Подсланевые воды

Подсланевые воды по составу можно охарактеризовать как нефтесодержащие сточные воды. При этом нефть и нефтепродукты в этих водах могут находиться в различных состояниях, основными из которых являются следующие: свободная (пленочная) нефть, нестабилизированные дисперсии, стабилизированные дисперсии, молекулярно растворенная нефть, нефть, обволакивающая твердые частицы и т.д.

Кратко рассмотрим каждое из указанных состояний нефтепродуктов.

Свободная (пленочная) нефть представляет собой слой нефти, образующийся на поверхности воды при отстаивании вследствие разности плотностей воды и нефти. Всплывшая нефть является свободной нефтью, имеющей, в основном физические и химические свойства исходного нефтепродукта. Однако с течением времени эти свойства могут измениться из-за наличия таких явлений, как испарение летучих компонентов, окисление воздухом, растворение растворимых фракций, микробная активность, химическая реакция с веществами, содержащимися в воде.

Нестабилизированные дисперсии. Образуются в результате турбулентного перемешивания нефтесодержащей воды, которое приводит к дроблению и рассеиванию капелек нефтепродукта. В зависимости от интенсивности перемешивания получаются первичные и вторичные дисперсии.

Первичные дисперсии включают в себя капельки нефтепродукта с диаметром 1000¸10000 А. Они обычно термодинамически неустойчивы (капельки нефти с течением времени сливаются в более крупные, из-за наличия коагуляции и изотермической перегонки). Созданию первичной дисперсии в значительной степени способствует перекачивание нефтесодержащих вод насосами объемного типа, создающими давление более 0,3МПа. При этом, чем выше давление создаваемое насосом, тем больше его диспергирующая способность и, соответственно, тем меньше размер капель нефтепродукта. Кроме того, образованию дисперсий способствует перемешивание подсланевых вод в результате качки судна.

Для вторичных эмульсий характерен диаметр частиц нефти порядка 50¸60 А.. Эти дисперсии также термодинамически неустойчивы. Их образованию способствует повышенная турбулентность потока, качка судна и перекачивание подсланевых вод центробежными или вихревыми насосами. Концентрация нефти в таких дисперсиях колеблется в пределах 50¸1000 мг/л. В отличие от первичных дисперсий, вторичные более устойчивы, что объясняется действием межфазного поверхностного натяжения и поверхностного заряда частиц нефтепродукта.

Стабилизированные дисперсии возникают из нестабилизированных дисперсий при наличии в воде поверхностно - активных веществ (ПАВ), которые, снижая поверхностное натяжение на границе "вода-нефть", образуют защитную пленку вокруг частиц нефтепродукта, предотвращающую их слияние.

Стабилизации дисперсий способствует также уменьшение электрокинетического потенциала нефтяных частиц и повышение температуры нефтеводяной смеси.

Растворенная нефть. Растворимость нефти в воде зависит, в основном, от вида нефти и её молекулярной массы. В общем случае нефть плохо растворяется в воде. Молекулярно растворенная нефть - это нефть, образующая с водой истенный раствор, с размером частиц нефти не более 50 А. Концентрация нефтепродуктов в таком растворе не превышает 20 мг/л. Хотя вопрос растворимости нефти в воде не достаточно изучен, замечено, что растворимость нефти увеличивается при наличие в воде растворенного органического вещества и ПАВ. Поэтому смешивание подсланевой воды с хозяйственно-бытовой нецелесообразно, так как усложняет процесс её очистки.

Нефть, обволакивающая твердые включения. Твердые включения, находящиеся в воде, могут отстаиваться или быть нейтральными по плавучести. Эти частицы покрываются тонкой пленкой нефти. К твердым включениям могут быть отнесены: песок, глина, уголь, продукты коррозии, асфальтены, щелочно-земельные соли и т.д. Их концентрация в подсланевой воде определяется большим количеством факторов, которые нет смысла специально рассматривать.

Кроме рассмотренных состояний нефти в воде, существенное значение для очистки подсланевых вод имеют физико-химические характеристики нефтесодержащей воды и её компонентов, а именно: плотность, температура, величина рН, соленость, электропроводность и другие электрокинетические свойства.

Плотность подсланевой воды обычно составляет 1022¸1033 кг/м³, а нефтепродуктов, используемых на судах - 830¸950 кг/м³. Температура подсланевой воды колеблется в широких пределах и зависит от района плавания судна, температуры воздуха в машинном отделении и т.д. Значение рН обычно составляет рН=6¸7,6, то есть подсланевые воды имеют нейтральную или слабокислую реакцию, что является свидетельством наличия в нефтепродуктах органических кислот, которые совместно с серосодержащими соединениями могут способствовать некоторой стабильности системы "вода-нефть" за счет ионно-статического фактора.

Сравнительно невысокое значение поверхностного натяжения указывает на наличие в подсланевых водах ПАВ. Удельная электропроводность воды и компонентов нефтепродуктов .

Поиск по сайту: