообработанного ООС обладает хорошими технологическими свойствами. У него высокая красящая способность (интенсивность), т.е. способность передавать свой цвет при смешивании с белым пигментом.

У пигмента хорошая кроющая способность (укрывистость) - способность пигмента, диспергированного в связующем, перекрывать цвет подложки, т.е. делать его невидимым.

Пигмент высокодисперсный. Дисперсность влияет на красящую способность и укрывистость.

У пигментов должны быть определенные эксплуатационные свойства: светостойкость, атмосферостойкость, химическая стойкость, теплостойкость, безвредность, специальные свойства.

На основе пигмента, полученного из осадка очистных сооружений, можно производить разные краски, эмали, грунтовки, шпатлевки (шпаклевки). Свойства этих товаров можно изменять, добавляя другие пигменты (например, белила) и наполнители (минеральные порошки, нерастворимые в связующем). Наполнители - более дешевые вещества, чем пигменты, и улучшающие малярнотехнические и эксплуатационные свойства. В качестве наполнителей применяют: каолин, мел, тальк, слюда, гипс, аэросил, белая сажа, окись и гидроокись алюминия и др. Наполнители могут «загущать» краски или «разжижать». Наполнители с высокой маслоемкостью (аэросил, каолин, мел) снижают блеск эмалей, делая поверхность матовой.

В данных исследованиях получали краски на минеральном связующем - на жидком стекле. В качестве связующего можно использовать известь, портландцемент.

На основе термообработанного осадка очистных сооружений изготавливалась грунтовка, т.е. материал, образующий нижний слой лакокрасочного покрытия и модифицирующий поверхность подложки с целью обеспечения прочного сцепления лакокрасочного покрытия с подложкой.

В настоящее время грунтовку часто называют «праймер» - от англ. primer - первый. Грунтовка может выполнять и другие функции, связанные с подготовкой поверхности подложки: антисептирование, преобразование ржавчины, защита от коррозии и др.

Также изготавливалась шпатлевка (шпаклевка) - пастообразный лакокрасочный материал, применяемый для выравнивания (шпатлевания) поверхности перед нанесением на неё красок, эмалей. Наносятся шпатлевки по загрунтованной поверхности.

На основании оценки материалов аналитического обзора целью данной работы будет являться разработка и совершенствования технологии локализации и ликвидации негативных техногенных воздействий различных предприятий и населённых пунктов на природную среду.

Задачи:

1 разработка технологий переработки и утилизации нефтяного шлама

2 изучение свойств сорбентов по отношению к различным маслам;

3 разработка технологий утилизации ООС по двум направлениям: за счет производства строительных материалов и изделий с добавками ООС; за счет изготовления на основе ООС лакокрасочных материалов;

2. Изучение сорбционной емкости материалов

Сорбенты для очистки окружающей среды от различных нефтепродуктов (НП) необходимо иметь на любом рабочем месте. В связи с высокой ценой сорбентов, а также с тем, что они производятся только в западных регионах РФ, наиболее целесообразно их производить при переработке и утилизации местных бытовых и производственных отходов. При этом одновременно решаются задачи локализации и ликвидации негативных техногенных воздействий на среду.

В данных исследованиях определялась сорбционная ёмкость материалов по отношению к маслам МС-20, И-18, маслу для двигателей внутреннего сгорания (масло ДВС) и воде [1]. Сорбенты высушивались и помещались в загрязнители. Сорбционная емкость рассчитывалась следующим образом: Г = (m1 - m2)/m1 (m1, m2 - соответственно, массы исходных и насыщенных материалов).

