NO177558B - Fiberbasert absorpsjonsmiddel for oppsamling av væskeformige forurensninger - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et fiberbasert absorpsjonsmiddel for oppsamling av væskeformige forurensninger, som angitt i den innledende del av patentkrav 1.

Bakgrunn

Det eksisterer i dag en lang rekke absorpsjonsmidler til bruk for oppsamling av eksempelvis oljesøl til havs og på strender. Én type absorpsjonsmiddel som har blitt brukt er ubehandlet treflis eller trefiber, som i forbindelse med søl fordeles ut på overflata av væskesølet som skal samles opp. Problemet med trefiber er imidlertid den store brannfaren som følger med selve absorpsjonsmidlet. Et annet problem kan i mange tilfeller være absorpsjonsmidlets relativt store flyteevne, slik at absorbenten ofte blir liggende oppå mediet som skal absorberes, og ikke trenger tilstrekkelig ned i dette. Forsøk har dessuten vist at et rent fiberbasert absorpsjonsmiddel ikke er tilstrekkelig effektivt ved oppsamling av oljesøl på gulvflater og liknende.

EP patentsøknad 417 911 beskriver bruk av dehydrert gips til oppsamling av oljesøl. Dette absorpsjonsmidlet har imidlertid affinitet overfor forholdsvis langdkjedete hydrokarboner (se side 5, linje 3-4), og vil være lite egnet for absorpsjon av polare substanser. Produktet ifølge denne EP-publikasjonen savner følgelig den fleksibilitet som ønskes for slike midler.

NO patentskrift 153 565 beskriver en framgangsmåte for oppsamling av miljøskadelige substanser ved bruk av gips halvhydrat i a-form. Bruk av additiver, slik som torv, sagflis eller kullstøv er også omtalt. Dette absorpsjonsmidlet er imidlertid oleofilt og er følgelig primært egnet til oppsamling av oljeforurensninger. I henhold til side 5, fra linje 35 går det fram at gips + torv er egnet til bruk på forurensinger dominert av olje (oleofile), mens ren gips-halvhydrat er egnet til bruk på generelt hydrofile medier. Det primære formål med additivene synes imidlertid å være oppnåelse av bedre forbrenningsegenskaper for brukt absorbent. Produktet synes på grunn av sin flyteevne å være ubrukbart på oljeforurensninger i høy sjø, se f.eks. 3 avsnitt samt siste hele avsnitt på side 9. Patentskriftet gir heller ingen beskrivelse av hvordan de foreslåtte additivene fysisk er forbundet med gipsen, men med utgangspunkt i den manglende fleksibilitet med hensyn til absorpsjon av såvel oleofile som hydrofile medier, må en anta at additivene ikke foreligger dispergert i en relativt sett kontinuerlig fase av uorganisk bindemiddel, som det foreliggende

absorpsjonsmidlet.

US 4 537 877 beskriver en blanding for absorpsjon av oljeforurensninger. Absorpsjonsmidlet omfatter minst 50 vekt% hydrofobe cellulosefibre og 30 til 50 vekt% uorganisk fyllmateriale, der bl.a. CaC03 og talk er nevnt I kontrast til dette anvender den foreliggende oppfinnelsen fortrinnsvis fibre fra oljefattige tresorter, evt. fra andre fiberkilder, dvs. et fibermateriale som er relativt hydrofilt sammenliknet med de ovennevnte hydrofobe cellulosefibrene. Absorpsjonsmidlet ifølge dette US-skriftet er følgelig lite egnet til bruk på annet enn oleofile forurensninger, og savner den fleksibilitet som tilbys med det foreliggende absorpsjonsmidlet. Den primære hensikt med fyllmaterialet ifølge US-skriftet synes å være en økning i absorpsjonsmidlets densitet (se spalte 3, 1. hele avsnitt), for slik å lette fordeling/spredning av absorpsjonsmidlet på større flater, slik at absorpsjonsmidlets tendens til støving reduseres. Absorpsjonsmidlet ifølge dette US-skriftet oppviser dessuten lav densitet og vil flyte på f.eks. havflata, og er slik sett uegnet til bruk på oljesøl i grov sjø. Det vil dessuten vanskelig trenge ned i bulkformig væskesøl.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er å anvise et absorpsjonsmiddel med et bredt anvendelsesområde, et absorpsjonsmiddel som er lett å skaffe til veie, som er biodegraderbart, og som overvinner ulempene forbundet med bruk av ren trefiber.

