Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0222

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0222
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
Название доклада
Разработка технологии очистки нефтесодержащих вод фильтрами до 100 кубометров в час на основе графенового сорбента
Докладчик
Рабин Алексей Владимирович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель: исследование и создание основ технологии очистки воды от нефтепродуктов фильтрами на основе графенового сорбента для защиты окружающей среды от примесей нефти в воде.
Для достижения поставленной цели в процессе выполнения проекта требуется решить следующие основные задачи:
- разработка лабораторного регламента получения экспериментальных образцов (ЭО) фильтров на основе вспененного графита (графена),
- разработка эскизной конструкторской документации (ЭКД), изготовление и проведение лабораторных испытаний ЭО графеновых бескорпусного и корпусных фильтров,
- разработка ЭКД, изготовление и проведение лабораторных испытаний ЭО модульной мобильной установки по очистке воды от нефти,
- разработка методических рекомендаций по использованию графеновых фильтров для защиты окружающей среды от примесей нефти в воде.
Актуальность и новизна исследования
В проекте показано, что только применение разработанного сорбента на основе графена служит основой для создания уникального бескорпусного фильтра. Установки, применяющие данные фильтры, можно оперативно доставлять в места экологических катастроф при разливах нефти или использовать стационарно в местах добычи и розлива нефти в ёмкости.
Решение подобных задач позволит повысить эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов, что приведет к улучшению экологической обстановки окружающей среды. Создание модульной установки для очистки загрязненной нефтью воды является чрезвычайно актуальной и целесообразной задачей, лежащей в области защиты окружающей среды.
Актуальность темы проекта определяется необходимостью создания новых методов защиты окружающей среды, которые позволят на основе новых материалов и технологий спроектировать и изготовить оригинальное оборудование с новым комплексом свойств.
Для реализации технологии планируется проектирование модульной мобильной установки по очистке воды от нефти с производительностью до 100 кубометров в час. Такая модульная система сможет решить проблему качественной очистки нефтезагрязненных сточных вод без использования дополнительных химических реагентов или специального оборудования (гидроциклонов, центрифуг и т.д.).
Описание исследования

1. Научно-технические результаты проекта предназначены для создания основ технологии тонкой очистки воды от нефти с уровнем её содержания ниже ПДК фильтрами на основе графенового сорбента до 100 кубометров в час и разработки на её основе модульной мобильной установки по очистке воды от нефти.

2. Разрабатываемая технология тонкой очистки воды от нефтепродуктов фильтрами на основе графенового сорбента предназначена:
− для обеспечения более высокой степени очистки воды по сравнению с технологиями грубой очистки,
− для обеспечения более высокой производительности и более низкой стоимости установки по очистке воды от нефти по сравнению с установками, использующими другие технологии тонкой очистки,
− для защиты водоемов и водоносных слоев от примесей нефти.

3. Образцы фильтров и модульной мобильной установки предназначены:
− для проведения высокоэффективного процесса очистки воды от примесей нефти,
− для получения экологически чистой воды с целью её дальнейшего использования в технологических процессах нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий.

4. Фильтры на основе графенового сорбента и модульная мобильная установка с их применением должны обеспечить нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия собственной чистой оборотной водой.

Результаты исследования

В 2016 году:
1. Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках проекта.
2. Проведены патентные исследования.
3. Обоснованы возможные направления исследований с целью определения оптимального направления исследований на основе анализа состояния исследуемой проблемы, в том числе патентных исследований, сравнительной оценки вариантов возможных решений с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичным работам в области очистки нефтесодержащих вод.
4. Выполнены выбор и обоснование методов решения поставленных задач, в том числе критериев экологической безопасности, согласующихся с нормированными и/или рекомендуемыми предельно допустимым уровнями воздействия на окружающую среду, по таким показателям, как мутность, окисляемость, содержание железа и нефтепродуктов.
5. Проведен сравнительный анализ методов исследования водно-нефтяных эмульсий с целью оценки критериев экологической безопасности.
6. Проведен сравнительный анализ различных сорбентов для очистки воды от примесей нефтепродуктов.
7. Проведен физико-химический анализ исходной и очищенной воды с примесями нефтепродуктов.
8. Проведен сравнительный анализ степени уплотнения и плотности деструкции графенового сорбента.
9. Проведен сравнительный анализ технологических схем фильтрующих элементов для обеспечения абсорбции нефтесодержащей воды с примесями (перехода от фильтрации поверхностью к фильтрации объемом).

Практическая значимость исследования
Результаты исследования будут использованы в области защиты окружающей среды (в местах экологических катастроф при разливах нефти или стационарно в местах добычи и розлива нефти в емкости) и позволят:
1. Уменьшить стоимость разработки благодаря использованию фильтров на основе графенового сорбента; применение такой фильтрующей загрузки повышает эффективность очистки воды от нефтепродуктов до 99,2-99,8% и позволяет снизить содержание нефтепродуктов в воде ниже предельно допустимых концентраций.
2. Графеновый сорбент легко регенирируется путем простого механического отжима, низкотемпературной термической регенерацией (обработка сорбента паром или газом), а также высокотемпературной регенерацией (сжиганием).
Применение модульной мобильной установки с фильтрами на основе графенового сорбента позволит решить задачу высокоэффективного и экономичного способа доочистки сточных вод от эмульгированных и коллоидных примесей нефтепродуктов.
Возможные потребители ожидаемых результатов:
- ОАО «Климов», г. Санкт-Петербург: использование в технологическом цикле промывки емкостей и оборудования от нефтепродуктов;
- Судостроительный завод в г. Севастополе: промывка корабельных емкостей от нефтепродуктов;
- ООО «АМФИТ-Технология», г. Санкт-Петербург.