В таблице № 3.1 представлены результаты исследований по определению сорбционной емкости различных тканей и материалов до и после помещенияих в олеофильный раствор церезина в скипидаре. Опыт проводился следующим образом: взвешенный кусок ткани помещался в емкость с маслом. Определялась масса исходного материала, пропитанного маслом МС-20, далее считалась разница масс. Сорбционная емкость материала равна

(3.1)

Затем брали второй образец, который предварительно был пропитан олеофильным раствором и просушен на воздухе. Далее сравнивали результаты и выявляли лучшие сорбенты. На гистограмме приведены полученные результаты (рис.3.1)

Таблица 3.1 - Сорбционная емкость исходных материалов и с олеофильным покрытием по отношению к маслу МС-20

Материал

Масса исходного материала,

m1, г

Масса материала после сорбции,

m2, г

Сорбционная емкость исходных материалов,

Ги %

Сорбционная емкость по отношению к дистиллированной воде, Гисх в %

Масса после сушки на воздухе с нанесенным покрытием

m3, г

Масса сорбента с олеофильным покрытием после сорбции.

m4, г

Сорбционная емкость материала с олеофильным покрытием

Г ол %

Сорбционная емкость материала с олеофильным по отношению к дистиллированной воде

Г 2 % Н2О

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1 Поролон

0,001

0,019

1800

200

0,0014

0,02

1329

1150

9

1,56

2 Байка (синяя)

0,005

0,036

620

616

0,002

0,012

500

414

1,006

1,497

3 Укрывной

материал

0,0005

0,005

900

566

0,001

0,0055

450

200

1,6

2,83

4 Полотенечная

ткань

0,014

0,71

407

475

0,004

0,018

350

189

0,86

2,15

5 Стеклоткань 1

0,0006

0,0022

266

245

0,001

0,0039

290

100

1,086

2,66

6 Байка (желтая)

0,005

0,03

500

400

0,002

0,0075

275

180

1,25

2,77

7 Синтетическая ткань

0,001

0,019

1800

400

0,0022

0,007

218

333

4,5

5,4

8 Трикотаж

(синтетическая)

0,005

0,016

220

130

0,0022

0,007

218

90

1,7

2,44

9 Бумага

0,004

0,011

175

400

0,02

0,005

150

166

0,44

1,054

10 Ткань

подкладочная

0,005

0,024

380

333

0,0019

0,0045

136

233

1,14

1,63

11 Сорбент США

0,006

0,061

916

192

0,011

0,025

127

67

4,8

13,67

12 Картон

плотный

0,007

0,018

157

200

0,002

0,0045

125

129

0,79

1,21

13 Плащевая

ткань (синяя)

0,003

0,005

66

25

0,0009

0,002

122

430

2,64

0,15

14 Ткань х/б

(полосатая)

0,003

0,01

233

890

0,0019

0,004

111

127

0,26

1,83

15 Бусофит (ткань

углеродная)

0,008

0,023

187

93

0,059

0,0122

103

90

2

2,07

16 Ткань х/б

(зеленая)

0,005

0,02

300

395

0,0015

0,003

100

233

0,76

1,287

17 Брючная ткань

0,006

0,009

50

71

0,002

0,004

100

68

0,7

0,735

18 Стеклоткань 2

0,0065

0,015

130

77

0,007

0,012

71

40

1,69

3,25

19 Шелк

0,004

0,007

75

450

0,001

0,0016

60

165

0,17

0,454

20 Шерсть

0,005

0,016

220

100

0,0079

0,012

52

50

2,2

4,4

21 Органза

0,004

0,017

325

150

0,002

0,003

50

160

2,17

2,03

22 Картон тонкий

0,002

0,004

100

144

0,007

0,01

43

144

0,69

0,694

23 Пемза

синтетическая

0,007

0,009

29

36

0,006

0,008

33

21

0,81

1,38

24 Дерево

0,001

0,002

100

100

0,0025

0,03

20

61

1

1,639

25 Ткань плащевая

коричневая

0,002

0,005

150

33

0,001

0,0012

20

100

4,55

1,5

26 Резина

0,006

0,007

17

15

0,0035

0,004

14

2

1,13

8,5

Из результатов опытов следует, что наибольшей сорбционной емкостью по отношению к маслу МС - 20 обладают исходные материалы: поролон, байка синяя, фильтровальная бумага, полотенечная ткань, стекло ткань 1, ткань подкладочная, байка желтая, ткань синтетическая, укрывной материал, их сорбционная емкость имеет диапазон от 1800 % до 300 %.

