Сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов
Как работают сорбенты
Сорбирующие соединения делятся по принципу действия на три типа:
-
Абсорбенты — вещества, которые впитывают другие вещества всей своей массой, образуя раствор.
-
Адсорбенты — собирают загрязнения на своей поверхности, не смешиваясь с ними.
-
Иониты — действуют через обмен ионов: катиониты обмениваются положительно заряженными частицами, а аниониты — отрицательно заряженными.
Активированный уголь — известный адсорбент, который используют для улучшения запаха питьевой воды и снижения её окисляемости.
Адсорбенты делятся на два типа:
Гидрофильные — поглощают жидкости, используются для удаления влаги из воздуха.
Гидрофобные — не впитывают воду, применяются для сбора загрязнений, таких как нефть, масла и жиры.
Силикагель относится к гидрофильным сорбентам. Производители товаров кладут его в упаковку, чтобы воздух внутри не был влажным
Виды сорбентов
По агрегатному состоянию:
- Жидкие сорбенты — растворы, которые взаимодействуют с загрязнениями.
-
Твёрдые сорбенты — делятся на гранулированные (включая порошок) и волокнистые. Волокнистые сорбенты похожи на вату, изготавливаются из синтетических полимерных волокон и применяются в фильтрах, боновых заграждениях, нефтепоглощающих матах, а также в респираторах и противогазах.
По происхождению:
-
Природные сорбенты — например, активированный уголь (из древесного угля). Они делятся на органические (солома, опилки, торф) и минеральные (глина, песок).
-
Искусственные сорбенты — такие как диоксид кремния, получаемый при нагреве кремния до 500 °C.
Диоксид кремния входит в состав препаратов от отравления
Сорбенты отличаются между собой не только по виду и происхождению, но и по двум важным показателям, которые нужно учитывать при выборе.
- Нефтеёмкость (сорбционная ёмкость) — количество нефти, которое сорбент способен впитать. Например, 1 грамм сорбента в сухом состоянии может впитывать до 50 грамм нефти. Если сорбент применяется в виде 1% раствора, 1 литр сорбента поглощает 1 литр нефти.
- Плавучесть — способность оставаться на поверхности воды в течение длительного времени без вторичного загрязнения водоёма.
Преимущество сорбентов — возможность регенерации
Регенерация — ключевое преимущество сорбентов по сравнению с другими очистными реагентами. Она позволяет восстанавливать их свойства для повторного использования. Существует несколько способов регенерации:
-
Химический — обработка жидкими или газообразными реагентами при температуре до 100 °C, которая приводит к выделению поглощённого вещества (десорбция).
-
Тепловой — нагрев паром или газом при температуре от 100 до 500 °C, что способствует конденсации сорбата.
-
Термический — нагрев электрическим током в специальных печах при температуре от 500 °C с разложением сорбата на летучие и конденсирующиеся продукты, которые затем дожигаются.
Очистка воды сорбентами и флокулянтами
Применение сорбентов при разливах нефти
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
-
Обработка поверхности сорбентом в виде раствора или пены.
-
Формирование полимерной плёнки на границе раздела воды и нефти.
-
Капсулирование загрязнений в микрокапсулы, которые образуют густую желеобразную массу.
-
Удаление желированного загрязнения специальными сетками и лопатами.
-
Утилизация отработанного сорбента с капсулированными нефтепродуктами.
Важно, что желированные нефтепродукты не прилипают к рыбе, растениям и береговым сооружениям, а также не воспламеняются — это снижает угрозу экосистеме.
Резюме
Сорбенты применяются для фильтрации воды, удаления эмульсий и сбора нефтепродуктов. Их разнообразие по видам и принципам действия позволяет использовать сорбенты в широком спектре задач — от фильтров и защитных полотен до жидких растворов для ликвидации аварийных разливов. Главное отличие сорбентов — возможность регенерации, что делает их устойчивым и экономически выгодным решением для повторного использования.
