Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разделение водонефтяной смеси при ликвидации разливов нефти в результате эксплуатационных происшествий с судами на внутренних водных путях

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Разделение водонефтяной смеси при ликвидации разливов нефти в результате эксплуатационных происшествий с судами на внутренних водных путях"

На правах рукописи

Игонина Мария Валерьевна

РАЗДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ С СУДАМИ НА ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЯХ

. Специальность 03.00.16 «Экология. Технические науки»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 £ ЦАР ^

Нижний Новгород - 2009

003465532

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волжская государственная академия водного транспорта».

Научный руководитель". доктор технических наук, профессор, академик PAT, заслуженный работник Высшей школы РФ Этин Владимир Львович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор, академик PAT, заслуженный деятель науки РФ Курников Александр Серафимович

Кандидат технических наук, доцент Васильев Сергей Александрович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций».

Защита состоится СЬуфеил ¿¿00$^ £ // —

на заседании диссертационного совета Д223.001.01 при ФГОУ ВПО ВГАВТ по адресу: 603950, Н. Новгород, ул. Нестерова, 5а, ауд. ЯН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО ВГАВТ.

Автореферат разослан УУ jXCbf)/пА-

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Ситнов А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее время по внутренним водным путям (ВВП) России осуществляется транспортировка, перегрузка и хранение более 30 млн. тонн нефти. Судовой ход проходит по рекам и водохранилищам, которые имеют рыбохозяйственное значение и являются источниками водоснабжения населения многих жилых поселков и городов.

Операции с нефтепродуктами относятся к тем областям человеческой деятельности, где наибольшее внимание уделяется безопасности (в том числе экологической) проводимых работ. Но даже новейшие технологии не в состоянии полностью исключить утечки и аварии с разливами нефти при перевозке, перегрузке и хранении нефтепродуктов и нефтеотходов.

Поэтому Правительством Российской Федерации (РФ) уделяется большое внимание проблемам предупреждения и ликвидации разливов нефти, в том числе и на ВВП (Постановления Правительства №613 от 21.08. 2000г., №240 от 15.04.2002г„ № 794 от 30.12.2003г., №490 от 13.08.2006г.).

По статистике на ВВП РФ до 80% разливов нефти происходит во время бункеровочных, погрузочно-разгрузочных и зачистных операций. Согласно «Положению по расследованию, классификации и учету транспортных происшествий на внутренних водных путях РФ» №221 от 29.12.2003г, такие разливы классифицируются как «эксплуатационные происшествия». Как правило, в результате таких происшествий объемы разливов не превышают 10 тонн и могут быть устранены силами экипажа. В настоящей работе эти разливы в соответствии с терминологией, принятой в конвенции МАРПОЛ 73/78, названы «эксплуатационными разливами».

Технология ликвидации эксплуатационного разлива силами экипажа подразумевает локализацию пятна боновыми ограждениями, нанесение сорбента в зону разлива и сбор насыщенного нефтью сорбента. Однако эта технология малоэффективна на ВВП, поскольку имеет ряд недостатков, связанных со сложностью нанесения сорбента на пятно и сбором его в условиях течения. Поэтому на судах с экипажем из двух - трех человек такая технология практически неосуществима.

Альтернативой данному способу борьбы с разливами нефти является использование высокопроизводительных нефтесборных устройств (ским-меров) и прием собираемой водонефтяной смеси (ВНС) на борт судна, с которого произошла утечка. Однако в процессе сбора нефти объем ВНС превышает в 2-10 раз объем пролитой нефти. Поэтому на судах, где вероятность эксплуатационного разлива достаточно высока, для применения этого способа требуются дополнительные емкости, которых на небольших речных судах, используемых, например, в качестве бункеровщиков, попросту нет.

Единственным выходом из данной ситуации может быть разделение ВНС непосредственно на судне в момент сбора разлитой нефти и сброс очищенной воды за борт.

Однако использование существующих судовых сепараторов нефтесо-держащих подсланевых вод для разделения водонефтяной смеси, образующейся в условиях ликвидации эксплуатационных разливов нефти (ЛЭРН), малоэффективно, так как они имеют большие габариты или низкую производительность из-за применения сложной многоступенчатой технологии, предназначенной для разделения многокомпонентной по составу и низкоконцентрированной по нефти подсланевой водонефтяной смеси.

Таким образом, вопрос разделения на судне водонефтяной смеси, образующейся при ЛЭРН, состоящей из практически чистой забортной воды и однородной по составу нефти, остается в настоящее время нерешенным, поэтому исследования в этом направлении являются актуальными.

Целью работы является:

научное обоснование принципиальной схемы и методики проектирования проточных аппаратов для разделения высококонцентрированной ВНС методом сорбции на эластичных синтетических сорбентах в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды при ЛЭРН, обеспечивающих минимизацию антропогенного воздействия на живую природу.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- разработано математическое описание процесса сорбции концентрированной водонефтяной смеси в проточных фильтрах на синтетических сорбентах;

- исследованы особенности динамической нефтеемкости различных синтетических сорбентов, пригодных для разделения ВНС при ЛЭРН;

- выполнены экспериментальные исследования и разработана математическая модель процесса сорбции для разделения концентрированной ВНС в сорбционном фильтре;

- выполнены исследования и разработано математическое описание процесса регенерации синтетических сорбентов отжимом внутри фильтра;

- выполнены экспериментальные исследования характеристик процесса регенерации отжимом различных сорбентов;

- разработаны принципиальная схема и методика проектирования судового проточного аппарата для разделения концентрированной водонефтяной смеси.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые исследованы и определены параметры процесса динамической сорбции на синтетических сорбентах высококонцентрированной во-донефтяной смеси, возникающей при ликвидации эксплуатационных разливов нефти. Кроме того, показано, что нефтеемкость синтетических сорбентов существенно зависит от плотности их набивки в аппарате. Экспериментально определены оптимальные плотности набивки некоторых сорбентов;

- впервые создано математическое описание процесса регенерации сорбента внутри фильтра методом отжима. Исследованы и определены параметры процесса регенерации;

- создана математическая модель работы судового сорбционного фильтра для разделения водонефтяной смеси, собранной с поверхности воды.

Практическая ценность и внедрение:

- разработана принципиальная схема сорбционного аппарата для разделения концентрированной ВНС в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды;

- разработана методика определения основных характеристик судового аппарата для разделения водонефтяной смеси при выполнении работ по ЛЭРН;

- методика использовалась для разработки принципиальной схемы судового аппарата разделения ВНС на бункеровщике проекта Р-135 при оснащении его судовым комплектом по борьбе с разливами нефти, в соответствии с Руководством Р.026-2008 Российского Речного Регистра.

- результаты исследований использованы в учебном процессе для постановки лабораторных работ по сорбции нефти и изучению сорбционных свойств синтетических материалов.

Объект, предмет и методы исследований. Объектом исследований является судовая система сбора нефти с поверхности воды при ЛЭРН.

Предметом исследований являются процессы сорбции нефти на синтетических сорбентах и их регенерации отжимом.

При выполнении диссертационной работы использовались методы математического анализа, планирования эксперимента и регрессионного анализа. Обработка экспериментальных данных выполнялась с использованием прикладных программ MS Excel, Statistica 6.0. Определение остаточного содержания нефтепродуктов в пробах очищенной воды производилось по методике ПНД Ф 14.1:2.116-97 «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС».

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на XI Нижегородской сессии молодых ученых (Нижегородская обл., 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Развитие транспорта в регионах России: проблемы и перспективы» (Киров, 2007); Международном научно-практическом форуме «Великие реки» (Н. Новгород, 2007), Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Новые технологии водного транспорта» (Н. Новгород, 2007).

Публикации.

Основные результаты диссертационной работы представлены в 7 публикациях, две из которых вышли в ведущих рецензируемых журналах из перечня ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 124 страницы машинописного текста, в том числе 18 таблиц и 44 рисунка. Список литературы состоит из 124 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко сформулирована актуальность темы, изложены основные направления исследований, а также описана структура диссертационной работы, ее научная новизна и практическая значимость.

Первая глава посвящена анализу состояния рассматриваемой проблемы, постановке цели и задач исследований.

В настоящее время существует два основных способа сбора нефти с поверхности воды: один с помощью сорбентов, другой с использованием различных нефтесборных устройств (скиммеров). Но в любом случае собранная смесь накапливается на судне и впоследствии сдается на береговые устройства для регенерации или уничтожения.

При сборе нефти с помощью сорбентов существует достаточно много трудностей, связанных с нанесением их на пятно и последующим сбором. Как показывает практика, в ветреную погоду невозможно нанести сорбент равномерно на пятно, а волнение и течение не позволяют полностью его собрать, что существенно снижает эффективность данного метода на ВВП в условиях быстрых течений. Поэтому на небольших речных судах с экипажем из двух - трех человек такая технология неприменима.

Среди существующих нефтесборных средств достаточной производительностью в условиях водотоков с течением более 0,5 м/с обладают

только вакуумные екиммеры. Однако их недостатком является высокая обводненность собираемой нефти. Это приводит к большим объемам накопления смеси на судне, что неприемлемо для небольших речных судов, используемых, например, в качестве бункеровщиков.