Наименьшей сорбционной емкостью обладают материалы: резина пористая, дерево, картон тонкий, шелк, брючная ткань их диапазон сорбционной емкости от 1 7 % до 100 %.

Изучалось влияние олеофилизации на сорбционную емкость материалов после нанесения олеофильного покрытия и их сушки в комнатных условиях в течении 48 часов. Из материалов, покрытых олеофильным покрытием, наибольшей сорбционной емкостью обладают такие материалы как: поролон, байка синтетическая, укрывной материал, полотенечная ткань, стеклоткань 1, байка желтая, ткань синтетическая, плащевая ткань (темно-синяя), трикотаж (синтетический). Сорбционная емкость составляет от 1329 % до 218 %, а наименьшей сорбционной емкостью обладают: пористая резина, ткань плащевая (коричневая), дерево, пемза синтетическая, картон тонкий, органза.

С целью определения критерия выбора сорбента при любых условиях для очистки почвы, воды и воздуха изучалось водопоглощение материалов (сорбционная емкость по отношению к дистиллированной воде).

У исходных материалов наибольшая сорбционная емкость у байки синей, укрывного материала, полотенечной ткани, х/б полосатой, шелка (от 890 % до 450 %). Сорбционная емкость меньше у ткани плащевой (темно-синей), пемзы синтетической, ткани плащевой коричневой, резины пористой (от 36 % до 15 %)

Сорбционная емкость, у материалов, покрытых олеофильным раствором и сушки при комнатной температуре, больше всего у поролона, байки синей, укрывного материала, ткани синтетической, ткани подкладочной, плащевой ткани, ткани х/б зеленой (от 1150 % до 200 %), меньше всего сорбционная емкость у трикотажа синтетического, сорбента США, бусофита (углеродная ткань), брючной ткани, стеклоткани 2, шерсти, пемзы синтетической, резины пористой (от 90 % до 2 % ).

Величина отношения = Гисх/ГН2О, зависящая от гидрофобности материалов имеет большое значение для поролона , сорбента США, плащевой ткани, органзы , шерстяной ткани (от 9 до 2,2), а малое значение - для шелка, ткани х/б, бумаги, брючной ткани (от 0,17 до 0,7).

Величина отношения Гол/Гв максимальна для материалов: сорбент США, резина пористая, трикотаж синтетический, стеклоткань (от 13,7 до 3,25). Эта же величина минимальна для брючной ткани, плащевой (темно-синей), бумаги (от 1,05 до 0,735).

Для хороших и часто применяемых сорбентов значение Г больше единицы (Г>1), для мало применяемых Г<1. Это отношение можно использовать в качестве критерия выбора сорбентов.

1-поролон; 2-байка синтетическая,; 3-укрывной материал; 4-полотенечная ткань; 5-стекло ткань 1; 6-байка желтая; 7-ткань синтетическая; 8-трикотаж (синтетический); 9-фильтровальная бумага; 10-трикотаж (подкладочный); 11-сорбент США; 12-картон (плотн.); 13-плащевая ткань(тем/син.); 14-х/б полосатая; 15-бусофит; 16-ткань х/б синяя; 17-брючная ткань; 18-стекло ткань 2; 19-шелк; 20-шерсть; 21 органза; 22-картон тонкий; 23-пемза синтетическая; 24-дерево; 25-плащевая коричневая; 26-резина пориста

Рисунок 3.1 - Сорбционная емкость исходных материалов с олеофильным покрытием материалов по отношению к маслу МС-20

Изучалась сорбционная емкость материала по отношению к маслу ДВС

Таблица 3.2 - Сорбционная емкость исходных материалов и с олеофильным покрытием по отношению к маслу ДВС

