Измерете седем пъти

Рекламни илюзии и реални перспективи за използването на петролни сорбенти

От година на година по целия свят се увеличават броят и мащабът на екологичните инциденти, свързани с разливи на нефт и петролни продукти, които все повече замърсяват нашата планета. Един от ефективните начини за предотвратяване и премахване на нефтени разливи е компетентното използване на нефтени сорбенти. Руският пазар на сорбенти едва се появява и безскрупулните компании често се възползват от това обстоятелство и лесно продават на купувача продукти, които далеч не са най-добрите за техните условия. За да изберете правилно сорбенти, е необходимо да разберете техните свойства, практически възможности и методи за обезвреждане. Алтернатива на закупуването е възможността за организиране на собствено производство на сорбенти.

Успоредно с нарастването на производството и потреблението на „черно злато“, мащабът на петролното замърсяване от различни източници също непрекъснато нараства (вижте „Източници на замърсяване на околната среда с нефтопродукти“).
„Източници на замърсяване на околната среда с нефтопродукти“

Нефтените разливи в Коми, Башкирия и Новоросийския залив са широко известни в Русия; потоци от нефтопродукти текат от много години от територията на воюващата Чечня през Дагестан до Каспийско море. Когато нефтен разлив възникне във вода, един литър нефт лишава 40 хиляди литра вода от кислород; един тон нефт замърсява 12 km2 водна повърхност. Съдържанието на нефтопродукти в него над 0,1 mg/l придава на рибното месо неотстраним вкус и специфична миризма на масло при всякаква технологична обработка. Нефтопродуктите в почвата инхибират необратимо развитието на растенията в концентрации над 2 g на 1 kg почва (праг на фитотоксичност), има забавяне или пълна загуба на фенофази в развитието на растенията, морфологични промени в растенията, началото на вегетационния период се забавя с 20-30 дни. Всичко това подчертава неотложността на борбата със замърсяването с петрол.

Мащабът на проблема съответства на набора от технически решения и средства за предотвратяване и ликвидиране на нефтени разливи. Не последно място сред тях заемат така наречените нефтени сорбенти – материали, които могат да абсорбират големи количества нефтопродукти, като по този начин предотвратяват миграцията им в околната среда. В чужбина те отдавна са широко използвани. За Русия нефтените сорбенти са сравнително нов продукт, така че информацията за тях е изключително ограничена и като правило е чисто рекламна. За съжаление практически липсва не само популярна, но и специална техническа литература по въпроса за маслените сорбенти. В момента повече от 300 компании в света произвеждат (или поне декларират такава възможност) различни сорбенти, но няколко десетки имена са най-известни на пазара.

Откъде да започна?
Преди да вземете решение за закупуване и използване на сорбенти, е необходимо да отговорите на няколко въпроса. Първият от тях е дали са необходими в тази ситуация? Често се очаква сорбентите да решат абсолютно всички проблеми с почистването на околната среда, но това далеч не е така. Сорбентите са предназначени за доста фини етапи на пречистване, както и когато други средства са неприложими по различни причини. Например, ако имате локва от нефтен продукт с дебелина половин метър, тогава, разбира се, можете да излеете сорбента в него, но можете също така да излеете парите, похарчени за сорбента, там. По-лесно е да изпомпвате този слой с конвенционална помпа или вакуумен колектор. Слоевете от нефтопродукти върху вода с дебелина над 1 mm се отстраняват ефективно от лепилни маслени скимери – скимери с различни конструкции.

Предварителното третиране на обема на отпадъчните води може да се извърши успешно чрез утайка, хидродинамично разделяне и флотация. Безполезно е веднага да излеете сорбента върху напоената с масло почва. Самата почва има някои сорбционни свойства, така че няма да „предаде” абсорбирания продукт на друг сорбент без специални мерки. Това обикновено е измиване с използване на повърхностноактивни вещества (повърхностно активни вещества).

Къде да завърша?
Ако сте убедени, че проблемът не може да бъде решен с наличните средства и е необходимо да закупите сорбент, тогава първо отговорете на втория въпрос – какво да правите със сорбента след отстраняване на разлива, тоест как да да го изхвърлите? Много производители или премълчават изхвърлянето на използвания сорбент, или обещават неговата многократна употреба и лесно изхвърляне по различни начини. Практиката показва, че всичко не е толкова просто.