Поэтому в настоящей работе рассматривается вариант схемы системы сбора нефти с поверхности воды при ЛЭРН с использованием разделения ВНС непосредственно на судне со сбросом очищенной воды обратно в водоем. Согласно этой схеме, собранная вакуумным способом с поверхности воды смесь накапливается в вакуум-баллоне, после чего сразу, без использования дополнительных отстойных емкостей, подается в аппарат для разделения ВНС. На выходе из аппарата очищенная вода сбрасывается в водоем или возвращается на повторную обработку, а отделенная нефть - в емкость сбора нефти.

Проблеме разделения ВНС на судах различными способами, в основном при очистке нефтесодержащих вод (НВ), и созданию соответствующих судовых аппаратов (сепараторов) посвящены работы большого числа отечественных и зарубежных ученых: В. А. Бараца, И. А. Тува, А. Л. Баранова, А. Г. Севастьянова, А. А. Курочкина, Ю. М. Брусельницкого, А. И. Боровского, В. Л. Этина, А. С. Курникова, С. В. Васькина, В. И. Реш-няка, I. Нирка, Б. Мспкоуа, Б. Меу и др.

Однако использование существующих судовых сепараторов нефтесодержащих подсланевых вод для разделения водонефтяной смеси, образующейся в условиях ЛЭРН, малоэффективно, так как они имеют большие габариты или низкую производительность из-за применения сложной многоступенчатой технологии, предназначенной для разделения подсла-невой водонефтяной смеси, которая по составу и свойствам отличается от ВНС, образующейся при ЛЭРН.

В отличие от судовых подсланевых вод, водонефтяная смесь, образующаяся при ЛЭРН, имеет большее содержание нефти, однако это уже не смесь нефтепродуктов с разными свойствами, а один конкретный вид нефтепродукта. Кроме того, поскольку сбор нефти при эксплуатационных разливах производится практически сразу после попадания ее в воду, то в момент сбора образуется «свежая» эмульсия с малым содержанием взвешенных веществ, равным их концентрации в забортной воде. Поэтому для разделения такой водонефтяной смеси может быть использована более простая технология, чем та, что лежит в основе существующих судовых сепараторов.

Поскольку при сборе нефти с поверхности воды образуется полидисперсная смесь воды и нефти, представленная частицами нефти как в капельном, так и в эмульгированном состояниях, то, согласно рекомендациям В. И. Решняка, технология очистки воды от нефти должна предусматривать две стадии: очистку от нефти, которая содержится в виде отдельной фазы, и очистку от эмульгированной нефти.

В качестве способа разделения воды и нефти, находящейся в виде отдельной фазы, наиболее целесообразно использовать седиментацию. Этот способ может быть осуществлен уже на стадии попадания ВНС в вакуум-баллон, поскольку, как было показано Ю М. Брусельницким, частицы нефти размером более 250 мкм сравнительно быстро (в течение нескольких минут) всплывают.

Известно, что для очистки от эмульгированной нефти наиболее эффективным способом является сорбция. При этом сорбент должен обладать ярко выраженными лиофипьными свойствами и большой удельной поверхностью, чтобы обеспечить требуемую эффективность очистки воды. Кроме того, в судовых условиях необходимо обеспечить эффективную регенерацию сорбента и возможность многократного его использования. Этим требованиям отвечают синтетические сорбенты, пригодные для многократной регенерации. -

Таким образом, анализ литературы показывает, что для разделения непосредственно на судне высококонцентрированной водонефтяной смеси, возникающей при ЛЭРН в приемлемых по габаритам аппаратах, необходимо:

- обеспечить прием водонефтяной смеси на борт судна с помощью вакуум-баллона;

- отделить с помощью отстоя в вакуум-баллоне основную массу крупнодисперсной фазы нефти;

- обеспечить окончательное разделение оставшейся массы водонефтяной смеси с помощью сорбции на синтетических сорбентах.

Процессы вакуумного приема и отстоя подробно изучены и не требуют дополнительных исследований. Поэтому предлагаемая работа посвящена исследованиям только процесса сорбции на синтетических сорбентах, который при высоких концентрациях нефти в ВНС недостаточно хорошо изучен.

Далее в главе сформулированы цель работы и основные задачи исследований.

Во второй главе с целью разработки математической модели процесса сорбции высококонцентрированной ВНС на основе существующего математического описания сорбции из растворов на микропористых сорбентах, предложенного И. Д. Родзиллером, было выполнено экспериментальное определение ряда коэффициентов, характеризующих особенности описываемого процесса.

Основной характеристикой работы любого сорбционного фильтра является время до появления в фильтрате концентрации нефти, превышающей фиксированное допустимое значение СМт, или фильтроцикл. Известно, что фильтроцикл тСОрб зависит от динамической нефтеемкости сорбен-

та, исходной концентрации нефти в смеси, скорости фильтрации и высоты загрузки сорбента

М. А. Шиловым было предложено определять фильтроцикл сорбци-онного фильтра по формуле:

'■сора

кН, с, (1)

где к - коэффициент защитного действия, характеризующий время работы фильтра до проскока, приходящееся на единицу высоты слоя сорбента, и определяемый для каждого сорбента экспериментально в соответствии с выражением (2), с/м;

Я - высота загрузки сорбента, м.

к —/(V, С, оу, с/м, (2)

где V - скорость фильтрации смеси, м/ч;

С - исходная концентрация нефти в смеси, %;

йд - динамическая нефтеемкость сорбента в многоцикловом режиме «сорбция - регенерация», кг/кг.

В выражении (2) динамическая нефтеемкость сорбента ад зависит, кроме прочего (лиофильности сорбента, удельной поверхности и пр.), от его пористости, которая для синтетического сорбента определяется плотностью его набивки в фильтр.

В настоящее время в известной литературе отсутствуют исследования зависимости динамической нефтеемкости синтетических сорбентов от плотности набивки их в фильтр.

Поэтому в работе были проведены специальные экспериментальные исследования типовых по структуре и свойствам синтетических сорбентов Уремикс-913 и Мегасорб, регенерируемых отжимом, а также близких по свойствам неспециальных материалов (синтепон и поролон марки НЮ027).

Результаты эксперимента показали, что связь между динамической нефтеемкостью и плотностью набивки адекватно описывается квадратичной зависимостью, общий вид которой можно представить как:

Ч = Маб+Врмб + 0,кг/кг, (3)

где А, В, О - коэффициенты, зависящие от свойств конкретного сорбента;

рнво - плотность набивки сорбента в фильтр, кг/м3.

На рис. 1 приведены экспериментальные данные и кривые, построенные по уравнению (3), описывающие зависимость нефтеемкости ад от плотности набивки рт6 для различных сорбентов.

<и о

X

S га

«V Ж

/ Уремикс-913

4 / поролон

_ ПИ \ А > / синтепон

STV А

Мегасорб

Рис.

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Плотность набивки, кг/мЗ

1. Зависимость динамической нефтеемкости различных сорбентов от плотности набивки

Оптимальные плотности набивки и соответствующие им значения динамической нефтеемкости в многоцикловом режиме «сорбция - регенерация» для каждого сорбента определены путем нахождения экстремума функции (3). Так, для сорбента Уремикс-913 оптимальная плотность набивки составляет 30 кг/м3, сорбента Мегасорб - 33 кг/м3, синтепона - 60 кг/мЗ и поролона - 44 кг/м3.

Исследованиями А. Салема показано, что при многократном использовании сорбента его статическая нсфтсемкость снижается в среднем на 60%. Однако снижение динамической нефтеемкости сорбентов в многоцикловом режиме «сорбция-регенерация» не исследовано.

Проведенные в рамках диссертационной работы эксперименты показали, что после 2-3 циклов работы динамическая нефтеемкость всех исследованных материалов снижается на 40-50% по сравнению с первоначальной и в дальнейшем сохраняется на постоянном уровне. Общий вид зависимости динамической нефтеемкости от количества циклов «сорбция - регенерация отжимом» может быть записан в виде:

ад=ал-ь[^ , кг/кг, (4)

где ад1 - динамическая нефтеемкость чистого сорбента в первом цикле, кг/кг; Ь, а - коэффициенты; п - количество циклов работы сорбента.

На рис. 2 в качестве примера приведены экспериментальные данные и кривая, построенная по уравнению (4), описывающие зависимость динамической нефтеемкости ад от количества циклов «сорбция - регенерация» для синтепона.

5 4 5

я з

|

Рис. 2. Зависимость динамической нефтеемкости синтепона от количества циклов «сорбция - регенерация»

В работе были определены коэффициенты к уравнению (4) для различных сорбентов (табл. 1).

Таблица 1. Коэффициенты к уравнению (4).

Марка сорбента Динамическая нефтеемкость в первом цикле, ад1, кг/кг Коэффициент Ъ Коэффициент а

Уремикс-913 10 5,5 0,55

Поролон НЮ027 6 2,5 0,7

Синтепон 4 2,0 0,8

Мегасорб 4,2 2,15 0,2

Полученное уравнение позволяет определить динамическую нефтеемкость сорбента после п циклов «сорбция - регенерация» (при условии, что п не превышает ресурса работы сорбента по механической прочности).

Наиболее подходящими для многоцикловой работы в сорбционном фильтре являются эластичные сорбенты с пористой структурой (Уремикс-913, поролон НЮ027), т. к. сохраняют наиболее высокую нефтеемкость. Худшими сорбционными свойствами в многоцикловом режиме фильтрации обладают волокнистые сорбенты (Мегасорб, синтепон).