Материал

Масса исходного материала,

m1, г

Масса материала после сорбции,

m2, г

Сорбционная емкость исходных материалов,

Ги %

Сорбционная емкость по отношению к дистиллированной воде, Гисх в %

Масса после сушки на воздухе с нанесенным покрытием

m3, г

Масса сорбента с олеофильным покрытием после сорбции.

m4, г

Сорбционная емкость материала с олеофильным покрытием Г ол %

Сорбционная емкость материала с олеофильным по отношению к дистиллированной воде

Г 2 % Н2О

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1 Поролон

0,001

0,019

1800

200

0,0014

0,02

1329

1150

9

1,56

2 Байка (синяя)

0,005

0,036

620

616

0,002

0,012

500

414

1,006

1,497

3 Укрывной материал

0,0005

0,005

900

566

0,001

0,0055

450

200

1,6

2,83

4 Полотенечная ткань

0,014

0,71

407

475

0,004

0,018

350

189

0,86

2,15

5 Стеклоткань 1

0,0006

0,0022

266

245

0,001

0,0039

290

100

1,086

2,66

6 Байка (желтая)

0,005

0,03

500

400

0,002

0,0075

275

180

1,25

2,77

7 Синтетическая ткань

0,001

0,019

1800

400

0,0022

0,007

218

333

4,5

5,4

8 Трикотаж (синтетическая)

0,005

0,016

220

130

0,0022

0,007

218

90

1,7

2,44

9 Бумага

0,004

0,011

175

400

0,02

0,005

150

166

0,44

1,054

10 Ткань подкладочная

0,005

0,024

380

333

0,0019

0,0045

136

233

1,14

1,63

11 Сорбент США

0,006

0,061

916

192

0,011

0,025

127

67

4,8

13,67

12 Картон

плотный

0,007

0,018

157

200

0,002

0,0045

125

129

0,79

1,21

13 Плащевая ткань (темно-синяя)

0,003

0,005

66

25

0,0009

0,002

122

430

2,64

0,15

14 Ткань х/б (полосатая)

0,003

0,01

233

890

0,0019

0,004

111

127

0,26

1,83

15 Бусофит (ткань углеродная)

0,008

0,023

187

93

0,059

0,0122

103

90

2

2,07

16 Ткань х/б (зелен.)

0,005

0,02

300

395

0,0015

0,003

100

233

0,76

1,287

17 Брючная ткань

0,006

0,009

50

71

0,002

0,004

100

68

0,7

0,735

18 Стеклоткань 2

0,0065

0,015

130

77

0,007

0,012

71

40

1,69

3,25

19 Шелк

0,004

0,007

75

450

0,001

0,0016

60

165

0,17

0,454

20 Шерсть

0,005

0,016

220

100

0,0079

0,012

52

50

2,2

4,4

21 Органза

0,004

0,017

325

150

0,002

0,003

50

160

2,17

2,03

22 Картон тонкий

0,002

0,004

100

144

0,007

0,01

43

144

0,69

0,694

23 Пемза синтетическая

0,007

0,009

29

36

0,006

0,008

33

21

0,81

1,38

24 Дерево

0,001

0,002

100

100

0,0025

0,03

20

61

1

1,639

25 Ткань плащевая коричневая

0,002

0,005

150

33

0,001

0,0012

20

100

4,55

1,5

26 Резина

0,006

0,007

17

15

0,0035

0,004

14

2

1,13

8,5

По отношению к маслу ДВС (рис. 3.2) наибольшей сорбционной емкостью обладают исходные материалы: поролон, войлок, марля, сорбент США, байка синяя, ткань подкладочная, вата. Их сорбционная емкость имеет диапазон от 2400 % до 567 %. Уменьшение сорбционной емкости (не существенная) наблюдается у материалов: резина пористая, ткань плащевая (коричневая) их диапазон сорбционной емкости от 50 % до 12,5 %.