Oppfinnelsen

De ovennevnte formål løses med et absorpsjonsmiddel kjenneteknet i den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige krav.

Absorpsjonsmidlet i henhold til oppfinnelsen omfatter diskontinuerlige fibre dispergert i en kontinuerlig fase av et uorganisk fyll- og bindemiddel.

Med flberholdig materiale menes her fortrinnsvis fibre fra oljefattig trevirke, slik som spon, flis, malte trefibre, papirfiber, og liknende. Eksempler på slike tresorter omfatter gran, ask og bjørk. Andre fiberholdige materialer kan imidlertid også anvendes, slik som strå, returpapir, sukkerrør-halm osv. Trefibre, særlig fra gran, er

imidlertid foretrukket på grunn av lett tilgjengelighet og lav pris.

Det foreliggende absorpsjonsmidlet omfatter 15 til 25 vekt% relativt fine diskontinuerlige fibre, regnet på basis av tørt fiber, og resten uorganisk fyll- og bindemiddel, slik som gips og kalk. Ved bruk av gips som uorganisk fyll- og bindemiddel, vil en økning i gipsandelen utover 85 vekt% gi hovedsakelig en ren fyUmasse-effekt da gips-dihydrat har liten sugeevne. En gunstig fiberstørrelse har vist seg å være 0.18 til 0.25 mm, henført til fibrenes diameter, hvorved det oppnås en optimal binding mellom det uorganiske fyll- og bindemidlet og fiber. Absorpsjonsmidlets frie vanninnhold kan typisk variere i området fra 0 til 5 vekt%, hvorved krystallvann fra det uorganiske fyll- og bindemidlet kommer i tillegg. Absorpsjonsmidlet foreligger typisk i partikkelform med en bred partikkel-størrelsesfordeling fra sponstørrelse til fint støv.

Uten ønske om å være bundet til noen spesiell teori, er det antatt at det uorganiske fyll- og bindemidlet etablerer en mekanisk binding til selve fibrene, slik at fibrenes poresystem åpnes og gjøres lettere tilgjengelig, noe som observeres ved at fibrene får en ruere konsistens i kombinasjon med det uorganiske fyll- og bindemidlet. På denne måten blir det skaffet til veie et større porevolum tilgjengelig for absorpsjon.

Absorpsjonsmidlet i henhold til oppfinnelsen oppviser dessuten både hydrofile og olefile egenskaper, slik at f.eks. både oljeforurensninger og polare væske-forurensninger kan absorberes, slik som syrer/baser, alkohol eller alkohol/vann-blandinger.

Anvendelsesområdet for det foreliggende absorpsjonsmidlet er mangfoldig, og kan f.eks. omfatte søl på verkstedgulv, smøregraver, utslipp ved tankbilhavari og liknende. Forsøk utført i forbindelse med den foreliggende oppfinnelsen med oljesøl på verkstedgulv viser at det foreliggende absorpsjonsmidlet praktisk talt ikke etterlater noen oljerester i det hele tatt, i motsetning til et rent fiberbasert absorpsjonsmiddel. Siden absorpsjonsmidlet i seg selv er biodegraderbart, vil deponering av brukt absorbent kun måtte følge de gjeldende bestemmelser for de absorberte forbindelsene.

Absorpsjonsmidlet kan også anvendes som "strø" for latriner/tørrklossetter samt i fjøs og kjæledyrkasser. En kombinasjon av kalsiumholdig gips og trefiber vil tilføre ekskrementene de nødvendige tilsetningsstoffer for omdannelse til mold.

Det foreliggende absorpsjonsmiddelets gode synkeevne kan med fordel utnyttes i forbindelse med oljesøl til havs. Tankskiphavari, som oftest skjer i dårlig vær, har vist at det er svært vanskelig å hindre oljeflak fra å drive på land og grise til nærliggende strandlinjer. Ved bruk av det foreliggende absorpsjonsmidlet vil derfor den absorberte oljen synke forholdsvis raskt til bunns og brytes ned der eller samles opp på et senere tidspunkt, slik at en i den grad det er mulig har kontroll over oljeutslippet. Dette alternativ bør i mange henseende være ansett som foretrukket framfor at oljen driver i land og griser til selve strandlinja, hvor en er henvist til mekanisk opprenskning og ofte bruk av kjemikalier for å løse oljen, eller at oljen ligger igjen og overlates til langsom naturlig nedbrytning. Absorpsjonsmidlet kan imidlertid også anvendes ved oljesøl på tilgrisete strender.