Следующим этапом исследований процесса сорбции было экспериментальное определение коэффициента защитного действия сорбционно-го фильтра: к С, ад).

Для проведения эксперимента был разработан испытательный стенд, общий вид которого представлен на рис. 3.

Рис. 3. Схема испытательного стенда: 1 - кран регулирующий; 2 - точка смешивания воды и нефти;

3 - емкость расхода нефти; 4 - сорбционный фильтр;

5 - пьезометры; 6 - кран трехходовой;

7 - емкость для отбора проб; 8 - емкость сбора отфильтрованной воды.

При разработке стенда учитывалась необходимость сохранения натурного протекания процессов сорбции и фильтрации при минимальном расходе нефти и воды. Это обеспечивалось путем использования применяющихся в реальных условиях скоростей фильтрации и созданием натурной водонефтяной смеси.

Исходная вода подавалась из водопровода. В точке 2 происходило смешение воды и нефти, поступающей из емкости 3. Расход обеих жидкостей устанавливался на нужном уровне с помощью регулирующих кранов. Образующаяся ВНС подавалась в сорбционный фильтр 4. Для определения потерь напора по высоте фильтра на входном и выходном сечениях были установлены пьезометры 5. Отфильтрованная вода сбрасывалась в

емкость 8. Для периодического отбора проб трехходовой кран 5 переключался на пробоотборную емкость 7.

В процессе проведения эксперимента для каждого опыта строились графики динамики сорбции, на которых определялось время достижения концентрацией нефти критического значения, равного 5 мг/л. По полученным данным производился пересчет коэффициента защитного действия в соответствии с формулой:

с/м, (5)

Н

где к, - значение коэффициента защитного действия, рассчитанное по результатам ¿-го опыта, с/м; тсор,:, - величина фильтроцикла, измеренная в г'-том опыте, с; Я - высота слоя загрузки сорбента в фильтре, м.

Определенное таким образом время тСОра и коэффициент защитного действия к можно считать случайными величинами из-за случайных колебаний качества исходных материалов, ошибок в измерениях и т. п. Это также позволяет предположить, что закон распределения этих случайных-величин не противоречит нормальному.

Выбранные в качестве независимых переменных (факторов) скорость фильтрации, концентрация нефти в ВНС и динамическая нефтеемкость сорбента функционально и статистически независимы, и их значения не являются в эксперименте случайными. Эти особенности позволили использовать для получения и исследования зависимости (2) методы теории вероятности и математической статистики, в том числе для сокращения количества опытов применить математическое планирование эксперимента.

Выбор интервалов варьирования факторов производился исходя из особенностей процессов сорбции на синтетических сорбентах, описанных в работе, а также условий работы фильтра.

Для определения границ варьирования концентрации нефти в собираемой с поверхности воды смеси были обобщены данные о ликвидации эксплуатационных разливов последних, лет, которые показали, что концентрация нефти в собираемой вакуумным способом смеси может колебаться от 8 до 50 %. Поскольку количество достоверных данных о концентрации нефти в собираемой смеси мало, и они изменяются в широких пределах, возникла необходимость их дополнения собственными экспериментальными исследованиями.

В лабораторных условиях имитировался разлив дизельного топлива на спокойной воде. Сбор нефти производился вакуумным способом. В процессе сбора нефти образовывалась тонкодисперсная эмульсия молочно-белого цвета, что говорит об идентичности моделируемого и реального процессов.

По результатам экспериментов был определен интервал наиболее вероятных значений концентрации нефти в собранной смеси С = 10...30%. Эти значения не противоречат статистическим данным, поэтому они были приняты в качестве границ варьирования фактора концентрации нефти в смеси.

Границы варьирования фактора динамической нефтеемкости выбраны по результатам исследований, выполненных в настоящей работе (табл. 1). Максимальное значение динамической нефтеемкости для исследованных сорбентов составляет 10 кг/кг (Уремикс-913), а минимальное значение - 4 кг/кг (синтепон). Поэтому интервал варьирования фактора динамической нефтеемкости в эксперименте составил ад = 4.. .10 кг/кг.

Интервал варьирования скорости фильтрации был выбран из опыта эксплуатации известных сорбционных фильтров с полимерной загрузкой и составил V = 8.. .20 м/ч.

Результаты эксперимента обработаны с помощью программы «З1а113-йса 6.0» и получено регрессионное уравнение вида:

й=131Е,63-52,65у-26,24С+1,03уС+0,9уад-О,54СаЛ с/м. (б)

Анализ значимости факторов в данном уравнении показал, что фактор динамической нефтеемкости не значим на уровне р = 0,05 в заданном интервале варьирования, однако он играет существенное значение в сочетании со скоростью фильтрации или концентрацией нефти в смеси.

Из рассмотрения коэффициентов уравнения (6) видно, что основное влияние на коэффициент защитного действия оказывают скорость фильтрации и концентрация нефти в смеси. При фиксированных входных концентрациях нефти добиться увеличения коэффициента защитного действия можно за счет снижения скорости фильтрации.

Используя результаты проведенных исследований, была составлена математическая модель сорбции высококонцентрированной ВНС на синтетических сорбентах в фильтре:

' хсорб = Я(1318,63 - 52,65у - 26,24С + 1,03уС + 0,9уаь - 0,54СЫ с;

(7)

где У'сорб ~ количество нефти, м3, которое задерживает сорбент объемом V, набитый в фильтр с плотностью набивки ртб -тс - масса сорбента, кг; рн - плотность нефти, кг/м3.

Данная модель справедлива для скоростей фильтрации от 8 до 20 м/ч, концентраций нефти на входе в аппарат от 10 до 30 % и для сорбентов с динамической нефтеемкостью от 4 до 10 кг/кг.

Третья глава посвящена исследованию и разработке математической модели процесса регенерации сорбента в судовом сорбционном фильтре.

Среди известных способов регенерации синтетических сорбентов наибольшее распространение получили: промывка чистой водой с использованием ПАВ или без них, центрифугирование, отжим непосредственно в аппарате или с выгрузкой сорбента из аппарата. Существуют также комбинированные методы (например, отжим плюс промывка).

Анализ существующих методов регенерации синтетических сорбентов показал, что наиболее эффективным и экономичным является отжим сорбента в аппарате с промывкой небольшим количеством воды.

Показателем качества регенерации может служить коэффициент регенерации Крег> определяемый по выражению:

т

Ту

--100%'

Р" у»

СОрб

пг

где У, Ктж. - объем отжатой нефти за т отжимов, м3;

м

т — количество отжимов за одну регенерацию;

у" - объем сорбируемой нефти, определяемый по вы-

сарб ражению (7), м3.

Механизм процесса регенерации сорбента в общем случае заключается в десорбции задержанной нефти под действием внешних факторов. На стадии отжима с помощью приложенной к поршню нагрузки движущей силой десорбции является степень уменьшения объема пор вследствие деформации материала. При этом жидкость, находящаяся в порах (как вода, так и нефть), выдавливается из них и вытекает, согласно законам гидродинамики, в направлении меньшего давления. Причем, соотношение нефти и воды в отжатой смеси зависит от количества задержанной сорбентом нефти и его лиофильности. Для достижения максимальной эффективности повторного отжима необходимо, чтобы освободившиеся поры сорбента были заполнены промывной водой, которая бы при отжиме удалялась из сорбента, увлекая за собой частицы нефти.

Для выполнения исследований процесса регенерации сорбента внутреннее пространство фильтра объемом V = ГН, м3, где - площадь поперечного сечения, м2, а Н - высота слоя загрузки, м, было представлено в виде многофазной системы, состоящей из трех фаз: твердой фазы (материал сорбента), воды и нефти.

Для выполнения первого отжима после завершения стадии сорбции необходимо изменить объем загрузки V на величину Л V. Для этого надо приложить к верхней поверхности фильтра с помощью поршня равномерно распределенное давление р, кПа. Если считать, что стенки фильтра непроницаемы и диаметр фильтра неизменен, то деформация будет происходить только по высоте цилиндра, тогда можно записать:

Д V Ш ■

— = — = £• (9)

У Н к

где АН — ход поршня, м;

а =-/(р) - некоторая функция, отражающая изменение отно-.

сительной деформации сорбента в фильтре вместе с находящейся в нем жидкостью от приложенной нагрузки.

Положим, что материал открытопористый, а нижнее сечение фильтра в момент отжима проницаемо для жидкости, тогда при отжиме «лишняя» жидкость начнет вытекать. Если предположить, что в процессе деформации суммарный объем, занимаемый твердой фазой, не изменяется, тогда объем вытекшей жидкости (воды и нефти вместе) численно равен величине, на которую изменился объем загрузки:

V" + Vе , = АУ, м\ ПО)

отж 1 отж 1 ' ' .

где V" ~ количество нефти, вытекшей при первом отжиме, м3;

отж 1

у о - количество воды, вытекшей при первом отжиме, м3.