Първо, многократното използване на сорбента е възможно само когато относително чиста фракция се абсорбира от сорбент с висока еластичност. Обикновено след две или три завъртания капацитетът на сорбента намалява значително, тъй като порите му се запушват с мръсотия и тежки фракции, структурата се деформира необратимо и отново трябва да се реши въпросът какво да се прави по-нататък. На второ място, често препоръчваното изгаряне на отработения сорбент не е приложимо за минералните сорбенти и с големи резерви е приложимо за синтетичните, но само в специални пещи при високи температури, за да се избегне образуването на токсични продукти. Трето, най-лесният начин да се изхвърли – да се занесе сорбентът на сметището или да се даде на пътните строители – често се оказва свързан с неочаквани трудности, особено в големите градове. Почти нито едно от депата, които ценят лиценза си за дейността си, няма да приеме сорбент с нефтен продукт, ако няма специална технология за обезвреждането му. Това важи особено за синтетичните сорбенти, които по правило не са биоразградими и ще лежат спокойно до пластмасови бутилки и торбички в продължение на години – бичовете на съвременните сметища. Строителите на пътища и майсторите на покриви също не винаги ще приемат вашата „омаслена“ смес без тестване. Те имат своя собствена доказана технология и ще искат да се справят само с нови добавки, а тези, които се доставят нередовно, дори и за пари, много трудно. Използването на сорбенти от естествени органични суровини е малко по-лесно, те могат да бъдат изгорени или подложени на ускорено биоразграждане с добавяне на известни търговски биологични препарати.

След като изберете приемлив метод за изхвърляне, можете да изберете самия сорбент. Основният критерий тук трябва да бъде съотношението „цена/маслен капацитет“, като към цената на сорбента трябва да се добавят разходите за неговата доставка, съхранение, приложение, обезвреждане и вече споменатото обезвреждане. Не бързайте веднага да се увлечете от цифрите на гигантския интензитет на маслото. Тук има някои особености.

За тънкостите на рекламата
Капацитетът за абсорбиране на масло (капацитет на масло) несъмнено е една от най-важните характеристики на маслените сорбенти. Може да се изрази по различни начини – като отношение на масата на абсорбираното масло към масата на сорбента, като съответно съотношение на обемите или като смесено съотношение. Съвсем очевидно е, че всяка пореста структура не може да съдържа обем течност, който надвишава обема на порите. Дори ако вземем предвид известно набъбване на сорбента и възможността за задържане на определено количество течност от външната повърхност, обемният маслен капацитет на най-силно порестите сорбенти е близо до единица, т.е. ако трябва да премахнете кубичен метър нефтен продукт, тогава във всеки случай се нуждаете от поне кубичен метър от готовия сорбент.

Но когато се използват обемни характеристики, разликата между сорбентите по отношение на капацитета ще бъде изразена в десети и стотни, което е нерентабилно за реклама. Следователно, без изключение, производителите предпочитат да изразят капацитета по отношение на съотношението на масата. След това, колкото по-лек е сорбентът, толкова по-голямо е това съотношение, което може да достигне няколко десетки. Тези цифри удрят въображението на потенциален купувач и той не осъзнава веднага, че кубичните метри, а не тоновете, са важни за транспортирането и съхранението на такъв лек продукт. В допълнение, твърде лекият сорбент лесно се слепва и разпръсква при най-малкия вятър.

Следващият рекламен трик е, че поглъщателната способност е статична (максимална) и динамична (в реални условия). Ако първото се определя чрез потапяне на сорбента в чист нефтен продукт, то второто зависи от дебелината на филма, наличието на вода и много други фактори и обикновено е много по-ниско. Разбира се, в рекламата се посочва капацитетът за статично поглъщане. Практиката показва, че когато тънки слоеве масло се отстраняват от повърхността на водата, рекламните разлики между сорбентите се изтриват много забележимо и на преден план излизат други показатели – цена, плаваемост, лекота на използване и изхвърляне.

