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油类清污靠稻草

已有 3155 次阅读 2010-5-9 09:12 |个人分类:特种消防|系统分类:科普集锦|关键词:油类污染,清污,吸附剂| 清污, 油类污染, 吸附剂

                             油类清污靠稻草

 

最近,在对墨西哥湾污染事件的关注下,笔者检索到一篇美国农业部的报告(BULLETIN 1724E-302),大有茅塞顿开的感觉。根据油水不溶的特点,油类吸附靠某些材料的亲油性,亲油者,必定不亲水,利用两者之差,就可以利用某些材料的亲油性而吸附油类,达到清污的效果了。原来,人家技术早就有了,关键是缺乏大规模廉价的应用手段而已,现翻译其中一段,来解决国人的《桐油污染》之难题。估计不久之后,美国会大量进口中国的稻草(英国BP公司付钱),农民兄弟们,可要看准时机,讲好价钱哦!

有道是,无极油类极性水,油水不溶因极性;亲油材料自防水,油类污染靠稻草。


以下是美国农业部《油类泄漏污染的防治报告》第8章前三节,机器翻译,手工修改,内容枯燥,儿童不宜,请读者自量。


“吸附剂”是给那些具有亲油性(吸油)和疏水性(防水)产品或材料的术语。也就是说,他们有吸附或吸收石油产品的高容量,而且往往排斥水。为使用计,吸附剂必须足够长时间地漂浮在水面上,以充分收集油类,然后得到清除。
由美国材料测试协会(ASTM)提供吸附剂的定义包括:
吸收剂(Adsorbent:一种不溶性物质,其表面涂有液体,包括毛孔和毛细管,在过量液体中不会发生超过50%的固体膨胀。
用于油类产品吸附剂材料的不完整清单包括塑料纤维,如聚丙烯,塑料泡沫,稻草,泥炭,沙子,羽毛,泡沫玻璃和硅酸盐,活性氧化铝和土壤。
吸附剂(Adsorbent:一种拾取并在其整个分子结构中保持液体的材料,其体积膨胀在50%以上。该吸收剂在过量液体中必须至少在70%不溶。
用于有机液体泄漏的吸收剂包括橡胶和交叉关联的产品如浸润聚合物。
吸附剂可划分为矿产品,天然(有机或农业)产品,或制造(合成)产品。
吸附剂被广泛用于清理小型陆地或海洋泄漏,或完成大型泄漏的清理工作。它们的使用比一般传统的机械程序更昂贵,除非是那种小型的,或者是薄型的泄漏。吸收剂通常需要手工散布和回收,从而限制了可以通过这一过程充分清除的领域。吸附剂材料储存和使用的选择将受到漏油方式和可能的油气泄漏类型的影响。以下可协助进行这项选择。

 

矿物产品
市面上有几种矿物非常亲油,包括火山灰,硅藻土,蛭石,珍珠岩,和石灰石。对于石油泄漏的清理工作,这些材料必须磨成一种非常细的颗粒形式。这样会产生灰尘,这是其最大的缺点之一。这些吸附材料确实可以吸附油类到一定的比例, 36倍的重量,但非常成本不菲,因此在水上油类泄漏的清理中不常使用。此外,漏油回收过程可能是复杂的,因为这些材料可能:
•颗粒太细,不能用传统方法如网和筛来去除;
•可能对机械泵造成磨损;
•需要专门的设备来撒播和回收;
•不会燃烧,从而消除了通过燃烧来处理的可能。

 

天然或农产品
许多农产品可用于吸附水中油类。大多数叶子,例如植物含有一些天然油脂,让他们对油类比水有更大的亲和力。干燥时,它们是轻量级足以浮于水面。所有这些产品都被水浸湿而沉下,将其携带的油类一同下沉。茎中有空吸管比草或干草在水面漂浮更长的时间。这些吸附剂在农业社区丰富,通常是在短距离内可以获得。
农产品相对便宜,但体积较大。如果需要在相当大的数量,他们将需要大量的受保护的存储区。淋湿的稻草或干草很大程度失去了其对石油的亲和力,更难以散布,并会更容易下沉。包装或打包的方式也很重要。打包的线将会在潮湿的气候中很快生锈,使运输中草捆失效。对干草或稻草存储的塑料包扎线是较好的方法。
在水面或海岸散布大量农产品的过程可能是昂贵而耗时的操作,除非使用机械装置。这种机械装置通常在农业社区有,也可以到公路建设承包商处找到。
已经通过测试作为溢油吸附剂使用的天然产品包括
•稻草
•燕麦草
•小麦秸秆
•秸秆亚麻
•约翰逊草(干草)
•沿海百慕大(干草)
•甘蔗渣(甘蔗)
Buffel草(干草)
•红顶甘蔗
•棉籽壳
•玉米棒子(粉状或原状)
•泥炭藓
•木屑