Изучалось влияние олиофилизации на сорбционную емкость материалов после нанесения олиофильного покрытия и их сушки в комнатных условиях в течении 48 часов. Из материалов покрытых олиофильным покрытием наибольшей сорбционной емкостью обладают такие материалы как: поролон, войлок, ткань синтетическая. Их сорбционная емкость составляет от 1960 % до 650 %, а наименьшей сорбционной емкостью обладают: пористая резина, ткань плащевая (коричневая), пемза синтетическая, трикотаж синтетический, шерсть (от 75 % до 12,5 %).

Для определения критерия выбора сорбента при любых условиях для очистки почвы, воды и воздуха изучалось водопоглощение материалов и сорбционная емкость по отношению к дистиллированной воде.

У исходных материалов наибольший процент сорбционной емкости у байки синей, байки желтой, сорбента США, х/б полосатой, (от 890 % до 400 %). Сорбционная емкость меньше у ткани плащевой (темно-синей), пемзы синтетической, ткани плащевой коричневой, резины пористой, шерсти, стеклоткани 2, (от 100 % до 15 %)

Сорбционная емкость, у материалов, покрытых олиофильным раствором и сушки при комнатной температуре, больше всего у поролона, байки синей, марли, плащевой (темно-синей), (от 1150 % до 414 %), меньше всего сорбционная емкость у трикотажа синтетического, сорбента США, бусофита (углеродная ткань), брючной ткани, стеклоткани 2, шерсти, пемзы синтетической, резины пористой (от 90 % до 2 % ).

Величина отношения = Гисх/ГН2О, зависящая от гидрофобности материалов имеет большое значение для поролона, ваты, трикотажа синтетического, войлока (от 21 до 4), а малое значение - для шелка, ткани синтетической, стеклоткани 2, сорбента США, ткани подкладочной, пористой резины, пемзы синтетической, (от 0,51 до 0,83).

Величина отношения Гол/Гв максимальна для материалов: трикотаж синтетический, шерсть, ткань подкладочная, марля (от 6,07 до 3,47). Эта же величина минимальна для резины пористой, стеклоткани, ткани плащевой (коричневой), войлока, ткани синтетической ткани х/б зеленой (от 1,05 до 0,74).

Для хороших и часто применяемых сорбентов значение Г больше единицы (Г>1), для мало применяемых Г<1. Это отношение можно использовать в качестве критерия выбора сорбентов.

Также определялась сорбционная емкость по отношению к маслу И-18 (табл. 3.3).

Из результатов опытов следует, что наибольшей сорбционной емкостью обладают исходные материалы: марля, байка синяя, ткань полотенечная, синтепон, Их сорбционная емкость имеет диапазон от 1000 % до 560 %.

Наименьшей сорбционной емкостью обладают материалы: ткань брючная, ткань х/б (зеленая) их диапазон сорбционной емкости от 50 % до 100 %.

Наименьшей сорбционной емкостью обладают материалы: ткань брючная, ткань х/б (зеленая) их диапазон сорбционной емкости от 50 % до 100 %.

Изучалось влияние олиофилизации на сорбционную емкость материалов после нанесения олиофильного покрытия и их сушки в комнатных условиях в течении 48 часов. Из материалов покрытых олиофильным покрытием наибольшей сорбционной емкостью обладают такие материалы как: марля, синтепон, байка синяя, ткань х/б полосатая. Их сорбционная емкость составляет от 500 % до 300 %, а наименьшей сорбционной емкостью обладают: ткань синтетическая, трикотаж синтетический, картон плотный, трикотаж подкладочный, шерсть (от 180 % до 66 %).