Eksempel 1

Dette eksemplet har til hensikt å illustrere absorpsjonsegenskapene ved absorpsjonsmidlet i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ved oppsamling av ulike typer petroleumsprodukter.

Absorpsjonsmidlet som ble brukt i dette eksemplet ble framskaffet i form av pulver med en bred partikkelstørrelsesfordeling, og besto av 85 vektdeler gips dihydrat, 15 vektdeler trefiber og omlag 1.6 vektdeler fri fuktighet, hvor trefibrene var diskontinuerlige med en diameter i størrelsesorden 0.2 mm. Trefibrene var jevnt fordelt i en hovedsakelig kontinuerlig gipsfase.

For å prøve absorpsjonsmidlets sugeevne på oljeprodukter med ulik viskositet, ble det framskaffet fire ulike oljetyper (A) til (D), som angitt i tabell 1 nedenfor.

I forsøk 1 til 4 ble olje (A) - (D) enkeltvis blandet i et begerglass med varierende mengde vann, hvoretter det foreliggende absorpsjonsmidlet i de angitte mengdene ble jevnt fordelt på blandingen. Etter at absorpsjonsmidlet hadde sunket til bunns i begerglasset, ble massen hensatt til avrenning i omlag 10 minutter. Resultatene fra disse forsøkene er gjengitt i tabell 2 nedenfor.

I alle forsøkene ovenfor, ble absorpsjonsmidlet i henhold til oppfinnelsen liggende oppå oljesjiktet inntil dette var absorbert, hvoretter absorpsjonsmidlet med den absorberte oljen etter noen minutter sank til bunns. Det var kun sporadiske oljeflekker på overflata. Uavhengig av petroleumproduktets viskositet, ser det ut til at absorpsjonsmidlets sugekapasitet utgjør omlag 50 vol% med hensyn til midlets egenvolum. I forsøk 3, 4 og 8 ble det dessuten foretatt målinger på mengde vann absorbert. Resultatene viser at det foreliggende absorpsjonsmidlet oppviser både oleofile og hydrofile egenskaper, - en egenskap som åpner for et bredt anvendelsesområde.

Eksempel 2

I forsøk 9 til 16 ble det foreliggende absorpsjonsmidlet, med samme spesifikasjoner som for eksempel 1 ovenfor, rørt grundig sammen med de ulike petroleumsproduktene i et begerglass, uten bruk av vann, hvorved oljen ble absorbert. Deretter ble eventuell uabsorbert olje tillatt å renne av i omlag 10 minutter og kvantifisert. Resultatene fra disse forsøkene er gjengitt i tabell 3 nedenfor.

Som det går fram av tabell 3 ovenfor, ble hovedsakelig all oljen absorbert. Da det foreliggende absorpsjonsmidlet ble tilført i overskudd, tilsvarer dette en absorpsjonsevne i området 30-50 vol%, et resultat som må sies å være svært tilfredsstillende.

I alle forsøkene oppviste absorpsjonsmidlet god retensjon, og selv i sunket tilstand holdt absorpsjonsmaterialet på de ulike oljetypene.

Claims (5)

1. Absorpsjonsmiddel for oppsamling av væskeformige forurensninger, slik som petroleumsprodukter, polare væsker eller væskeblandinger, ekskrementer, særlig til bruk ved oppsamling av petroleums-væsker fra eksempelvis verkstedgulv og strender, hvilket absorpsjonsmiddel omfatter fibermateriale kombinert med uorganisk fyll- og bindemateriale, karakterisert ved at fibermaterialet utgjør 15 til 25 vekt%, det uorganiske fyll- og bindematerialet 70 til 85 vektft, og fri fuktighet 0 til 5 vekt%, reknet på basis av absorpsjonsmidlets totalvekt, idet fibermaterialet foreligger i form av diskontinuerlige fibre dispergert i en kontinuerlig rase av det uorganiske fyll- og bindematerialet.

2. Absorpsjonsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at det uorganiske fyll- og bindematerialet omfatter gips.

3. Absorpsjonsmiddel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fibermaterialet omfatter trefiber fra oljefattig trevirke.

4. Absorpsjonsmiddel ifølge krav 3, karakterisert ved at trefibermaterialets diameter er 0.18-0.25 mm.

5. Absorpsjonsmiddel ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at fibrene omfatter gran.