Друг рекламен трик се основава на факта, че абсорбционната способност (по маса) е много зависима от вискозитета на петролния продукт, така че най-често се измерва на суров петрол, а не на бензин и дизелово гориво. Производителите, разбира се, имат данни за усвояването на различни продукти, но само един се използва за реклама, естествено, максимумът. За по-голяма убедителност понякога се дава списък на „чужди“ сорбенти – уж аналози, които не са трудни за умело избиране от съществуващите, особено след като все още не публикуваме справочници за сорбенти и потребителят е оставен да разчита изцяло на реклама.

На водата
След избора на редица сорбенти, които са най-приемливи по капацитет и използване, е необходимо да се определят условията за тяхното планирано използване. Безскрупулни компании, които искат бързо да се отърват от нефтените петна по водата и в същото време не се интересуват от състоянието на дъното, използват най-евтините минерални сорбенти (около 70% от маслените сорбенти, използвани в света, са изсушени силно пореста глина). Такива сорбенти бързо потъват с абсорбираното масло, скривайки за известно време замърсяването, но малко по малко маслото се издига отново (вече в по-малки обеми). За подобни мръсни номера остава да пожелаем бърза среща с екоинспектора. Без страх, тези сорбенти с ниска плаваемост могат да се използват за нефтени разливи върху твърда повърхност – върху асфалт, в промишлен цех и др.

На водата е необходимо да се използват плаващи сорбенти, а границата на плаваемост трябва да е достатъчна за извършване на всички операции за почистване на повърхността и събиране на отработения сорбент. Плаваемостта се определя, като правило, от наличието на затворени пори с уловен въздух в сорбента и не е задължително да съответства на хидрофобността, т.е. водоотблъскващите свойства на сорбента. Дори най-хидрофобните синтетични сорбенти, заедно с маслото, също абсорбират влагата, свързана с масления филм чрез сили на междумолекулно взаимодействие.

Специални сили
В допълнение към основното предимство – бързо и селективно абсорбиране на нефтопродукти, запазването им за дълго време – някои видове сорбенти могат да имат специални свойства, които са полезни за решаване на редица практически проблеми. Например, биосорбентите съдържат имобилизирани микробиологични култури, в резултат на което разграждането на петролните продукти до най-простите съединения става много по-бързо, отколкото в природата. В същото време трябва да се има предвид, че при температури под + 50 ° С възпроизводството на микроорганизми практически спира, така че биосорбентите в зимни условия са неприложими без специално нагряване. В допълнение, повечето от използваните биологични препарати изискват допълнително въвеждане в системата, освен въглеводороди, на други хранителни вещества – предимно азот, фосфор и калий. Биологичните продукти действат бавно, така че не чакайте моменталното магическо изчезване на всички замърсители. Независимо от това, биоразграждането на практика решава проблема с използването на сорбенти, което значително опростява тяхното приложение.

Сорбентите с магнитни свойства са удобни за използване в труднодостъпни места, тъй като лесно се отстраняват от водата от всякакви магнитни капани на постоянни магнити или електромагнити. Сорбентите, съдържащи повърхностно активни вещества, са ефективни при елиминирането на много тънки филми от петролни продукти. Някои сорбенти могат да съдържат маслени втвърдители, което опростява събирането на замърсители (трябва да се отбележи, че редица втвърдители са много токсични). Семейството от сорбенти със специални свойства бързо се разширява, но всяко ново качество, като правило, изисква допълнителни разходи и увеличава цената на продукта.

Допълнителни препоръки
За практическото използване на сорбентите често е важно в каква форма са представени тези сорбенти – диспергирани (прахове, трохи, гранули) или формовани (ролкови материали, рогозки, салфетки, бумове). Формованите сорбенти са по-удобни за нанасяне върху повърхността и почистване, но по-трудни за изхвърляне (предимно са синтетични). Освен това е трудно да се избере предварително дебелината на сорбентната тъкан, която съответства на неизвестна дебелина на масления филм. Поради това ефективността на използването на формовани сорбенти е ниска. Диспергираните сорбенти могат да се нанасят върху повърхността в желаното количество, но трябва да платите за това с трудности при пръскането и събирането им и предварително да се примирите с неизбежния вятър (за използване на водата е възможно да се използват специални схеми за въвеждане на диспергирани сорбенти под водата).