1 войлок; 2-поролон; 3-ткань синтетическая; 4-марля; 5-байка желтая; 6-байка синяя; 7-ткань х/б зеленая; 8-стеклоткань 1; 9-сорбент США; 10-такань х/б полосатая; 11-шелк; 12-трикотаж подкладочный; 13-бусофит; 14-стеклоткань 2; 15-ткань плащевая (темно-синяя); 16-ткань брючная; 17-ткань плащевая коричневая; 18-шерсть; 19-пористая резина; 21-пемза синтетическая

Рисунок 3.2 - Сорбционная емкость материалов с олеофильным покрытием по отношению к маслу ДВС

Таблица 3.3 - Сорбционная емкость исходных материалов и с олеофильным покрытием по отношению к маслу И-18

Материал

Масса исходного материала,

m1, г

Масса материала после сорбции,

m2, г

Сорбционная емкость исходных материалов,

Ги %

Сорбционная емкость по отношению к дистиллированной воде, Гв %

Масса после сушки на воздухе с нанесенным покрытием

m3, г

Масса сорбента с олеофильным покрытием после сорбции.

m4, г

Сорбционная емкость материала с олеофильным покрытием

Г ол %

Сорбционная емкость материала с олеофильным по отношению к дистиллированной воде Г % Н2О

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1 Марля

0,002

0,019

850

100

0,0015

0,009

500

490

8,5

1,7

2 Синтепон

0,002

0,04

1000

1163

0,006

0,03

400

2756

0,86

0,362

3 Байка (синяя)

0,003

0,025

733

616

0,003

0,013

333

414

1,19

1,77

4 Ткань х/б (полосатая)

0,002

0,008

300

490

0,001

0,004

300

127

0,61

2,362

5 Полотенечная ткань

0,005

0,033

560

475

0,005

0,019

280

189

1,18

3

6 Брючная ткань

0,0025

0,005

100

71

0,0025

0,0031

240

68

1,41

1,47

7 Ткань х/б (зеленая)

0,002

0,012

50

395

0,0012

0,004

233

233

0,13

0,214

8 Байка (желтая)

0,003

0,016

433

400

0,0019

0,006

215

180

1,08

2,4

9 Шелк

0,0025

0,008

220

450

0,001

0,003

200

177

0,49

1,24

10 Ткань плащевая (темно-синяя)

0,001

0,003

200

25

0,001

0,003

200

430

8,0

0,469

11 Ткань плащевая (коричн.)

0,001

0,003

200

33

0,001

0,003

200

100

6,06

2

12 Ткань синтетическая

0,003

0,015

400

400

0,0025

0,007

180

333

1

1,20

13 Трикотаж (синтетический)

0,004

0,013

225

130

0,0015

0,007

166

90

1,73

2,5

14 Картон (плотный)

0,005

0,018

260

200

0,002

0,005

150

129

1,3

2,01

15 Трикотаж (подкладочный)

0,002

0,013

550

333

0,0015

0,005

133

233

1,65

2,36

16 Шерсть

0,005

0,019

280

100

0,009

0,015

66

50

2,8

4,24

1-марля; 2-синтепон; 3-байка синяя; 4-ткань х/б полосатая; 5-такнь полотенечная; 6-ткань брючная; 7-ткань х/б зеленая; 8-батик желтый; 9-шелк; 10-ткань плащевая (темно-синяя); 11-ткань плащевая (коричневая); 12-синтетика; 13-трикотаж синтетический; 14-картон плотный; 15-трикотаж подкладочный; 16-шерсть.

Рисунок 3.3 - Сорбционная емкость материалов с олеофильным покрытием по отношению к маслу И-18

С целью определения критерия выбора сорбента при любых условиях для очистки почвы, воды и воздуха изучалось водопоглощение материалов и сорбционная емкость по отношению к дистиллированной воде.

У исходных материалов наибольший процент сорбционной емкости у синтепона, байки синей, ткани полотенечной, шелка (от 1163 % до 450 %). Сорбционная емкость меньше у ткани плащевой (темно-синей), шерсти, ткани плащевой коричневая, ткани брючной и марли (от 100 % до 25 %).

Сорбционная емкость, по отношению к дистиллированной воде, у материалов, покрытых олиофильным раствором и сушки при комнатной температуре, больше всего у марли, синтепона, байки синей, ткани плащевой (темно-синей), (от 2756 % до 414 %), меньше всего сорбционная емкость у трикотажа синтетического, брючной ткани, , шерсти, ткани плащевой (коричневая) (от 90 % до 2 % ).

