專利名稱：一種高效清除海洋溢油的處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種可用于清除海洋溢油的工藝。
背景技術(shù)：
目前，處理海洋溢油污染的主要方法有物理法、化學(xué)法、生物法和焚燒法。物理法主要包括在溢油水域布設(shè)圍油欄防止溢油擴(kuò)散，并組織清污船舶作業(yè)采取撇油器等機(jī)械回收、吸油氈等吸附材料吸附等一些物理方法將溢油清除。布設(shè)圍油欄也可以結(jié)合焚燒法進(jìn)行處理。化學(xué)處理法主要是向水中噴灑消油劑、集油劑和固化劑等化學(xué)藥劑，將溢油分散或固體化后再進(jìn)行處理。生物法主要是利用微生物的降解作用來清除溢油，包括添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和投加菌種兩種方式。 然而，這些方式均存在一定的局限性，例如布設(shè)圍油欄和機(jī)械回收法可以回收海上一定厚度的浮油，但費(fèi)用較高，經(jīng)常由于天氣和海洋水動(dòng)力條件的影響而不能很好地發(fā)揮作用，而且清除溢油也不夠徹底。對(duì)于吸附法，目前常用的合成有機(jī)吸附材料，成本高，吸油后回收處理困難，難以降解，處理不當(dāng)易造成二次污染；一些天然有機(jī)和無機(jī)礦物吸油材料來源較廣，但吸油率相對(duì)較低、操作控制難度較大。焚燒法受天氣和海洋水動(dòng)力條件的影響，并且會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染。對(duì)于化學(xué)法，集油劑和固化劑價(jià)格昂貴、作用期短，而且仍需輔以機(jī)械回收的手段；化學(xué)消油劑通常對(duì)海洋生物具有一定毒性，對(duì)環(huán)境有二次污染。一般來說，生物修復(fù)較適合于低濃度的溢油污染，但是修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，修復(fù)效果受復(fù)雜的海洋動(dòng)力條件的影響較大，而且采用基因工程培育的高效基因工程菌，可能會(huì)對(duì)環(huán)境帶來不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效清除海洋溢油的處理工藝，該工藝成本低，處理效果好，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高效清除海洋溢油的處理工藝，包括以下步驟(I)將取自大沽河入海口處淤泥質(zhì)沙灘的沉積物風(fēng)干、過篩，得到粒徑不大于35. 5 μ m的顆粒物；(2)進(jìn)行分選操作，得到分選粒徑為6 10 μ m的顆粒物；(3)將適量的顆粒物與海水混合，配制成200 1000mg/L的顆粒物溶液，裝罐儲(chǔ)存；(4)根據(jù)海水中的溢油量，選擇濃度合適的顆粒物溶液，將顆粒物溶液噴淋到溢油表層，通過清污船舶的螺旋槳進(jìn)行攪拌，直至溢油清除完畢。優(yōu)選的是，步驟(I)所述的沉積物中有機(jī)質(zhì)的含量為8 10g/kg，密度為2. 5
3.Og/cm3 ;所述步驟(2)分選后的顆粒物中有機(jī)質(zhì)的含量為50 60g/kg。優(yōu)選的是，步驟(2)所述的分選操作包括如下步驟①將取自膠州灣海域的海水用0. 45 μ m微孔濾膜過濾，得到過濾海水；
②在圓柱形反應(yīng)器適當(dāng)?shù)母叨葮?biāo)注為H，并在圓柱形反應(yīng)器底部適當(dāng)?shù)母叨葮?biāo)注為h ;將風(fēng)干過篩后得到的粒徑不大于35. 5μπι的顆粒物與適量的過濾海水在圓柱形反應(yīng)器中混合均勻，配成10g/L的海水溶液，并開始計(jì)時(shí)；③由公式(I)計(jì)算得到ΙΟμπι和6μπι的顆粒物沉降到圓柱形反應(yīng)器底部所需要的時(shí)間h和t2 ；
