CN103864178B - 一种快速清除水面油污的曝气吸附处理方法 - Google Patents

Abstract

一种快速清除水面油污的曝气吸附处理方法，其特征是在抛撒有颗粒或碎片状吸油材料的油污水面下20-30cm处设置曝气管，以压缩空气对水面进行曝气处理，曝气管装置在处理油污的母船上，吸油材料选自平均粒径2mm-10mm、含水率≤15%并经表面改性处理的锯末、花生壳、稻糠等。本发明采用底部曝气，水面翻腾方法使油污与不规则吸附材料快速接触、碰撞、吸附，油污清除速度快，残留物网围收集方便，可大规模应用在开放水域应急各类处理。

Description

一种快速清除水面油污的曝气吸附处理方法

一、技术领域

本发明涉及各种类型水面油污快速清除方法，具体地说是一种通过水下曝气、水面吸油材料吸附清除油污处理方法。

二、背景技术

中国是石油生产消费大国，2012年产原油约1.9亿吨，年进口原油超过2.7亿吨,石油需求与日俱增。每年我国海域发生严重船舶油污染事故超过30起。内陆江河、湖泊、水库、溪流等公共水域每年发生大小油污染事故超过千起。一吨油体可以覆盖1200公顷水面,1994年珠海一次600吨的漏油事件造成几百平方公里的污染，由于水体缺氧造成大量水产及野生动植物死亡！目前油污染成为三峡第一污染。

据统计：我国每年消耗动植物油脂在1,650万吨，油料加工使用过程中产生大量的废弃油脂总量百万吨以上。

石油开采、加工、贮运过程中产生大量的含油废水，仅炼油厂每年排放含油废水数十亿吨。

随着粗放经济快速发展，舰船军工炸药、、机械、化工、染料油漆涂料、医药农药制革、粮油食品餐饮等行业产生数量巨大含油废水。仅化工行业每年排放的含油性污水总量超过10亿吨。三十万艘船舶产生含油压舱污水近8亿吨，几十万个加油站、油库、输油管道存在不同程度漏油问题。

落后的生产方式和生活方式，造成生态环境日益恶化。环境问题引发的群体性事件以每年30%的速度上升，环境污染问题已经成为严重危害群众健康、影响社会稳定的重要因素。越来越频繁的环境突发事故和群体性事件表明，环境资源问题已不再是一个经济问题或战略问题，而上升为影响经济、制约社会、涉及政治的大问题。中央要求将主要污染物排放总量削减10%，作为“十二五”经济社会发展的约束性指标。完成这一约束性指标，也成为了国家生态环保战略序幕。

2005年11月松花江特大硝基苯污染事故，2010年7月大连原油泄漏事故等给生态造成的灾难警示我们，必须基于水安全是国家安全的立场，发展相关应急技术产品、常规治污产品、生态环境修复技术产品，最大限度降低、减少这类污染物对我们赖以生存生态系统的长久破坏。

目前，国内外处理油污方法主要采用物理吸附法、消油剂化学乳化法、微生物分解法。乳化法是利用化学分散剂将油类污染物大块分散成溶于水微粒到水体，暂时消除视觉污染，但污染物仍留存于水体中，二次污染严重。微生物法是目前正在试验的方法，处理速度慢，对于处置突发大规模涉油污染显得力不从心。物理吸附法是到目前为止处理含油废水的最常用、经济、环保方法之一，可以将水体中油类污染物移出并利用，残留在水体中的油污数量少，安全环保。但是，该方法因大片吸油材料与油污接触面小、接触时间短，使得吸附油污速度慢，尤其是利用吸油材料处置较薄油层油污效果很差，开发一种使用投加方便、处置效率高的油污清除材料和相关装置技术迫在眉睫！

三、发明内容

本发明旨在对清除水面油污的吸附法进行改进以快速清除水面油污，所要解决的技术问题是提高吸油速度和吸附效果。

本发明所述的改进首先是提高吸油材料的吸附速率以提高吸油速度，即通过对漂浮有油污和颗粒或碎片状吸油材料的水面进行曝气，产生沸腾效果，加速油污和吸油材料之间碰撞接触频次，从而使油污被快速吸附。所述的曝气就是在油污水面下20-30cm处设置曝气管以压缩空气进行曝气。显然该曝气管是装置在处理油污的母船上，并由母船提供压缩空气。

所述的吸油材料除常规的活性炭、吸油毡碎片外，还可使用廉价易得的吸油材料，如锯末、花生壳、稻糠等轻质多孔材料。为提高吸附效率，一方面要提高其比表面积；同时又要提高其表面的长期亲油憎水性能，即对其表面进行改性处理。