Величина отношения = Гисх/ГН2О, зависящая от гидрофобности материалов имеет большое значение для марли, ткани плащевой (коричневая) ткани плащевой (темно-синей) и шерсти (от 8,5 до 2,8), а малое значение - для синтепона, ткани х/б (полосатой), ткани х/б (зеленой), шелка (от 0,86 до 0,13).

Величина отношения Гол/Гв максимальна для материалов: полотенечная ткань, шерсть (от 4,24 до 3). Эта же величина минимальна для синтепона, ткани плащевой (темно-синей), х/б зеленой (от 0,46 до 0,24).

Для хороших и часто применяемых сорбентов значение Г больше единицы (Г>1), для мало применяемых Г<1. Это отношение можно использовать в качестве критерия выбора сорбентов.

В таблице № 3.4 представлены результаты опытов по определению сорбционных емкостей различных тканей и материалов до и после помещения их в олеофильный раствор церезина. Исследования проводились следующим образом: взвешенный кусок ткани помещался в емкость с водой. Определялась масса исходного материала, пропитанного водой, далее считалась разница масс. Сорбционная емкость материала равна

.

Таблица 3.4 - Влияние олеофильного покрытия на водопоглощение материалов.

Материал

Масса исходн. материала

m1, г

Масса материала после сорбции

m2, г

Сорбционная емкость исходных материалов, Г %

Масса сорбента с олеофильным покрытием после

сушки на воздухе m3, г

Масса сорбента после пропитки ол. покрытием

m4, г

Сорбционная емкость материала с олеофильным по отношению к дистиллированной воде Г 2 % Н2О

1 Ткань синтетическая

0,004

0,02

400

0,003

0,013

333

0,83

2 Поролон

0,01

0,03

200

0,0008

0,01

1150

5,75

3 Ткань плащевая (темно-синяя)

0,004

0,005

25

0,001

0,005

430

17,2

4 Ткань плащевая (коричн...


Подобные документы

  • Компоненты нефти и их негативное влияние на окружающую природную среду. Виды микроорганизмов-деструкторов нефти и нефтепродуктов. Понятие и подходы биоремедиации, способы рекультивации нефтезагрязнённых почв и грунтов с применением методов биоремедиации.

    реферат [72,0 K], добавлен 18.05.2015

  • Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду. Компоненты нефти и их действие. Нефтяное загрязнение почв. Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с применением методов биоремедиации. Характеристика улучшенных методов.

    курсовая работа [56,5 K], добавлен 21.05.2016

  • Масштаб влияния лесной растительности на повышение чистоты воздуха и прозрачности атмосферы в городах. Возможность использования отходов от лесозаготовок в качестве вторичного ресурса. Выбор наиболее эффективной технологии переработки древесных отходов.

    курсовая работа [501,8 K], добавлен 21.01.2011

  • Анализ влияния загрязняющих веществ при производстве кормовых дрожжей на окружающую природную среду. Расчет годовых выбросов вредных примесей; определение границ санитарно-защитной зоны для предприятия. Методы очистки сточных вод и газообразных выбросов.

    курсовая работа [906,2 K], добавлен 25.08.2012

  • Токсичные отходы. Отрицательное воздействие на окружающую среду. Утилизация отходов. Проблема повышения использования отходов производства. Методы обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов: ликвидационные и утилизационные.

    реферат [9,4 K], добавлен 25.10.2006

  • Изучение влияния нефтяных загрязнений на окружающую среду, методы борьбы с ними. Влияние нефти на водные ресурсы, фауну и флору. Проведение защитных мероприятий и очистных работ. Принятие законов, регулирующих сферу ликвидации аварийных разливов нефти.

    курсовая работа [82,5 K], добавлен 14.12.2013

  • Анализ проблем негативного влияния на окружающую среду отходов, их образования, хранения, обезвреживания и переработки на основе исследования работы компрессорной станции - источники образования отходов газа и методика расчетов оплаты за их размещение.