 

秸秆是一种最常见的和广泛使用的天然吸附材料。秸秆可能使燕麦,小麦,大米,或亚麻,这在大多数社区都是现成的。他们是农产品中最具有吸附能力的一种。秸秆因其茎中空纤维会在水面漂浮较长时间。秸秆也是一种最便宜的天然产品,如果打包得当,可以保存多年。试验表明,秸秆对油类的吸附能力比干草多30%,比甘蔗多40%,比棉籽壳多100%。已知秸秆可吸附8倍到30倍自重的油类。
草或干草也是一种良好的吸附剂。它一般可作为牲畜饲料,但因为它是一个饲料,它的成本比秸秆高。这主要是一种具有高油吸附能力的绿叶材料。但是,它能够而且将会为水浸湿并下沉。它在岸上或海滩使用的操作可能是合理的。它可用细网筛从水中清除或干脆在海滩上直接叉成堆。
蔗渣和红顶甘蔗是区域性产品。蔗渣具有高油类亲和性,但可随时变成水浸湿湿而下沉。红顶甘蔗渣一样,很快浸湿并下沉。此外,它的油类吸附能力相对较低。
泥炭藓对漏油清理工作很贵。像棉籽壳和玉米芯,它会很容易浸湿并沉没。这些产品可用于陆地和海滩,但其成本可能妨碍其使用。
木屑也很快浸湿,减少其石油吸附能力,它往往更容易下沉。木屑也容易海滩上制作,用混合器搅动在并散布在水体,增加了下沉的问题。在海滩上,木屑容易混合同沙耙时,就不可能清除。

 

合成产品
合成产品使用广泛,不同制造商有不同的商品名称。吸附剂种类从超高分子量聚合物如具有较高的吸附矿物质和纤维素比产品的能力的聚丙烯来生产。例如,聚氨酯理论上可吸附高达百分之九十的体积。在某些形式下,它可能收集几倍自重的油类,比矿物或纤维素产品都要多。吸附剂不能吸附更超过自重的油类。该油类的粘度或厚度会影响被吸附的吸附能力和油量的材料将保留其表面。在回收过程中吸附的油类可以部分散失,如果油类的粘度不足,导致不能完成对这种材料表面的吸附。这有可能会影响某些采油作业中对该材料的整体评估。
合成产品的吸附类型也由制造商提供。这些产品包括交联(cross-linked)聚合物和橡胶材料,后者把油类吸收到他们的立体结构中,导致吸附剂材料体积膨胀。正是这种吸附剂的体积膨胀使他区别于类型的吸收剂。吸附剂的吸附容量通常用体积比,因为吸附剂的膨胀过程允许这些材料吸附数倍于自重的油类液体。粘度也将影响到效率和吸收能力。温度也可能影响吸收率,低温趋向于明显放慢吸附的速度。由于吸附材料整合油类,液体不易释放,这实际上消除了对环境和应对人员的二次污染。
吸收剂和吸附剂的性能特点,应在考虑清理泄漏的石油化工和有机的整体成本效益的产品时加以考虑。漏油的种类及其粘度也应予以考虑,以及环境温度。
吸附剂的合成产品在市场上以下列各种形式出现:(1)作为一个相对精细颗粒,松散,糖质化材料;2)作为一种中等粗度粒子材料,直径大约是角币或更小一点;(3)垫子,四分之一英寸到二分之一英寸厚,大约1224平方英寸见方;4)拳头大小颗粒捆块;53英尺宽,200英尺长的卷席形式;6)各种枕头形形式;7)吸附剂浮标;8)拖类形式,似于家用拖把;(9)作为薄带缠绕的(类似于钢丝球)和(10)液体成分,在现场产生可以切碎的吸附剂泡沫,用手工或机械方式散布。
吸附剂合成产品以垫子,毯子,浮标,小浮标,卷筒,和袜子形式销售,以适合地下水清除。还有一种产品的吸水功实际上是与石油化学反应,形成复合型橡胶。这可能是在寒冷天气使用,其吸收时间受影响较小。

化学改性天然产品
有一种化学修改的皮棉棉籽吸附剂,可26倍吸附自重的油类。这至少是烧结土吸附矿物油能力的5倍。此外,该产品具有营养,鼓励微生物的生长,以“吃”油。研究表明,适当的应用,该产品可以在120天内生物中和一块区域。 



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