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\fip 一 Pl ) gdp式中μ為液體的動(dòng)力黏度(g · CnT1 · s-1)，P P為顆粒物的密度(g · cm_3)，P l為液體的密度(g · cm_3)，g為重力加速度(cm · s_2)，dP為顆粒物的直徑(cm)，H為顆粒物的沉降高度(cm)，t為顆粒物的沉降時(shí)間(s)。·④計(jì)時(shí)達(dá)到&時(shí)，將h以上的溶液吸取出來；將吸取的溶液轉(zhuǎn)移至同樣大小的另外一個(gè)圓柱形反應(yīng)器中，混合均勻，再次計(jì)時(shí)達(dá)到t2時(shí)，將h以上的溶液吸取出來，剩余的即為富集目標(biāo)顆粒物的溶液；⑤對(duì)目標(biāo)顆粒物溶液進(jìn)行抽濾、乙醇洗滌和烘干，得到干燥的顆粒物；⑥將干燥的顆粒物進(jìn)行研磨，直至捻在手里無粗糙感，即得到目標(biāo)顆粒物。優(yōu)選的是，所述步驟⑤包括先通過抽濾裝置減少水分，再將顆粒物混合在乙醇溶液里，在150 300轉(zhuǎn)/分鐘的速度下振蕩20 40分鐘后，將顆粒物的乙醇溶液倒入普通研缽中，在60 90°C的溫度條件下烘干30 50分鐘，將研缽轉(zhuǎn)移到真空干燥器中，抽真空干燥3-5分鐘。(一)不同粒徑的顆粒物材料溢油清除效率的研究分選后得到粒徑在43-53 μ m, 35. 5-43 μ m, 20-35. 5 μ m, 10-20 μ m, 6-10 μ m,3-6 μ m,以及< 3 μ m范圍的沉積物顆粒材料；將適量的顆粒物與250ml海水配制成200mg/L的顆粒物溶液，裝入500mL具塞錐形瓶中，再加入50mg原油；將具塞錐形瓶在15°C恒溫振蕩6小時(shí)，靜置12小時(shí)，分離得到顆粒物樣品和液相。對(duì)顆粒物樣品和液相多次萃取，并檢測(cè)得到處理后的油品含量，計(jì)算得到顆粒物結(jié)合的原油量。根據(jù)初始加入油量換算得到溢油清除效率。不同粒徑范圍的顆粒物材料對(duì)原油清除效率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖I所示，目標(biāo)顆粒物材料即粒徑范圍在6-10 μ m的顆粒物材料對(duì)原油的清除效率為61. 4-72. 3 %，結(jié)合原油量715-846mg油/g顆粒物,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他粒徑范圍的顆粒物。( 二)不同粒徑顆粒物材料沉降時(shí)間確定方法對(duì)于35. 5μπι以下的顆粒物粒徑分選采用的是液體重力沉淀分選法，主要是根據(jù)不同大小的顆粒物在重力作用下，在液體中的沉降速度各不相同這一原理。顆粒物在液體中作等速自然沉降時(shí)所具有的速度，稱為沉降速度，其大小可以用斯托克斯定律(式(2))表不。Vt=iElZfil§i(2)
18//式中vt為顆粒物的沉降速度，cm · s—1 ; μ為液體的動(dòng)力黏度(g · cnT1 · s-1)，P P為顆粒物的密度(g · cnT3)，P L為液體的密度(g · cnT3)，g為重力加速度(cm · s_2)，dP為顆粒物的直徑(cm)。由式⑵推導(dǎo)得出式(3)。
權(quán)利要求
