Сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов
Как работают сорбенты
Сорбирующие соединения делятся по принципу действия на иониты, абсорбенты и адсорбенты. Абсорбенты впитывают другие вещества всей своей массой – смешиваются с ними и образуют раствор. Адсорбенты собирают вещество на своей поверхности, не смешиваясь с ним.
Активированный уголь – это адсорбент, который используют, чтобы улучшить запах питьевой воды и снизить её окисляемость
Адсорбенты делятся на гидрофильные и гидрофобные. Гидрофильные поглощают жидкость, гидрофобные – нет, поэтому применяются для сбора загрязняющих веществ: нефти, масла, жира. Гидрофильные сорбирующие вещества используют, чтобы убрать лишнюю влагу из воздуха.
Силикагель относится к гидрофильным сорбентам. Производители товаров кладут его в упаковку, чтобы воздух внутри не был влажным
В отличие от абсорбентов и адсорбентов, иониты работают по другому принципу. Чтобы связать вещество, они обмениваются с ним ионами. По типу заряда иониты делятся на катиониты и аниониты. Аниониты обмениваются отрицательно заряженными частицами, катиониты – положительно заряженными.
Виды сорбентов
По агрегатному состоянию
Есть жидкие и твёрдые сорбирующие материалы. Твёрдые делятся на гранулированные и волокнистые. К гранулированным относятся не только гранулы, но и порошок.
Волокнистые сорбенты выглядят как вата, но состоят из синтетических волокон полимера. Из них изготавливают фильтрующие элементы для очистки воды и воздуха, боновые заграждения и нефтепоглощающие маты для ликвидации разливов нефти, используют в респираторах, противогазах и других СИЗ.
По происхождению
Сорбирующие материалы бывают искусственными и природными. К примеру, активированный уголь – это природный материал из древесного угля, а диоксид кремния – это искусственный сорбент, который получают, нагревая кремний до 500 °С.
Диоксид кремния входит в состав препаратов от отравления
Природные сорбенты делят на органические и минеральные. К органическим относится солома, опилки, торф, к минеральным – глина, песок.
Сорбенты отличаются между собой не только по виду и происхождению, но и по двум важным показателям, которые нужно учитывать при выборе.
- Нефтеёмкость или сорбционная емкость – сколько нефти может поглотить сорбент. Например, у сорбента BMG-P1 высокая сорбционная емкость – в пересчете на сухое вещество 1 грамм сорбента впитывает 50 грамм нефти. Если он в виде 1% рабочего раствора, то 1 литр впитывает 1 литр нефти.
- Плавучесть – способность находиться на поверхности водоема длительное время, не загрязняя его вторично.
Преимущество сорбентов
Регенерация – главное отличие сорбирующих соединений от других чистящих реагентов. Есть несколько распространённых способов, чтобы восстановить их свойства для повторного использования:
- Химический: обработка жидким или газообразным реагентом при температуре до 100 °С. В результате сорбент выделяет поглощённое вещество – происходит десорбция.
- Тепловой: нагрев паром или газом при температуре от 100 до 500 °С. Это приводит к конденсации поглощённого вещества – сорбата.
- Термический: нагрев электрическим током в специальных печах при температуре от 500 °С. Сорбат выделяется и разрушается до летучих и конденсирующихся продуктов, которые затем дожигают.
Очистка воды сорбентами и флокулянтами
Сорбция помогает очистить воду для бытовых и промышленных нужд. В быту это водоподготовка или очистка канализационных стоков. В промышленных производствах для очистки стоков от масел и нефтепродуктов на ряду с сорбентами используют флокулянты.
Флокулянты Биомикрогели® BMG P2 разделяют даже самые стойкие водомасляные эмульсии
Сорбенты незаменимы в борьбе с разливами нефтепродуктов. Это не только аварии, которые оборачиваются катастрофой для экологии, но и небольшие утечки при добыче, транспортировке, переработке и хранении нефти. Сорбенты помогают собрать нефть как можно быстрее. Это важно, потому что чем больше времени прошло после разлива, тем больше нефти осело на дно, и тем шире стало нефтяное пятно. Если нефтяное пятно становится настолько широким, что достигает берега, почву тоже приходится очищать от нефтепродуктов.
При разливах нефти сорбенты помогают собрать её не только с поверхности воды, но и с береговой линии
Применение сорбента для ликвидации аварийных разливов нефти на примере Биомикрогели®
1. Поверхность водоёма и береговую линию обрабатывают сорбентом BMG-P1 в виде раствора или пены.
2. BMG-P1 создаёт полимерные пленки на границе раздела водной и масляной фазы, капсулирует нефть.3. Микрокапсулы с загрязнителями внутри склеиваются между собой и превращаются в густую желеобразную массу.
4. Желированное загрязнение убирают мелкоячеистой сеткой, сетчатой лопатой, совком и другими подходящими средствами.
5. Отработанный сорбент с капсулированными в нем нефтепродуктами утилизируют.
Нефтяная плёнка налипает на рыбах, водоплавающих животных птицах, не пропускает воздух, нужный для флоры и фауны в толще воды. А желированные нефтепродукты ни к чему не прилипают. Это значит, что они не нанесут вред обитателям водоёма и береговой линии, не осядут на скалах, прибрежных конструкциях и оборудовании для их сбора. Кроме того, они не воспламеняются, не поддерживают горение и безопасны для окружающей среды, потому что в основе BMG–P1 переработанное растительное сырьё.
Заключение
Сорбенты используют для предварительной фильтрации воды, выделения из неё загрязняющей эмульсии при водоочистке и водоподготовке, а также для сбора нефти, топлива и прочих продуктов нефтехимии с поверхности водоёма и береговой линии.
Сорбенты отличаются друг от друга по виду и принципу действия, и это значительно расширяет сферу их применения. Например, из волокнистых сорбенты делают нетканые защитные полотна, из жидких – растворы, которыми обрабатывают нефтяные пятна от разливов нефтепродуктов. Главное, что отличает сорбенты от других веществ для очистки воды и воздуха – регенерация, которая восстанавливает свойства сорбирующего вещества и позволяет использовать его повторно.