Използването на всякакви сорбенти изисква определен минимум спомагателно оборудване. За рулонните сорбенти това са барабани и изстискващи ролки, за диспергираните сорбенти – пневматични, механични или хидравлични пръскачки, различни форми на мрежи и събирателни мрежи и контейнери за съхранение на събрания конгломерат. По принцип такива устройства могат да бъдат произведени във всяко предприятие, но това трябва да се направи предварително, така че сорбентите да не се развалят бавно в склада. Такова оборудване не се произвежда масово и много фирми с опит в използването на сорбенти могат да дадат съвети относно производството.

Различните сорбенти също изискват различни условия на съхранение – херметично или не, във високи или ниски купчини, а класовете на пожарна опасност на сорбентите също са различни. Ето защо е необходимо да се изискват препоръки от производителите не само за употребата, но и за съхранението на сорбентите.

Без да поставяме под съмнение почтеността на производителя на сорбенти и точността на рекламата, все още не е излишно да направите най-простите тестове чрез закупуване на пробни партиди от два или три различни сорбента. В допълнение, условията на масово производство могат да бъдат много различни от експерименталните (на които се основава рекламата) и в резултат на това са възможни значителни отклонения от одобрените спецификации. При провеждане на тестове ще стане ясно какво е премълчала рекламата.

Наистина ли е толкова трудно?
Такъв въпрос естествено може да възникне у Читателя, когато чете тази статия. Не, всичко не е толкова сложно, колкото изглежда на пръв поглед, но за да не се заменят рекламните съблазни с разочарование, което се разпространява от „виновната“ проба към цялото славно племе от петролни сорбенти, е необходимо ясно да се разбере тяхното възможности. Пазарът на сорбенти тепърва се заражда, някои марки ще се наложат на пазара, други ще бъдат забравени с времето.

Но петролните реки и потоци не чакат, те трябва да бъдат спрени сега с това, което е под ръка. По-точно под краката ни, тъй като във всеки регион на нашата огромна страна има почти неизчерпаема база за производство на голямо разнообразие от сорбенти, а разработчиците разполагат с набор от разнообразни, често уникални производствени технологии. Напълно възможно е дори да не е необходимо да транспортирате лек сорбент на стотици километри до вашия роден „замърсен с нефт“ резервоар. Понякога е по-лесно да направите свой собствен сорбент от собствените си суровини, да разрешите проблеми с еколозите и да помогнете на съседите си на божествени цени.

Вътрешно производство
Авторите на статията също имат какво да споделят и предоставят на читателя възможност да провери на практика ефективността на горните стъпки при избора на оптимален сорбент за конкретни условия. Редица организации под егидата на Руската академия на естествените науки разработиха достъпна и ефективна технология за производство на семейство хидрофобни маслени сорбенти от различни суровини. Получава почетен диплом от Международния екологичен симпозиум в Лас Вегас (САЩ) през 1997 г. Основното предимство на технологията е нейната универсалност, която позволява да се овладее най-широката база от суровини и отпадъци за производството на сорбенти. В допълнение, разработената технология позволява да се произвеждат сорбенти с различни свойства, включително уникални (например магнитни и биологични сорбенти).

Сорбентите, произведени по тази технология, са преминали успешно голямо разнообразие от тестове в различни региони, включително през зимата при температури на въздуха до -320C, използвани са при отстраняване на аварии на река Белая, на канала Москва-Волга и са използва се като обикновен инструмент от много предприятия в Москва и Кировска област. Тъй като технологията е без реагент и изисква само енергия, производството може да се организира за кратко време във всяка област, което ще позволи на потребителя не само успешно да реши своите екологични проблеми чрез получаване на сорбенти на цена, но и да помогне на съседните предприятия изгодно.

Убедени сме, че домашните маслени сорбенти имат голямо бъдеще и тяхното широко разпространение все още е ограничено както от липсата на достатъчно пълна и надеждна информация, така и от известно несъвършенство на регулаторната рамка. Ако еколозите, подобно на пожарникарите, наредят всички предприятия да имат минимален набор от сертифицирани средства за защита на околната среда срещу нефтени разливи, чието наличие може лесно да се провери, тогава нашите земи и реки ще станат много по-чисти, а сорбентите ще изпреварят много от рекламираните стоки от екрана в популярност. В същото време наборът от сорбенти може и трябва да бъде възможно най-разнообразен, като набор от лекарства в медицината. Зависи от правилния избор, за да не се карате на аптеката, като вземете слабително за главоболие.