отж\

Если выразить объем вытекшей при первом отжиме нефти как долю от общего объема вытекшей жидкости:

. (П)

где н У"тж1 - доля нефти в объеме вытекшей жидкости при = д у первом отжиме,

а изменение объема загрузки от приложенной нагрузки (не зависящее от числа отжимов) представить в виде:

АУ=Уе, ш\ (12)

то выражение для определения количества нефти, вытекшей при первом отжиме, можно записать как: .,..-,-

Таким образом, при отжиме сорбента внутри фильтра количество отжатой нефти зависит от объема загрузки, степени ее деформации и лио-филыюсти сорбента, которая влияет на соотношение нефти и воды в отжатой смеси.

Если эффективности однократного отжима оказывается недостаточно, то производится повторный отжим. Для этого освободившиеся от жидкости поры заполняются промывной водой, объем которой Упрам должен соответствовать суммарному объему пор, освободившихся от жидкости при первом отжиме:

Кром = V + V =4К= Уе, м3. П4У

прим. г отж 1 отж] ' У 1 V

При втором отжиме вода, заполнившая поры, будет вытекать, увлекая за собой частицы нефти. Второй и последующие отжимы производятся по механизму, аналогичному первому отжиму, с тем же усилием.

В общем случае при многократном отжиме сорбента количество отжатой нефти будет определяться по выражению:

с = (15)

у=1 ;=1

где у" - ' суммарное количество нефти, удаленное из сор-

рег бента во время регенерации, м3;

5" ~ ср>/р) - доля нефти в вытекшей жидкости при у'-м отжиме, зависящая от приложенной нагрузки. Характеристики е и я" не зависят от размеров фильтра, а только

лишь от упругих и лиофильных свойств сорбента, и являются функциями отжимного усилия р.

В работе были получены зависимости е =/(р) и ^ * = <р/р)\

„ „тах £ = £

С _Р_\ 1-е р°

(16)

где е - максимально возможная степень деформации загрузки без разрушения; р0 - постоянная процесса отжима по нагрузке, характеризующая процесс деформации, кПа,

1-е

(17)

где «тах - максимальная доля нефти в отжатой жидкости при /-м

/

л

отжиме;

- коэффициент, характеризующий скорость изменения доли нефти в отжимаемой жидкости приу'-м отжиме, кПа. Адекватность полученных зависимостей была подтверждена экспериментально.

С учетом зависимостей (7), (15) - (17), а также выражения для определения объема загрузки сорбента в фильтре:

Г =

Рнаб

-, М

(18)

формула для определения коэффициента регенерации примет вид: Р„

Крег =

а!,РнаЬ

Г 1 т та* ( ■ рЛ

1-е 1-е " ■ 100%- (19)

V

Кроме коэффициента регенерации качество процесса регенерации характеризуется количеством времени, затраченным на его осуществление. Продолжительность процесса регенерации трег для т отжимов и т-1 промывок определяется суммарным временем протекания каждой стадии:

я-1

*рег Тотж . + ¿Г Тпром , С,

(20)

где

отж ]

Т

пром у т

5>.

м

т-1

отж ]

>1

пром j

пром {

;=1 м

- продолжительностьу'-го отжима, с;

- продолжительность j-VL промывки, с;

- суммарная продолжительность т отжимов, с;

- суммарная продолжительность т-1 промывок, с.

Если считать, что истечение происходит по всей площади сечения фильтра, то жидкость будет вытекать с той же линейной скоростью, с которой будет двигаться поршень. Поэтому продолжительность стадии от-

жима зависит от скорости изменения объема и при равномерной скорости движения поршня будет равна:

= ЛН = Не

тж - -> С,

(21)

где \>„ - скорость движения поршня, м/с.

Продолжительность промывки зависит от ее интенсивности и количества промывной воды:

1 пром

— Кухш_ — £

~~П¥ IV '

(22)

где

пром

- объем промывной воды, равный количеству жидкости, отжатой при первом отжиме, м3;

- площадь сечения фильтра, м2;

- интенсивность промывки, м3/ м2-с.

Считая, что каждый отжим производится с одной и той же скоростью, а каждая промывка с одинаковой интенсивностью, выражение для определения продолжительности регенерации можно записать в виде:

IV

Не , лНе

Трег = ГП-+ (/72 — 1)-, С.

V„ ИГ

(23)

А общее математическое описание процесса регенерации будет иметь

вид: Г

1рег

= Не"

1-е

V

( Л

т т-1

— + -

Ури = Уе'

/

_гЛ 1-е Л V . у

Т'Г

У=1

1-е "

,м

(24)

К„

адршб

1-е "

\ У

г о ^

I''

у-1

1-е

юо%-

Для практического использования полученного математического описания было выполнено экспериментальное определение постоянных процесса регенерации: етах, р0, я"™** , рР и минимально необходимого числа

отжимов (т = 2) для некоторых сорбентов. Оценены также необходимые усилия отжима при регенерации.

Четвертая глава посвящена разработке принципиальной схемы и методики проектирования судовых проточных сорбционных аппаратов для разделения высококонцентрированной ВНС в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды при ЛЭРН.

Для обеспечения требуемой производительности и уменьшения габаритных размеров аппарат для разделения ВНС целесообразно проектировать из нескольких фильтров, соединенных параллельно. Причем, с целью уменьшения общего числа фильтров, их включение в работу и отключение на регенерацию должно осуществляться последовательно, через некоторый интервал времени Ах.

Основной элемент аппарата для разделения ВНС - сорбционный фильтр - работает по принципу «губки», которая впитывает нефть во время фильтрации и отдает ее при отжиме. Поскольку входная концентрация нефти и скорость фильтрации смеси в условиях ЛЭРН высоки, то, как показали экспериментальные исследования, фильтроцикл такого аппарата будет измеряться не в сутках, и не в часах, как у обычных фильтров, а в минутах. Поэтому его можно назвать «короткоцикловым».

Принципиальная схема короткоциклового аппарата для разделения ВНС в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды приве-

Рис. 4. Схема аппарата для разделения ВНС в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды при ЛЭРН: 1 - скиммер; 2 - гибкий шланг; 3 - вакуумметр;

4 - вакуум-баллон; 5 - аппарат для разделения ВНС; 6 - кран трехходовой; 7 - фильтры для разделения водонефтяной смеси; 8 - анализатор содержания нефти; 9 - емкость временного накопления чистой воды; 10 - насос; 11 - емкость для сбора нефти; 12 - клапан невозвратный запорный

Аппарат работает следующим образом.

Подача ВНС в аппарат 5 осуществляется непосредственно из вакуум-баллона 4. Смесь направляется в те из фильтров 7, которые находятся в данный момент в режиме сорбции. В них происходит задержание нефти и отделение чистой воды. Из фильтров 7 очищенная вода поступает в емкость промывной воды 9 и на анализатор содержания нефти 8. Из емкости 9 часть воды насосом 10 подается на регенерацию фильтров. Отжатая нефть с остатками воды удаляется в цистерну сбора нефти 11.

На основе разработанной математической модели работы коротко-циклового сорбционного фильтра создана методика проектирования проточного аппарата для разделения высококонцентрированной ВНС в составе судовой системы сбора нефти при ЛЭРН. Схема методики представлена на рис. 5.

Рис. 5. Методика проектирования аппарата для разделения ВНС в составе судовой системы ЛЭРН

Методика использовалась для разработки принципиальной схемы судового аппарата разделения ВНС на бункеровщике проекта Р-135 при оснащении его судовым комплектом по борьбе с разливами нефти, в соответствии с Руководством Р.026-2008 Российского Речного Регистра.

В заключении приведены общие выводы по работе:

- проведен анализ состояния проблемы разделения ВНС при ликвидации эксплуатационных разливов на ВВП и выявлено, что существующий в настоящее время способ накопления ВНС на судне неэффективен;

- анализ методик проектирования аппаратов для разделения ВНС показал, что существующие методики не позволяют проектировать такие судовые аппараты с приемлемыми габаритами для разделения в них воды и нефти с большими концентрациями нефти без использования длительного отстоя;

- исследовано изменение динамической нефтеемкости после многократной регенерации некоторых синтетических материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов. Кроме того, показано, что нефтеемкость синтетических сорбентов существенно зависит от плотности их набивки в аппарате. Экспериментально определены оптимальные плотности набивки типовых сорбентов;

- выполнен натурный эксперимент по определению коэффициента защитного действия фильтра для разделения ВНС и получена математическая модель работы судового сорбционного фильтра для разделения высококонцентрированной ВНС;

- создана математическая модель процесса регенерации сорбента внутри фильтра методом отжима;

- исследованы особенности процесса регенерации синтетических сорбентов отжимом внутри фильтра и определены параметры регенерации некоторых сорбентов;

- разработана методика определения основных характеристик проточного сорбционного аппарата для разделения ВНС на судне при ликвидации эксплуатационных разливов нефти;

- методика использовалась для разработки принципиальной схемы судового аппарата разделения ВНС на бункеровщике проекта Р-135 при оснащении его судовым комплектом по борьбе с разливами нефти, в соответствии с Руководством Р.026-2008 Российского Речного Регистра.

Оснащение судна аппаратом для разделения ВНС в составе судовой системы сбора нефти при ЛЭРН позволяет:

- минимизировать антропогенное воздействие на живую природу за счет отсутствия необходимости сжигания собранной с поверхности воды смеси сорбента с нефтью;

- сократить время операции ЛЭРН в несколько раз, что позволяет уменьшить испарение, растворение и другие виды воздействия нефти на окружающую среду.