所述的锯末、花生壳、稻糠等颗粒平均粒径2mm-10mm，含水率≤15%。

所述的表面改性就是对上述吸油材料的表面依次用蓬松剂、硬挺剂和亲油剂进行处理。处理方法包括混合和干燥，首先吸油材料同蓬松剂溶液混合均匀后干燥，然后再同硬挺剂乳液混合均匀后干燥，最后同熔融的亲油剂混合均匀后冷却，以吸油材料的质量计，蓬松剂加入量为0.5-1.6%，硬挺剂为1.0-1.5%，亲油剂为8-10%。

所述的蓬松剂选自季铵盐类化合物，如十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵等。

所述的硬挺剂选自聚醋酸乙烯酯或聚丙烯酸酯等。

所述的亲油剂选自高熔点石蜡，如熔点80-85℃的白醋、81-87℃的矿蜡、83-91℃的巴西蜡等。

具体操作步骤如下：

1、首先，将膨松剂配制成浓度为8-10%的水溶液。在混合装置中加入需要改性处理的上述吸油材料。然后，边搅拌边喷加入需要剂量的蓬松剂溶液，不间断翻动、搅拌15-20分钟，拌合均匀后颗粒物等放入烘箱中，在80-83℃下烘干。

2、首先，将硬挺剂配制成浓度为10-12%乳液，在混合装置中，加入已经过膨松剂处理的吸油材料，然后，喷加入需要剂量的硬挺剂乳液，搅拌12-15分钟均匀后再放入烘箱中，在75-78℃下烘干。

3、将所需剂量的石蜡加入带加热、搅拌的功能混合器中，加热使石蜡融化，然后加入依次经膨松剂和硬挺剂处理过的吸油材料，混合15-20分钟，均匀后，颗粒物经风扇吹风冷却即可。

锯末、花生壳、稻糠等材料多孔、轻质，分散性好，比表面积大，但具有一定的亲水性。需要通过对以上材料进行表面改性使其具有蓬松、憎水亲油性，成为水面薄油层油污处置有力武器。

常规抛洒经过改性后的锯末、花生壳等吸油材料，因其与水下油污接触面小、相互碰撞几率小，使得材料吸油速度慢。为此，本发明创新提出采用水下曝气方法，使油污水面形成翻沸腾效果，促进迫使油污与吸油材料短时间内多次接触并被吸附，从而大幅度提高油污清除效率。颗粒状吸油材料分散性好，体积小，易于通过水下曝气，形成水体表面共“沸”现象。油污清除速度快，残留物网围收集方便，可大规模应用在开放水域应急各类处理。

四、具体实施方式

（一）吸油材料的表面改性处理

1、将0.5吨粒径2mm-10mm、含水率≤15%的多孔轻质颗粒吸油材料加入容积为2立方双螺旋锥形混合机，开动搅拌器，在15-20分钟内，加入浓度为8-10%的膨松剂溶液60-75千克，加完后再反复搅拌15-20分钟。搅拌均匀后，80-83℃气流干燥。

2、将上述0.5吨经过膨松剂处理的吸油材料放置在2立方双螺旋锥形混合机中。在12-18分钟内，加入50-60千克，浓度为10-12%的硬挺剂乳液，搅拌12-15分钟后，75-78℃气流干燥。

3、在自制、容积为2立方米带加热功能的卧式混合装置中加入40-50千克矿蜡，加热使矿蜡融化后将上述经过膨松剂、硬挺剂处理过的0.5吨吸附材料加入混合装置中，混合搅拌15-20分钟均匀后，经风扇吹风，冷却降温即成为表面改性的油污吸附材料。

（二）油污清除模拟处理实验

1.在开口、底部安置多组曝气管大容器中，注入海水150-200L，水面倾倒原油或矿物油1-2千克，使油层厚度约0.5-1cm。

2.在上述开口容器中，在水面上油污处抛洒0.2-0.4千克经过表面改性处理废弃稻糠、锯末等吸油材料。

3.打开曝气机，曝气混合时间10-20秒，使油污与吸油材料快速混合吸附，利用围网捞起、沥水收集吸附油污颗粒物，水面清洁目测无油污。

Claims (1)

1.一种快速清除水面油污的曝气吸附处理方法，其特征在于：在抛撒有颗粒状吸油材料的油污水面下20-30cm处设置曝气管，以压缩空气对水面进行曝气处理；所述的颗粒状吸油材料选自平均粒径2mm-10mm、含水率≤15％并经表面改性处理的锯末、花生壳、稻糠，所述的表面改性处理就是对锯末、花生壳、稻糠表面依次用蓬松剂，硬挺剂和亲油剂进行处理，以吸油材料的质量计，蓬松剂加入量为0.5-1.6％、硬挺剂加入量为1.0-1.5％、亲油剂加入量为8-10％；所述的蓬松剂选自季铵盐类化合物；所述的硬挺剂选自聚醋酸乙烯酯或聚丙烯酸酯；所述的亲油剂选自高熔点石蜡。