    курсовая работа [392,6 K], добавлен 23.10.2011

  • Воздействие бытовых отходов на окружающую среду. Ликвидация твердых отходов. Рециклизация как вторичная переработка. Комплексная программа ликвидации. Опыт использования технологий утилизации мусора. Виды разлагаемых пластиков и способы их утилизации.

    контрольная работа [577,0 K], добавлен 03.07.2009

  • Характеристика расположения нефтебазы, физико-географических и климатических условий района. Воздействие производства на окружающую среду и человека. Состав сточных вод нефтебазы и cхема очистных сооружений. Меры безопасности при работе на установках.

    дипломная работа [286,1 K], добавлен 09.03.2012

  • Проблема накопления отходов производства и потребления, ее актуальность на современном этапе в Беларуси, направления и перспективы разрешения. Классификация отходов и анализ их негативного воздействия на окружающую среду, пути и значение утилизации.

    презентация [2,9 M], добавлен 14.04.2016

  • Твердые бытовые отходы как источник поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Знакомство с основными особенностями переработки и утилизации твердых бытовых отходов в Республике Беларусь.

    реферат [59,3 K], добавлен 28.11.2014

  • Анализ экологического состояния компонентов окружающей природной среды. Оценка влияния предприятия на гидросферу, величина поверхностного стока. Мероприятия по реконструкции существующих очистных сооружений, возобновление работы оборотной системы.

    дипломная работа [586,0 K], добавлен 17.03.2011

  • Исследование проблем бродячих собак и свалок в городах. Обзор методов переработки твердых бытовых отходов и уменьшения шумового загрязнения населенных пунктов. Влияние ГЭС на окружающую среду. Характеристика антропогенных преобразований природных систем.

    реферат [27,0 K], добавлен 19.10.2012

  • Осадки сточных вод как специфический вид отходов, их особенности. Основные способы использования и утилизации канализационных осадков. Технологическая схема утилизации осадков иловых площадок и очистных сооружений с использованием взрывных камер.

    контрольная работа [722,4 K], добавлен 04.09.2013

  • Сущность метеорологических кислотных осадков, причины их выпадения. Особенности воздействия кислотных дождей на окружающую природную среду, состояние биосферы. Изменение кислотности водоемов и почвы. Причины вымирания многих видов животных и насекомых.

    презентация [1,2 M], добавлен 02.04.2015

  • Состояние сточных вод Байкальского региона. Влияние тяжелых металлов на окружающую среду и человека. Специфика очистки сточных вод на основе отходов. Глобальная проблема утилизации многотонажных хлорорганических и золошлаковых отходов, способы ее решения.

    реферат [437,5 K], добавлен 20.03.2014

  • Разработка комплексных мероприятий по обращению с отходами бумаги и картона. Источники образования бумажных отходов, их состав, степень и класс опасности, специфика негативного воздействия на окружающую среду и человека. Анализ методов их переработки.

    курсовая работа [285,7 K], добавлен 07.05.2015

  • Понятие, этапы оценки влияния на окружающую среду. Показатели оценки эффективности очистных сооружений. Источники загрязнения водного объекта в зависимости от ландшафтной структуры местности. Мероприятия и процессы самоочищения воды в водном объекте.

    курсовая работа [47,5 K], добавлен 23.11.2010

  • Особенности утилизации отходов от машиностроительного комплекса, переработки древесины и производства строительных материалов. Анализ тенденций к обработке промышленных отходов на полигонах предприятий с заводской технологией обезвреживания и утилизации.

    реферат [21,2 K], добавлен 27.05.2010

  • Твердые бытовые отходы, общая характеристика и виды. Энергосберегающие лампы, их воздействия на экологию и особенности утилизации. Негативное воздействие пластика на здоровье человека и на окружающую среду. Методы и приборы переработки пищевых отходов.

    презентация [2,6 M], добавлен 14.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.