Кроме того, это позволяет получить экономический эффект за счет:

- возврата разлитой нефти для дальнейшего использования;

- отсутствия расходов судовладельца на утилизацию или уничтожение собранных нефтяных отходов на береговых очистных сооружениях.

В перспективе возможно применение разработанных аппаратов на судах, использующихся для очистки акваторий портов от нефти.

В настоящее время готовятся две заявки на изобретения:

- судового устройства для разделения высококонцентрированной во-донефтяной смеси;

- способа регенерации сорбента внутри этого устройства.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Игонина, М.В. Экспериментальное исследование применения сорбента марки «ППУ-221» для очистки судовых нефтесодержащих вод / М.В. Игонина, C.B. Васькин, A.B. Якубов. //11-я нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: материалы докладов. - Н. Новгород: изд. Гладкова О. В. -2006. - 68 с.

2. Игонина, М.В. Экспериментальное исследование применения пенопо-лиуретанового сорбента для очистки судовых нефтесодержащих вод / М.В. Игонина, C.B. Васькин, A.B. Якубов, Л.А. Зотова // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. Вып.18. - 2006. - С. 123-126.

3. Игонина, М.В. Проблема разделения водонефтяной смеси, образующейся при ликвидации разливов нефти на внутренних водных путях / М.В. Игонина, B.JI. Этин // Развитие транспорта в регионах России: материалы Всероссийской научно-практической конференции. 5 марта 2007г. - Киров. - 2007. - С. 87-89.

4. Игонина, М.В. Фильтр для очистки нефтесодержащих вод на судах / М.В. Игонина // Материалы Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Новые технологии водного транспорта» - Н. Новгород: изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ». - 2007. - С. 44-45.

5. Игонина, М.В. Анализ программных средств моделирования сепараторов водонефтяной смеси / М.В. Игонина, C.B. Васькин // Международный-научно-промышленный форум «Великие реки - 2007». Труды конгресса. -Н. Новгород: Нижегород. гос. архит.-строит, ун-т. - 2007. - С. 159-160.

6.* Игонина, М.В. Математическое описание процесса регенерации синтетического сорбента в судовом аппарате для разделения водонефтяной смеси / М.В. Игонина, BJL Этин // Приволжский научный журнал. - 2008, №4. -С. 164-170.

7.* Игонина, М.В. Разделение водонефтяной смеси при ликвидации эксплуатационных разливов нефти с судов / М.В. Игонина, В.Л. Этин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2008, №2. - С. 304-306.

Примечание: работы, отмеченные «*», опубликованы в ведущих рецензируемых журналах из перечня ВАК.

Формат 60><84 '/2о. Гарнитура «Тайме». Ризография. Усл. печ. л. 1,3. Уч.-изд. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ 292.

Издательеко-полиграфический комплекс ФГОУ ВПО «ВГАВТ»

603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Игонина, Мария Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ (ЛЭРН) С СУДОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА СОРБЦИИ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ВОДОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ В СУДОВОМ ПРОТОЧНОМ СОРБЦИОННОМ АППАРАТЕ.

2.1 Математическое описание процесса сорбции.

2.2 Экспериментальные исследования динамической нефтеемкости различных синтетических сорбентов.

2.2.1 Исследование влияния плотности набивки сорбентов на динамическую нефтеемкость.

2.2.2 Исследование влияния на динамическую нефтеемкость циклического режима «сорбция-регенерация отжимом».

2.3 Экспериментальное исследование коэффициента защитного действия сорбционного фильтра при разделении концентрированной водонефтяной смеси.

2.3.1 Обоснование метода исследования и выбор функции цели.

2.3.2 Выбор факторов для проведения эксперимента и обоснование интервалов их варьирования в процессе эксперимента.

2.3.3 Разработка испытательного стенда.

2.3.4 Планирование и проведение эксперимента.

2.3.5 Обработка эксперимента и анализ полученных результатов.

2.4 Математическая модель разделения концентрированной водонефтяной смеси на синтетических сорбентах при ЛЭРН.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА РЕГЕНЕРАЦИИ СОРБЕНТА В ПРОТОЧНОМ СОРБЦИОННОМ АППАРАТЕ.

3.1 Анализ и выбор способа регенерации сорбента в проточном сорбционном аппарате.

3.2 Математическое описание процесса регенерации судового сорбционного фильтра для разделения водонефтяной смеси.

3.3 Экспериментальное исследование характеристик процесса отжима различных сорбентов.

3.3.1 Экспериментальное определение постоянных процесса отжима для различных сорбентов.

3.3.2 Определение необходимых усилий на поршень при отжиме сорбентов в фильтре.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУДОВЫХ ПРОТОЧНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ВОДОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ ПРИ ЛЭРН.

4.1 Разработка принципиальной схемы и основных конструктивных элементов судового проточного сорбционного аппарата для разделения водонефтяной смеси.

4.1.1 Математическая модель работы судового сорбционного фильтра для разделения водонефтяной смеси.

4.1.2 Разработка принципиальной схемы судового аппарата для разделения водонефтяной смеси в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды.

4.2 Методика определения основных характеристик и размеров сорбционного фильтра.

4.3 Использование методики определения основных характеристик аппарата для разделения водонефтяной смеси при оснащении бункеровщика проекта Р-135 комплектом по борьбе с разливами нефти.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разделение водонефтяной смеси при ликвидации разливов нефти в результате эксплуатационных происшествий с судами на внутренних водных путях"

В настоящее время по внутренним водным путям (ВВП) России осуществляется транспортировка, перегрузка и хранение более 30 млн. тонн нефти. Судовой ход проходит по рекам и водохранилищам, которые имеют рыбохозяйственное значение и являются источниками водоснабжения населения многих жилых поселков и городов.

Операции с нефтепродуктами относятся к тем областям человеческой деятельности, где наибольшее внимание уделяется безопасности (в том числе экологической) проводимых работ. Но даже новейшие технологии не в состоянии полностью исключить утечки и аварии с разливами нефти при перевозке, перегрузке и хранении нефтепродуктов и нефтеотходов.

Поэтому Правительством Российской Федерации (РФ) уделяется большое внимание проблемам предупреждения и ликвидации разливов нефти, в том числе и на ВВП (Постановления Правительства №613 от 21.08. 2000г., №240 от 15.04.2002г., № 794 от 30.12.2003г., №490 от 13.08.2006г.).

По статистике на внутренних водных путях до 80% случаев разливов нефти* с судов и других объектов водного транспорта не превышают 10 тонн. Такие разливы, согласно «Положению по расследованию, классификации и учету транспортных происшествий на внутренних водных путях РФ» (утв. Приказом Минтранса №221 от 29.12.2003г), классифицируются как «эксплуатационные происшествия» и могут быть устранены силами экипажа. В предлагаемой работе эти разливы в соответствии с терминологией, принятой в международной практике [38], названы «эксплуатационными разливами». Около 90% таких разливов происходит с нефтепродуктами, представляющими собой судовое дизельное и моторное топливо с плотностью до 890 кг/м3. согласно терминологии, принятой в международной практике, "нефть" означает нефть в любой форме, включая сырую нефть, жидкое топливо, отстой, нефтяные остатки и очищенные продукты [39].

В настоящее время технология ликвидации эксплуатационного разлива нефти силами экипажа подразумевает локализацию пятна боновыми ограждениями, нанесение сорбента в зону разлива и сбор насыщенного нефтью сорбента [67]. Однако эта технология имеет ряд недостатков и в наиболее часто встречающихся гидрометеорологических условиях малоэффективна. Существует масса трудностей, связанных с подачей сорбента на пятно и последующим его сбором. Как показывает практика, в ветреную погоду невозможно нанести сорбент равномерно на пятно, а волнение и течение не позволяют полностью его собрать, что практически сводит к нулю эффективность данного метода на ВВП в условиях быстрых течений [103].

Альтернативой данному способу ликвидации эксплуатационных разливов нефти является использование высокопроизводительных нефтесборных устройств и прием собираемой водонефтяной смеси (ВНС) на борт судна, с которого произошла утечка. В процессе сбора объем возникающей водонефтяной смеси в несколько (до 10) раз превышает объем пролитой нефти. Поэтому на судах, где вероятность эксплуатационного разлива достаточно высока, для применения этого способа требуется установка дополнительных емкостей в корпусе судна. Однако размещение таких цистерн на небольших речных судах, используемых, например, в качестве бункеровщиков, просто невозможно, так как приводит к существенному снижению грузоподъемности судна (до 30%) и связанным с этим экономическим потерям.

Выходом из данной ситуации может служить разделение водонефтяной смеси непосредственно на судне в момент ее сбора с поверхности водоема и одновременным сбросом очищенной воды за борт, а выделенной нефти в менее емкую сборную цистерну на судне.

Проблеме разделения ВНС на судах различными способами, в основном для очистки нефтесодержащих вод (НВ), и созданию соответствующих судовых аппаратов для этой цели посвящены работы большого числа отечественных и зарубежных ученых и специалистов:

И.А.Тува, В. А. Бараца, А. Л.- Баранова, А. Г. Севастьянова, Ю.М.Брусельницкого, А. И. Боровского, В. JL Этина, А. С. Курникова, С.В.Васькина, А. А. Курочкина, В. И. Решняка, J. Hupka, S. Nenkova, S. Jelev и др. [9, 12, 13, 17,36,71,86,94, 109, 112, 113].