1.一種高效清除海洋溢油的處理工藝，其特征在于，包括以下步驟 (I)將取自大沽河入?？谔幱倌噘|(zhì)沙灘的沉積物風(fēng)干、過篩，得到粒徑不大于35. 5 μ m的顆粒物；(2)進(jìn)行分選操作，得到分選粒徑為6 10 μ m的顆粒物； (3)將適量的顆粒物與海水混合，配制成200 1000mg/L的顆粒物溶液，裝罐儲(chǔ)存； (4)根據(jù)海水中的溢油量，選擇濃度合適的顆粒物溶液，將顆粒物溶液噴淋到溢油表層，通過清污船舶的螺旋槳進(jìn)行攪拌，直至溢油清除完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效清除海洋溢油的處理工藝，其特征在于步驟(I)所述的沉積物中有機(jī)質(zhì)的含量為8 10g/kg，密度為2. 5 3. Og/cm3 ;步驟(2)所述分選后的顆粒物中有機(jī)質(zhì)的含量為50 60g/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效清除海洋溢油的處理工藝，其特征在于步驟(2)所述的分選操作包括如下步驟 ①將取自膠州灣海域的海水用O.45 μ m微孔濾膜過濾，得到過濾海水； ②在圓柱形反應(yīng)器適當(dāng)?shù)母叨葮?biāo)注為H，并在圓柱形反應(yīng)器底部適當(dāng)?shù)母叨葮?biāo)注為h;將風(fēng)干過篩后得到的粒徑不大于35. 5μπι的顆粒物與適量的過濾海水在圓柱形反應(yīng)器中混合均勻，配成10g/L的海水溶液，并開始計(jì)時(shí)； ③由公式(I)計(jì)算得到ΙΟμπι和6μπι的顆粒物沉降到圓柱形反應(yīng)器底部所需要的時(shí)間A和t2 ；式中μ為液體的動(dòng)力黏度(g · CnT1 · S-1)，P P為顆粒物的密度(g · cm_3)，P L為液體的密度(g · CnT3)，g為重力加速度(cm · s_2)，dP為顆粒物的直徑(cm)，H為顆粒物的沉降高度(cm)，t為顆粒物的沉降時(shí)間(s)。
④計(jì)時(shí)達(dá)到h時(shí)，將h以上的溶液吸取出來；將吸取的溶液轉(zhuǎn)移至同樣大小的另外一個(gè)圓柱形反應(yīng)器中，混合均勻，再次計(jì)時(shí)達(dá)到&時(shí)，將h以上的溶液吸取出來，剩余的即為富集目標(biāo)顆粒物的溶液； ⑤對(duì)目標(biāo)顆粒物溶液進(jìn)行抽濾、乙醇洗滌和烘干，得到干燥的顆粒物將干燥的顆粒物進(jìn)行研磨，直至捻在手里無粗糙感，即得到目標(biāo)顆粒物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效清除海洋溢油的處理工藝，其特征在于所述步驟⑤包括先通過抽濾裝置減少水分，再將顆粒物混合在乙醇溶液里，在150 300轉(zhuǎn)/分鐘的速度下振蕩20分鐘，然后將顆粒物的乙醇溶液倒入普通研缽中，在60 90°C的溫度條件下烘干30 50分鐘，將研缽轉(zhuǎn)移到真空干燥器中，抽真空干燥3-5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高效清除海洋溢油的處理工藝，包括以下步驟(1)將取自大沽河入?？谔幱倌噘|(zhì)沙灘的沉積物風(fēng)干、過篩，得到粒徑不大于35.5μm的顆粒物；(2)進(jìn)行分選操作，得到分選粒徑為6～10μm的顆粒物；(3)將適量的顆粒物與海水混合，配制成200～1000mg/L的顆粒物溶液，裝罐儲(chǔ)存；(4)根據(jù)海水中的溢油量，選擇濃度合適的顆粒物溶液，將顆粒物溶液噴淋到溢油表層，通過清污船舶的螺旋槳進(jìn)行攪拌，直至溢油清除完畢。本發(fā)明的有益效果(1)采用由天然沉積物制成的顆粒物清除海洋溢油，無毒無污染，使用后對(duì)原有生態(tài)體系的干擾?。?2)對(duì)于低濃度溢油也具有很高的清除效率；(3)顆粒物來源充分，使用后不需要回收處理，成本低。
文檔編號(hào)E02B15/04GK102912775SQ201210275058
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者孫娟, 趙東風(fēng), 趙朝成, 劉建波, 張?jiān)撇? 劉芳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)