ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ПРИ ВИХРЕВОМ МЕТОДЕ ОЧИСТКИ
Суздорф Феликс Витальевич
Научный руководитель Семке Андрей Иванович
МОУ СОШ № 11 г.Ейска МО Ейский район Краснодарский край
Азовское море еще недавно было самым рыбопродуктивным среди морей Мирового океана, здесь в середине 30-х годов прошлого века реально вылавливали более 300 тыс. т рыбы – 85 кг с каждого гектара акватории в год. За последние 15 лет уловы сократились в десятки раз.
В результате действия нефтепереливного терминала опасность разлива нефтепродуктов стала очевидной. В этих условиях необходимы эффективные методы очистки водной поверхности от углеводородов. Мы разработали новый метод очистки водной поверхности от нефтепродуктов, основанный на создании вихревого потока. Особенность этого метода заключается в том, что после очистки водной поверхности возможно использование углеводородов, полученных в сточных водах.
С поверхности воды наиболее эффективным способом удаления нефти является способ центробежного воздействия. При вихревом методе очистки основой является поверхностный слой нефти, который распределяется на поверхности воды. При определенных частотах вращения вала нефть удаляется от центра и может удаляться в отстойники, из которых затем может использоваться для переработки. Таким образом, этот метод очистки водной поверхности позволяет наиболее эффективно очищать поверхность, не вредить окружающей среде, а нефть в дальнейшем использовать для переработки. При некоторых частотах обращения вала вода начинает перемешиваться с нефтью и е удаление с поверхности воды становится невозможным.
Загрязнение моря нефтепродуктами, пестицидами и другими веществами вызвало цепь неблагоприятных экологических последствий, включая резкое снижение уловов российскими рыбаками.
Гипотеза исследований: степень очистки водной поверхности при загрязнении нефтепродуктами зависит от частоты вращения центрифуги
Объект исследования: водная поверхность загрязненная нефтепродуктами
Предмет исследования: качество очистки водной поверхности от нефтепродуктов
Цель исследования: определить оптимальную частоту вращения центрифуги, при которой степень очистки водной поверхности от углеводородов будет оптимальной
Задачи исследования: 1. Создать установку, с помощью которой можно удалять углеводороды с поверхности воды.
2. Определить степень очистки воды от нефтепродуктов при вихревом методе очистки различными способами
3. Определить оптимальную частоту вращения барабана центрифуги, при которой степень очистки будет максимальной
Методы исследования
В работе использованы теоретические и экспериментальные исследования, статистические методы обработки материалов. Для определения качества воды и степени ее очистки путем определения контролируемых показателей были выбраны из числа органолептических – прозрачность, запах, цветность; из гидрохимических: перманганатная окисляемость.Оценку степени чистоты водной поверхности оценивали интерфереционным способом и химическим способом с помощью перманганата калия (перманганатная окисляемость воды, метод Кубеля).
Мы исследовали зависимость частоты обращения от электрических составляющих двигателя и чистоты очистки воды от нефтепродуктов. Для проведения экспериментов мы использовали сырую нефть из скважин ЯНАО, керосин, бензин марки АИ-92, А-98.
Мы провели исследования по концентрации нефтепродуктов при вихревом методе очистки водной поверхности. Для этого мы изменяли частоту вращения вала и отслеживали степень очистки водной поверхности различными способами. Так, при частотах от 0 до 0,5 Гц нефть (бензин, керосин) образовывали вокруг вала концентрические окружности, но поверхность при этом была затянута загрязняющей пленкой. С увеличением частоты от 0,5 до 1 Гц нефтяная пленка смещалась от центра к периферии и при частотах от 1 до 1,2 Гц полностью концентрировалась у внешней стороны барабана. При частотах более 1,2 Гц нефть начинала перемешиваться с водой, и удаление ее с поверхности становилось проблематичным.
В ходе проведенного исследования мы наблюдали, что при изменении частоты вращения барабана центрифуги изменялась концентрация нефти. Так, при частоте вращения 0,1 об/с частота очистки равнялась 20%, при увеличении частоты до 0,5 об/с, чистота очистки составляла 50%. При частоте обращения барабана 0,8 об/с нефть полностью концентрируется около барабана, что приводит к полной очистки воды.
При нашем методе очистки нефти мы получили значение перманганатной окисляемости 4 мгО2/дм3. К слову, предельно допустимое значение перманганатной окисляемости — 4 мгО2/л на Украине и 5 мгО2/л в России. Таким образом, при данном методе очистки качество воды соответствует российским нормам.
Таким образом, вихревой метод метод позволяет полностью очитить водную поверхность от углеводородов. Данный метод позволяет удаленную с поверхности нефть, после отстаивания применять в производстве или дальнейшей переработке.