Однако использование существующих судовых сепараторов нефтесодержащих подсланевых вод для разделения водонефтяной смеси, образующейся в условиях ликвидации эксплуатационных разливов нефти (ЛЭРН) малоэффективно, так как они имеют большие габариты или низкую производительность из-за применения сложной многоступенчатой технологии, предназначенной для разделения многокомпонентной по составу и низкоконцентрированной по нефти подсланевой водонефтяной смеси.

Таким образом, эффективное применение современной экологически безопасной технологии ЛЭРН тормозится отсутствием приемлемых способов и аппаратов разделения на судне собранной ВНС, состоящей из относительно чистой забортной воды и большого количества однородной по составу нефти. Поэтому исследования в этом направлении являются актуальными.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые исследованы и определены параметры процесса динамической сорбции на синтетических сорбентах высококонцентрированной водонефтяной смеси, возникающей при ликвидации эксплуатационных разливов нефти. Кроме того, показано, что нефтеемкость синтетических сорбентов существенно зависит от плотности их набивки в аппарате. Экспериментально определены оптимальные плотности набивки некоторых сорбентов;

- впервые создано математическое описание процесса регенерации сорбента внутри фильтра методом отжима. Исследованы и определены параметры процесса регенерации;

- создана математическая модель работы судового сорбционного фильтра для разделения водонефтяной смеси, собранной с поверхности воды.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. разработана принципиальная схема сорбционного аппарата для разделения ВНС в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды;

2. разработана методика определения основных характеристик судового аппарата для разделения водонефтяной смеси при выполнении работ по ЛЭРН;

3. методика использовалась для разработки принципиальной схемы судового аппарата разделения ВНС на бункеровщиках проекта Р-135 при оснащении их судовым комплектом по борьбе с разливами нефти в соответствии с Руководством Р.026-2008 Российского Речного Регистра по заданию ООО «Нижегород-Бункер» (письмо №39 от 4.05.08.) и ООО «ТНП-Бункер» (письмо №142 от 23.04.08.);

4. результаты исследований использованы в учебном процессе для постановки лабораторных работ по сорбции нефти и изучению сорбционных свойств синтетических материалов.

Объект исследования. Объектом исследований является судовая система сбора нефти с поверхности воды при ЛЭРН.

Предмет исследования. Предметом исследований являются процессы сорбции нефти на синтетических сорбентах и их регенерации отжимом. Методы исследования.

При подготовке экспериментов и обработке экспериментальных данных применялись методы статистического анализа, привлекался аппарат математической теории планирования эксперимента. Определение остаточного содержания нефтепродуктов в экспериментах по определению коэффициента защитного действия сорбционного проточного аппарата производилось по методике ПНД Ф 14.1:2.116-97 «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС» [62].

Все теоретические, экспериментальные и расчетные исследования, результаты которых приведены в диссертационной работе, выполнены автором самостоятельно или при его непосредственном участии.

Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на XI Нижегородской сессии молодых ученых (Н. Новгород, 2006г), Всероссийской научно-практической конференции «Развитие транспорта в регионах России: проблемы и перспективы» (Киров, 2007); Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Новые технологии водного транспорта» (Н. Новгород, 2007), Международном научно-практическом форуме «Великие реки» (Н. Новгород, 2007).

Основные результаты диссертационной работы представлены в 7 публикациях.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 124 страницы машинописного текста, в том числе 18 таблиц, 44 рисунка. Список литературы состоит из 124 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Игонина, Мария Валерьевна

Основные результаты исследований:

1. проведен анализ состояния проблемы разделения ВНС при ликвидации эксплуатационных разливов на ВВП и выявлено, что существующий в настоящее время способ накопления ВНС на судне при ЛЭРН неэффективен;

2. анализ методик проектирования аппаратов для разделения ВНС показал, что существующие методики не позволяют проектировать такие судовые аппараты для разделения высококонцентрированной водонефтяной смеси без использования отстоя;

3. исследовано изменение динамической нефтеемкости после многократной регенерации некоторых синтетических материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов. Кроме того, доказано, что нефтеемкость синтетических сорбентов существенно зависит от плотности их набивки в аппарате. Экспериментально определены максимальные нефтеемкости и соответствующие им плотности набивки типовых сорбентов;

4. создана математическая модель процесса регенерации сорбента внутри фильтра методом отжима;

5. выполнен натурный эксперимент по определению коэффициента защитного действия фильтра для разделения ВНС и получена математическая модель работы проточного сорбционного аппарата;

6. исследованы особенности процесса регенерации синтетических сорбентов отжимом внутри фильтра и предложены оптимальные параметры регенерации;

7. разработана методика определения основных характеристик проточного сорбционного аппарата для разделения ВНС на судне при ликвидации эксплуатационных разливов;

8. методика использовалась для разработки принципиальной схемы судового аппарата разделения ВНС на бункеровщиках проекта Р-135 при оснащении их судовыми комплектами по борьбе с разливами нефти, в соответствии с Руководством Р.026-2008 Российского Речного Регистра по заданию ООО «Нижегород-Бункер» (письмо №39 от 4.05.08.) и ООО «ТНП-Бункер» (письмо №142 от 23.04.08.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В диссертации рассмотрена актуальная проблема разделения водонефтяной смеси, образующейся при сборе нефти с поверхности воды при эксплуатационных происшествиях.

Предложенные схема аппарата для разделения ВНС в составе судовой системы сбора нефти с поверхности воды и методика его проектирования позволят упразднить существующую в настоящее время технологию накопления водонефтяной смеси при ЛЭРН и транспортировки ее к месту разделения. Кроме того, предложенная схема позволит устранить существенную часть затрат, связанных, с ликвидацией разлива.

Для некоторых сортов нефти, при слишком больших концентрациях ее в смеси с целью повышения качества очистки воды возможна установка дополнительной фильтрующей ступени. Кроме того, для повышения сорбционной емкости сорбента и увеличения фильтроцикла возможно дальнейшее совершенствование способа регенерации (промывка горячей водой, увеличение числа отжимов).

В перспективе возможно использование полученных результатов для проектирования судов - сборщиков нефти, в том числе морских. Оборудование этих судов предложенными системами для разделения водонефтяной смеси позволит существенно повысить производительность этих судов, уменьшить водоизмещение и снизить строительную стоимость.

В настоящее время готовится заявка на получение патента на устройство для разделения высококонцентрированной водонефтяной смеси на судах и способ регенерации сорбента внутри этого устройства.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Игонина, Мария Валерьевна, Нижний Новгород

1. Адсорбция органических веществ из воды/А. М. Когановский, Н. А. Клименко, Т. М. Левченко, Й. Г. Рода. - Л.: Химия, 1990. - 256с.

2. Алгале, А.А.С. Сорбционные и биологические методы ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций при обращении с нефтепродуктами: Дисс. .к.т.н.: 05.26.02 / Алгале Анвар Абдулрахман Салем. С.-Пб., 2004. - 145с.

3. Алферьев, М. Я. Гидромеханика / М. Я. Алферьев. М.: «Речной транспорт», 1961. — 328с.

4. Андреев, А. К. Характеристики коалесцирующих элементов для очистки судовых нефтесодержащих вод: Автореф. дисс. . к.т.н.: 05.08.05 / А. К. Андреев. Владивосток: ДНИИМФ, 2002. - 29с.

5. Арене, В.Ж., Нефтяные загрязнения: как решить проблему / В.Ж. Арене, О.М. Гридин, А.Л. Яшин // Экология и промышленность России, сентябрь,1999.-е. 8-11.

6. Афонин, А. Влияние водорастворимых компонентов нефтепродуктов на водные экосистемы / А. Афонин, В. Кутугин, О. Пипин // Сб. «VII Юношеские чтения им. Вернадского. Естественные науки». Москва,2000. С. 839-843.

7. Бажан, П.И. Основы научных исследований на водном транспорте: учебное пособие для студентов институтов водного транспорта / П.И. Бажан, Б.И. Вайсблат, И.И. Трянин. Горький: Волго-Вятское кн.изд-во. 1990.-319с.

8. Балов, С.С. Промышленная технология очистки нефтемасло-содержащих стоков с использованием ППУ / С.С. Балов, Л.А. Зотова, И.В. Наянова // Пенополиуретан. Сентябрь 2000, №3. - с.8 — 9.

9. Барац, В.А. Охрана труда на судах и предприятиях водного транспорта. Учебник для вузов водн. трансп. 2-е изд. / В. А. Барац, Ю.Г. Артюхин, Г.Д. Изак. М.: Транспорт, 1985. - 248с.

10. Бельков, В.М. Кинетика разделения эмульсии в тонком слое волокнистого материала / В.М. Бельков, В.А. Любименко // Коллоидный журнал. 1993. Т. 55. №6. с.З - 9.

11. Бордунов, В.В. Очистка воды от нефти и нефтепродуктов / В.В. Бордунов, С.В. Бордунов, В.В. Леоненко // Экология и промышленность России. — Август, 2005. -с. 8-11.

12. Боровский, А. И. Защита внутренних водных путей от загрязнения / А.И. Боровский, В.Г. Гришин, Н.Д. Черкасов. -М.: Трансп., 1981.—128с.

