Жолбаева Г.А.

Кызылординский государственный университет, Казахстан

Разработка технологии использования рисовой шелухи в качестве нефтесорбента

В настоящее время одной из приоритетных современных задач по защите окружающей среды является поиск высокоэффективных сорбентов нефти и нефтепродуктов.

В соответствии с требованиями предъявляемыми к разработке сорбентов (эффективность, величина относительной сорбции, стоимость, доступность, сезонность, экологическая чистота затраты на доставку сырья, затраты на переработку, утилизацию, захоронение, экологическая безопасность процессов переработки использованных сорбентов) все это приводит к тому, что выгоднее всего в настоящее время использовать сорбенты растительного происхождения.

При производстве сорбентов для поглощения нефти и нефтепродуктов в качестве сырья можно использовать и лузгу гречки и подсолнечника, и шелуху овса и риса, и камышовую сечку, и черную скорлупу грецкого ореха и т.д.

Использование всех этих материалов, являющихся потенциальным местным сырьем для производства сорбентов, позволяет совместить ликвидацию отходов сельскохозяйственного производства с природоохранной деятельностью.

Нефтепоглощающая способность растительных отходов является главным критерием, который следует учитывать при производстве того или иного вида сорбента, поскольку нефтеемкость производимого сорбента на прямую зависит от изначальной нефтеемкости чистого сырья.

Нефтепоглощающая способность растительного сырья [1], в том числе рисовой шелухи (после специальной обработки )составляет от 6 до 10 кг.

Еще одним из основных факторов, характеризующих качество сорбентов является поглощение ими воды.

Впитывая влагу в той или иной степени растительные сорбенты увеличивают вес, в результате чего ухудшается их плавучесть, а также нефтеемкость, поскольку часть порового пространства занимает водная фаза.

Кызылординская область широко известна развитым рисоводством, которое в свою очередь является также источником ежегодного многотоннажного отхода – рисовой шелухи, загрязняющей окружающую среду.

Вследствие того, что рисовая шелуха являясь кремнийорганическим полимером растительного происхождения, не горит и не гниет, а также в силу доступности и дешевизны, она является незаменимым источником для получения биокомпоста, необходимого для биодеградации нефтепродуктов.

Для получения этого компоста нами в лабораторных условиях были проведены эксперименты по оценке воздействия рисовой шелухи в качестве наполнителя загрязненной почвы, в результате чего пришли к выводу, что рисовая шелуха создавая воздушное пространство внутри почвы, способствует интенсивному окислению нефтепродуктов кислородом воздуха и их деградации, а также проводились эксперименты по разрушению целлюлозно-лигниновой структуры шелухи с помощью почвенных аэробных и анаэробных микроорганизмов.

С целью определения возможности очистки нефтезагрязненных вод и почв с помощью рисовой шелухи (РШ) нами изучены ее сорбционные характеристики в динамичных условиях:

-степень десорбции нефти, характеризующая возврат нефти в производственный цикл и возможность многократного его использования;

-нефтеемкость;

-влагопоглощение;

-плавучесть.

Известно, что сорбционная емкость исследуемых материалов зависит от вязкости нефти: если нефть легкая, маловязкая (например, вязкость равна 3,27сСт при 20^оС), то полная сорбционная емкость РШ равна 4,09, если нефть–тяжелая, высоковязкая(например, вязкость равна 186,5 сСт), то полная сорбционная емкость РШ равна 8,82 [2].

Путем механического отжима в зависимости от типа нефти и свойств сорбента удается возвратить в производственный цикл от 60 до 95% собранной нефти: РШ дает от 61,12 до 65,34% нефти [2]. Регенерация химическими путями экономически нецелесообразна, т.к. требуется затрата большого объема реагентов, также становится проблемой дальнейшая перереработка образующихся отходов. В этом плане представляет интерес термическая переработка сорбентов с остаточным содержанием нефти.

При определении возможности очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов исследования показали, что эффективность очистки находится в зависимости от скорости пропускания очищаемого раствора через неподвижный слой адсорбента и от концентрации нефти в очищаемой воде.

Таблица 1 Эффективность очистки вод от нефтепродуктов в

зависимости от скорости пропускания и концентрации нефти

Вид сорбента	Степень очистки вод(%) от нефтепродуктов при скоростях			Степень очистки вод(%) в зависимости от концентрации нефти
Сорбент на основе РШ	6 мл/мин	15 мл/мин	32 мл/мин	1,4 мг/л	27,6 мг/л	60 мг/л
	99,4	99,3	97,7	0,04	0,2	0,8

Являясь продуктом переработки отходов растительного сырья , по степени очистки сорбент на основе РШ обеспечивает высокую степень очистки вод от нефтепродуктов. Следует также отметить еще одно преимущество: сорбент содержит малое количество примесей, имеет большое содержание углерода, поэтому близок по своему строению к активным углям, а разветвленное строение диоксида кремния придает ему прочность и термическую устойчивость.

Следовательно, высокие сорбционные характеристики сорбента на основе РШ, не уступающие аналогичным показателям сорбции на активных углях, обеспечивают эффективность глубокой доочистки вод и почв от нефти и нефтепродуктов.

Литература:

1. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты. Москва-Ижевск:Институт компьютерных исследований.2003.-268с.

2. Темирханов Б.А., Темердашев З.А., ЕлецкийБ.Д.и др.. Исследование возможности регенерации и повторного использования некоторых сорбентов для сбора нефти. –Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.-2005.-№5.

3. Темирханов Б.А., Темердашев З.А., ЕлецкийБ.Д.и др.. Оценка эффективности использования некоторых углеродсодержащих сорбентов при очистке поверхностных вод от нефтии нефтепродуктов. –Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.-2005.-№5.

4. Хлесткин Р.Н., Самойлов Н.А. О ликвидации разливов нефти при помощи растительных отходов.- Нефтяное хозяйство.-2000.-№7

5. Патент РФ 2031849. Способ извлечения нефти и нефтепродуктов из воды.

6. Бурханов Б.Ж., Ногаев Ш.Н., Кунбазаров А.К. Восстановление нефтезагрязненных почв с использованием рисовой шелухи. -Нефть и газ.3(23).2004, Алматы.