海上溢油的回收及处理

海上溢油的回收及处理林　建　朱跃姿　蔡俊清　钟新华　(福州大学化工系　350002)
摘要:本文概述了海洋中石油污染的状况及处理海上溢油的主要方法。

介绍了各种不同的吸油剂。

对二种废塑料制备的吸油剂进行了初步的研究。

关键词:溢油处理剂　吸油剂　溢油
1、前言
随着石油工业和海上石油运输的发展,海洋的石油污染已充分引起了公众的重视。

石油作为全球性的污染物,正以大大超过其它污染物的量进入海洋。

据统计,全球每年生产的32亿t石油中,约有1/1000即320万t进入海洋环境。

通常1t石油可在海上形成覆盖12km2范围的油膜,由此形成的大面积油膜将阻隔正常的海气交换过程,使气候异常,影响了生物链的循环,从而破坏了海洋生态平衡,而且也浪费了宝贵的石油资源。

我国自1972年以来发生100t以上的溢油污染事故22起,总溢油量22kt,近年来海上溢油事故剧增,年均为500起。

在所有海洋石油污染中,有近50%与运输有关,而在此50%之中,约30%与泄漏事故有关,70%由常规操作引起。

我省地处东南沿海,海岸线曲线长度达3324km,相当于我国海岸线总长度的五分之一,海洋岛屿岸线长度也达2120km。

福建炼油化工公司系我省大型骨干企业,炼油能力达400万t,1996年2月份发生“安福”油轮溢油特大污染事故,严重污染了湄洲湾水域和滩涂,造成渔业、养殖业直接损失0128亿元。

因此,防止石油污染应引起各有关方面的重视。

目前处理海上溢油的主要方法:
(1)物理处理法
利用物理方法和机械装置,消除海面和海岸带的油污染是最有效的方法,但通常不大适用于乳化油的物理处理法。

大致分为围栏法和吸油法。

a1围栏法
石油泄漏到海面后,应首先用围栏将其围住,阻止其在海面扩散,然后再设法回收。

围栏应具有滞油性强、随波性好、抗风浪能力强、使用方便、坚韧耐用、易于维修、海生物不易附着等性能。

围栏既能防止溢油在水平方向上的扩散,又能防止原油凝结成焦油球,在海面垂直方向上的扩散,即在海上随波飘流。

b1吸油法
可使用亲油性的吸油材料,使溢油被粘在其表面而被吸附回收。

制作吸油材料的原料有高分子材料(聚乙烯、聚丙烯、聚酯等),无机材料(硅藻土、珍珠岩、浮石和膨润土等)和纤维(稻草、麦杆、木屑、草灰、芦苇等)。

(2)化学处理法
a1燃烧法
需采用各种助燃剂,使大量溢油能在短时间内燃烧完,无需复杂装置,处理费用低。

但是考虑到燃烧产物对海洋生物的生长和繁殖的影响,对附近船舶和海岸设施可能造成损害,而且燃烧时产生的浓烟也会污染大气,因此只能在离海岸相当远的公海才使用此法处理。

b1油处理剂
使用化学药剂清除油污、通过改变溢油的物理性质,使之易降解或回收。

回收厚度小于1mm的薄油膜、可直接使其乳化分散。

这种药剂主要成份为表面活性剂,使溢油在水面乳
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研究与探讨 福建能源开发与节约 2001年第1期
化形成o/w型乳状液,使溢油微粒易于与海水中的化学物质反应,易于被能降解石油烃的微生物所降解,最终转化成CO2和其它水溶性物质,加速了海洋对石油的净化过程。

油分散剂一般用量为溢油的1～20%,它使用方便,效果不受天气、海况所影响,是在恶劣条件下处理溢油的首选方法。

其次为凝油剂,它可使石油胶凝成粘稠物或坚硬的果冻状物。

其优点是毒性低,不受风浪影响,能有效防止油扩散。

对凝油剂的开发和应用,已引起各国的重视。

近年来,已陆续发表了大量的专利论文。

(3)生物处理法
某些天然存在于海洋或土壤中的微生物有较强的氧化分解石油的能力,可以利用微生物的这一特性来清除海上溢油。

美国科学家在墨西哥湾海底的沉积物中发现了许多依靠吞噬石油来维持生命的细菌。

美国亚特兰大大学发现某些酵母菌株天然存在于被石油污染的水中,其数量随油污染范围的扩大而增加,这表明它们是靠“吃”石油而繁殖的。

酵母菌比细菌等微生物对紫外线和海水的渗透压具有更强的抵抗力。

总之,在海上发生溢油后,首先应撒布聚油剂,阻止溢油在海面进一步扩散,然后用围油栏将油拦截,再使用各种机械回收装置,如吸油装置、网袋回收装置、油拖把及各种吸油材料等。

对厚度为015～310mm的浮油可用凝油剂使之固化、再用网袋回收,油层厚度小于015mm的可使用乳化分散剂。

外海的溢油可用燃烧法处理,深海区的溢油可用沉降型凝油剂使之沉入海底,由海底生物消化吸收和在底泥中降解、净化。

2、吸油剂的研究
笔者经过大量文献查阅,反复筛选比较。

最后选用A、B二种废塑料进行吸油实验,观察其吸油效果和各种因素对吸油率的影响。

(1)A塑料
由于该塑料包含有几种亲油基团,本身又具微孔结构,比表面积较大,有利于对油的吸收。

本实验将A塑料加工成5mm大小的颗粒,将其投入原油、柴油浮于水面上模拟海上溢油状态进行吸油率的测定。

吸油时间均为3min。

表1　A塑料对柴油吸油效果(t=28℃)
序 号吸油剂量(g)吸油量(g)吸油率(g/g) 1016171929183
2016181530183
3016181230133
均值016181230133
表2　A塑料对原油吸油效果(t=28℃)
序号吸油剂量(g)吸油量(g)吸油率(g/g)
1014121731175
2014131233100
3014121431100
均值0141217731192
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(2)B 塑料
该塑料也具有亲油基团,呈泡沫微孔状,有足够大的比表面积,有利于油的吸收。

实验
中,将B 塑料加工成3mm 大小的颗粒。

吸油
时间为4min 。

表3　B 塑料对柴油的吸油效果(t =28℃
)序号
吸油剂量(g )
吸油量(g )
吸油率(g/g )
1014411
10125201441210153
01441411100均值
014
4123
1016
表4　B 塑料对原油的吸收效果(t =28℃
)序号
吸油剂量(g )
吸油量(g )
吸油率(g/g )
10155111012201551310163
0155121014均值
015
512
1014
粒度大小对吸油率有较大影响。

将B 塑
料加工成不同大小的颗粒,在t =28℃,吸油时间为5min ,对柴油———水混合物进行吸收。

其结果在图1示出。

图1　B 塑料颗粒大小与吸油率关系
3、结论(1)用废塑料A 、B 做吸油材料是可行的,其吸油率分别达30倍和10倍。

(2)可用压轧法对所吸附的溢油进行回收,基本做到无二次污染。

(3)由于塑料A 、B 均为废弃的边角料,加工方便,成本低,可达到以废治污的目的,是一种较经济的吸油材料。

参考文献
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