13. Брусельницкий, Ю.М. Судовые устройства очистки трюмно-балластных вод от нефтепродуктов. — Л.: Судостроение, 1966. — 201с.

14. Бугай, Н.Г. Деформация нетканых волокнистых материалов из стеклянных и базальтовых волокон при циклических нагрузках / Н.Г. Бугай // Гидромеханика, № 52. с. 74 77.

15. Будов, В.М. Судовые насосы: Справочник / В. М. Будов. Л.: Судостроение, 1988. - 432 с.

16. Быков, В.Т. Структура и адсорбционные свойства природных сорбентов /

17. B.Т. Быков. -М.: Наука, 1975. 88с.

18. Васькин, С.В. Процессы и аппараты очистки сточных вод. Монография /

19. C.В. Васькин. -Н. Новгород: ВГАВТ, 2006. 256с.

20. Веселов, Ю.С. Водоочистное оборудование: Конструирование и использование / Ю.С. Веселов, И.С. Лавров, Н.И. Рукобратский. Л.: Машиностроение, 1985.— 232с.

21. Веселов, Ю.С. Об оптимизации типоразмерных рядов оборудования судовых систем водоснабжения / Ю.С. Веселов, Б.Д. Малый, Ю.И. Рейнов. Л.: Судостроение, 1984. - 420с.

22. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость: Пер. с англ., 2 изд./ С. Грег, К. Синг. М.: «Мир», 1984. - 306с.

23. Девисилов, В.А. Гидродинамические вибрационные фильтры для регенерации отработанных масел и нефтепродуктов / В.А. Девисилов, И.А. Мягков//Экология и промышленность России, июль 2005. с.4-7.

24. Дубинин, М. М. "Изв. АН СССР. Сер. хим.", 1981, № 1. с. 9-23.

25. Иванов, А. Изучение нефтяного сорбента / А. Иванов, И. Самойленко // Сб. «Юные исследователи российской науке и технике». — Томск, ТПУ, 2001.-С.З8-40.

26. Калиниченко, А.Б. Эффективность очистки льяльных вод в коалесцирующих деэмульгаторах и разработка методики ее экспресс-оценки: Автореф. дисс. к.т.н.: 05.08.05 «СЭУ» / А.Б. Калиниченко. -Владивосток: ДНИИМФ, 2006. -23с. .

27. Кельцев, Н.В. Основы сорбционной техники / В.Н. Кельцев. М.: Химия, 1984.-591с.

28. Кичигин, В. И. Моделирование процессов очистки воды: Учеб. Пособие / В.И. Кичигин. М.: изд-во АСВ, 2003. - 230с.

29. Когановский, А. М. Физико-химические основы извлечения поверхностно-активных веществ из водных растворов и сточных вод / A.M. Когановский, Н.А. Клименко. К.: Наукова думка, 1978. - 173 с.

30. Коновалов, А.Н. Задачи фильтрации многофазной несжимаемой жидкости /А.Н. Коновалов. -Новосиб.: Наука. Сиб. отд-е, 1998.— 166с.

31. Кормак, Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами. Пер. с англ / Д. Кормак. М.: Транспорт, - 1989 -365с.

32. Кремер, Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов / Н.Ш. Кремер. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 543с.

33. Курников, А.С. Концепция повышения экологической безопасности судна / А.С. Курников. Н. Новгород: ВГАВТ, 2002. - 80с.

34. Левченко, В.Ф. Электромагнитная технология обработки воды в процессах водоподготовки / В.Ф. Левченко, Л.А. Тарелин // Промышленная технология.-1999. №6. - с. 39 - 42.

35. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 г., измененная протоколом 1978 г. к ней. МАРПОЛ 73/78: в Зх кн. СПб.: ЦНИИМФ, 2000. - 669 с.

36. Международная конвенция по обеспечению готовности на случай загрязнения нефтью, борьбе с ним и сотрудничеству (Лондон, 30 ноября 1990 года). Международное публичное право: Сборник документов. Т.2. -М.: БЕК, 1996. с. 185 - 193.

37. Монгайт, И. Л. Методы очистки сточных вод / И. Л. Монгайт, И. Д. Родзиллер. М.:Гостоптехиздат, 1958. - 250с.

38. Назаров, В. Д. Опыт эксплуатации судовой установки для очистки нефтесодержащих вод / В. Д. Назаров, М. В. Назаров, С. М. Большаков, Ю. Н. Насыров//Экология и промышленность России, апрель 2008г. с.23 -25.

39. Нигматулин, Р. И. Динамика многофазных сред: в 2-х ч. / Р.И. Нигматулин. -М.: Наука, 1987. ч.1 464с., ч.2 - 359с.43 .Нунупаров, С. М. Грузовые и специальные системы танкеров / С.М. Нунупаров, Т.Н. Бегагоен. М.: Транспорт, 1969. — 127с.

40. Нунупаров, С. М. Предотвращение загрязнения моря нефтью / С.М. Нунупаров. -М.: Транспорт, 1971, - 167с.

41. Нунупаров, С.М. Предотвращение загрязнения моря с судов / С.М. Нунупаров. М.: Транспорт, - 1985, - 287с.

42. Нунупаров С. М. Предотвращение загрязнения моря судами / С.М. Нунупаров. -М.: Транспорт, 1979, - 336 с.

43. Орлов В. О. Технологические исследования контактных пенополистирольных фильтров / В.О. Орлов // Химия и технология воды, 1982, №2, с. 173- 175.

44. Основы теории упругости, пластичности и ползучести: Учебное пособие/ И. А. Волков, С. Н. Гирин, Ю. Г. Коротких. Н. Новгород: ВГАВТ, 2003. - 227с.

45. Очистка сточных вод: Обзор составлен на основе отчетов НИР и диссертаций, поступивших в ВНТИЦ в 1977г. / Науч. Ред. Яковлев С. В., Ласков Ю. М. М.: 1979. - 120с.

46. Патент RU №2002117027 Способ очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов. Опубл. 20.12.2003. МПК: Е02В 15/04, C02F 1/28, B01J 20/00.

47. Патент № 2202519РФ по Кл. C02F1/28. Способ очистки жидкостей от маслонефтепродуктов/ М. А. Яблокова, С. И. Петров// заявл. 20.07.2001; опубл. 20.04.2003. бюл. №11.

48. Патент RU 2258112, Россия, МПК Е02 В15/06 Нефтесборное боновое заграждение : /Этин В. JL, Рубанов Е. К., Беспалов Г. И., Морозов Г. И.; Волжская государственная академия водного транспорта № 2003133682/03; заявл. 18.11.2003; опубл. 10.08.2005, Бюл. №22

49. Патент SU 1386577А1 по Кл. C02F 1/40, B01D 23/24. Напорный фильтр для очистки нефтесодержащих сточных вод. Опубл. 07.04.88. Бюл. №13.

50. Патент SU №1646104 Способ регенерации сорбентов и устройство для его осуществления. Опубл. 27.05.2000. МПК: B01J 47/10, B01J 49/00.

51. Патент SU 1399958 Установка для регенерации сорбентов. Опубл. 20.12.1996. МПК: B01J 47/02.

52. Паус, К.Ф. Очистка воды от органических токсикантов / К.Ф. Паус, B.C. Печерская // Экология и промышленность России. Январь, 2001. - с. 13 -14.

53. Пашаян, А. А. Проблемы очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения /А.А. Пашаян, А.В. Нестеров // Экология и промышленность России. Май, 2008. - с. 32 - 35.

54. Петер, X. Алберс. Разливы нефти и живые организмы.: электрон, ресурс.// www.ecoleague.ru

55. Плющенко, Г. Промокашка из отходов / Г. Плющенко // Красное знамя. -30 апреля 1997 г., №115-116.

56. ПНД Ф 14.1:2.116-97 «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС». М.: ГУАК Минприроды РФ, 1995. - 8с.

57. Позднышев, Г.Н. Стабилизация и разрушение эмульсий / Г.Н. Позднышев. М.: Недра, 1982. - 222 с.

58. Положение по расследованию, классификации и учету транспортных происшествий на внутренних водных путях РФ: Утв. Приказом №221 от 29.12.2003г. электрон, ресурс. // КонсультантПлюс. Законодательство.

59. Постановление Правительства РФ от 21 августа 2000 г. N 613 "О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов". электрон, ресурс. // КонсультантПлюс. Законодательство.

60. Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2002 г. N 240 "О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации". — электронный ресурс. // КонсультантПлюс. Законодательство.

61. Правила предотвращения загрязнения внутренних водных путей сточными и нефтесодержащими водами с судов ПР-152-002-95. -М.:1995. -26 с.

62. Правила экологической безопасности для судов внутреннего и смешанного плавания. РРР. М.: МГАВТ, 2000. - 52с.

63. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное издание/ С. А. Айвазян, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1983. - 471с.

64. Проскуряков, В.А. Очистка нефтепродуктов и нефтесодержащих вод электрообработкой / В.А. Проскуряков, О.В. Смирнов. СПб.: Химия, 1992.-112с.

65. Решняк, В. И. Глубокая очистка воды при эксплуатации энергетических установок речных судов. Автореф. .дисс. к.т.н.: 05.08.05- «СЭУ» / В.И. Решняк. JL: 1985. - 25с.

66. Роев, Г. А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды: Учеб. пособие / Г. А. Роев. М.: Недра, 1993. - 287с.73 .Руководство по работе теплотехнических лабораторий пароходств МРФ. -JL: «Транспорт», 1978. -279 с.

67. Руководство по разработке судовых планов чрезвычайных мер по борьбе с загрязнением нефтью = Guidelines for the Development of Shipboard Oil Pollution Emergency Plans СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2001. - 76 с.

68. Руководство Р.026-2008. Требования к конструкции и оборудованию судов для борьбы с разливами нефти. Утв. Приказом РРР №09/а-п от 15.02.2008г. введено в действие с 20.03.2008г. - М.:РРР, 2008. - 18с.

69. Румянцев В.А., Драбкова В.Г., Кондратьев С.А. Проблемы и пути восстановления умирающих озер. Сб. «Вода и экология», №2, 2000. С.70-74.

70. Садеков, М.Х. Математическое моделирование потоков жидкости в смесительном устройстве / М.Х. Садеков, О.П. Шураев // Межвузовский тематический сборник научных трудов. Выпуск 273. часть 1. Н. Новгород: изд-во ВГАВТ, 1996. с. 141 - 148.

71. СанПиН 2.5.2-703-98. «Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания» (утв. Постановлением Главного гос. санит. врача РФ от 30.04.1998г. №16): Эл. ресурс.//Система ГАРАНТ.

72. Семанов, Г. Н. Разливы нефти в море и обеспечение готовности к реагированию на них / Г.Н. Семанов //журнал-каталог «Транспортная безопасность и технологии» №2. электрон, ресурс.: www.securpress.ru

73. Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды. JL: Химия, 1982. - 168с.

74. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Утв.ГК СССР по делам строительства 27.07.84. взамен СНиП 11-31-74; срок введ.01.01.85. -М.: ГУПЦПП, 2001. 128с.

75. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения: строительные нормы и правила/ Утв. ГК СССР по делам строительства 21.05.85. Взамен СНиП 11-32-74; срок введ. 01.01.86. - М.: ГУП ЦПП, 2001.-72с.

76. Создание судовой станции для очистки и обеззараживания сточных вод крупных пассажирских судов смешанного плавания. Отчет по НИР- Тема764732/ Руководитель темы А. Г. Севастьянов. Горький: ГИИВТ, 1978. -44с.

77. Сорбенты и сорбционные процессы. Сборник научных трудов/ Под ред. Федорова Н. Ф. Л.: ЛТИ, 1990. - 185с.

78. Справочник по очистке природных и сточных вод/ Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мельдер Х.А., Репин Б.Н. М.: Высшая школа, 1994. - 336с.

79. Стахов, Е. А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов / Е.А. Стахов Л.: Недра, 1983. -263с.

80. Тарасевич, Ю. И. Природные сорбенты в процессах очистки воды / Ю.И. Тарасевич. К.: Наукова думка, 1981. - 208с.

81. Тез. докл. Всеросс. науч.-практ. конф.: Реновация: отходы — технологии -доходы, Уфа, 26-28 мая 2004. Уфа: изд. ИП ВЕРКО, 2004. - с. 206.

82. Тимофеев, Д. П. Кинетика адсорбции / Д.П. Тимофеев. М.: изд-во АН СССР, 1962.-252с.93 .Торочешников, Н. С. Кинетика и динамика физической адсорбции / Н.С. Трорчешников, Н.В. Кельцев, Ю.И. Шумянский. М.: Наука, 1973. - 220с.

83. Тув, И. А. Судовые технические средства предотвращения загрязнения водоемов нефтепродуктами / И.А. Тув. М.: «Транспорт», 1976. - 128с.

84. Тув, И. А. Судовые технические средства предотвращения загрязнения водоемов нефтепродуктами / И.А. Тув. М.: «Транспорт», 1976. - 128с.

85. Ухин Б. В., Мельников Ю. Ф. Инженерная гидравлика. Учебное пособие / Под редакцией Б. В. Ухина М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2007. - 344с.

86. Феклистов, В. Н. Исследование пенных сорбентов, применяемых для очистки территорий и акваторий от нефтяных загрязнений / В.Н. Феклистов, Б.У. Мелиев// Водные ресурсы, 1996, том 23, №6, с.713-715.

87. Фильтр непрерывного действия с плавающей загрузкой. Информационный листок № 05 78. Серия 09 - 19. - М.: Черметинформация, 1978. - 1с.

88. Финаев, И.В. Исследование возможности увеличения производительности скорых песчаных фильтров за счет повышения скорости фильтрования. Автореф.дисс.к.т.н. / И.В. Финаев Горький: Горьковский инженерно-строительный институт им. В. П. Чкалова, 1954. - 20с.

89. Хейфец, JI. И. Многофазные процессы в пористых средах / Л.И. Хейфец, А.В. Неймарк. М.: Химия, 1982. - 319с.

90. Чебан, Е. Ю. Оценка эффективности бонового скиммера со встроенным эжектором// Материалы научно-промышленного форума «Великие реки» /Тезисы докладов Н. Новгород: изд-во ГОУ ВПО НГАСУ, 2004. - с. 462-463.

91. Чебан, Е. Ю. Совершенствование судовых средств локализации и ликвидации разливов нефти на внутренних водных путях. Дисс.к.т.н.: 03.00.16 / Е.Ю. Чебан. Н. Новгород - 2005. - 145с.

92. Шандыба, А. Б. К расчету промывки дисперсных материалов / А.Б. Шандыба, И.А. Вайнштейн // Гидромеханика, №57. с. 72-76.

93. Шатов, А. А. Математическая модель фильтрации эмульсии в волокнистых материалах / А.А. Шатов, В.А. Любименко, В.М. Бельков // Коллоидный журнал. 1992. Т.54. № 5. с. 175 - 181.

94. Юб.Шеметов, А. В. Использование сорбентов волокнистой структуры для извлечения нефтехимических продуктов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н.:02.00.13 / А.В. Шеметов. Уфа - 2002. -24с.

95. Шустов, Ю. Б. Определение оптимального содержания воды и угла опережения подачи топлива двигателя 6ЧРН 32/48 / Ю.Б. Шустов, М.Х.

96. Садеков // Сборник научных трудов. Выпуск 231. Горький: изд-во ГИИВТ, 1988.-с. 97- 104.

97. Этин, В. J1. Обеспечение экологической безопасности судов и промышленных предприятий / B.JI. Этин. Н. Новгород: ВГАВТ, 2003. -287с.

98. Ю.Яблокова, М. А. Комплексная технология очистки сточных вод от масл©нефтепродуктов / М.А. Яблокова, С. И. Петров // Химическая промышленность, т.80, №11, 2003. с. 54-59.

99. Dukhin, A. Evolution of water-in-oil emulsion controlled by droplet-bulk ion exchange. Acoustic, electroacoustic, conductivity and image analysis / A. Dukhin, P. Goetz. электрон, ресурс.: wvAv.dispersion.com

100. J. Hupka The application of waste synthetic fibres to remove oil spills from water surfaces / Jan Hupka, Stanislaw Midlarczyk // Oceanologia, 1979, No 11, pp. 139-153.

101. Nenkova, S. Fibrous-wood sorbent for eliminating oil pollution / S. Nenkova, R. Garvanska, S. Jelev // AUTEX Research Journal, vol. 4, No 3, September, 2004.

102. Petroleum in the Marine Environment. National Academy of Sciences, Washington, D.C., 1975. 583p.

103. Schramm L.L., editor. Emulsions Fundamentals and Applications in the Petroleum Industry. Washington DC: American Chemical Society, 1992.-312p.

104. Sjoblom J, editor. Encyclopedic Handbook of Emulsion Technology. New York: Marcel Dekker, Inc, 2001. - 321p.

105. Suggested Test Protocol for the Evaluation of Oil Spill Skimmers for the OCS Final. Test Protocol 14-35-30551 / Prepared by: Chapman Inc., Atlantic

106. Highlands, NJ. электрон, ресурс.: www.ohmsett.com/Test Videos/MMS Test Protocol Skimmers.pdf

107. Wall, G.C. "J. Coll. Interface Sci." / G.C. Wall, R.J.C. Brown, 1981, v. 82, № l,p. 141-49.

108. W0/2007/145947 High Back Pressure Filter for Removing Non-Water Component (s) From Water, and Methodology. Publ. 21.12.2007. IPC: BO ID 24/00, C02F 1/00.

109. W0/2007/145946 Low Back Pressure Water Filter, and Methodology/ Publ. 21.12.2007. IPC: B0ID 29/00, C02F 1/00.

110. W0/2007/145944 Water Filter Apparatus and Methodology. Publ. 21.12.2007. IPC: B0ID 39/00, C02F 1/00.

111. W0/2007/066826 Oil/Water Separation Filter and Oil/Water Separator. Publ. 14.06.2007. IPC: B01D 17/04, D01H 1/42.

112. W0/2006/087575 Improved Oil/Water Separator. Publ. 24.08.2006. IPC: B01D 17/04, B01D 39/16, C02F 1/40, E03F 5/16.

113. W0/2006/086384 Apparatus for Separation of Water from Oil-Based Drilling Fluid and Advanced Water Treatment. Publ. 17.08.2006. IPC: C02F 1/24.J