СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ И/ИЛИ ВЫДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ МАСЕЛ ИЗ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ АДСОРБИРУЮЩИХ ГУБОК

СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ И/ИЛИ ВЫДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ МАСЕЛ ИЗ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ АДСОРБИРУЮЩИХ ГУБОК


RU (11) 2087422 (13) C1

(51) 6 C02F1/28, E02B15/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4895179/25 
(22) Дата подачи заявки: 1990.07.31 
(31) Номер конвенционной заявки: 387825 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1989.08.01 
(33) Страна приоритета: US 
(45) Опубликовано: 1997.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент США N 3677982, кл. C 08 B 29/38, 1972. Патент США N 3915855, кл. C 02 B 9/02, 1975. 
(71) Заявитель(и): Марк Б. Мюллер[US] 
(72) Автор(ы): Марк Б. Мюллер[US] 
(73) Патентообладатель(и): Марк Б. Мюллер[US] 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: US 90/04291 (31.07.90) 

(54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ И/ИЛИ ВЫДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ МАСЕЛ ИЗ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ АДСОРБИРУЮЩИХ ГУБОК 

Изобретение относится к способам удаления углеводородных масел из водной среды с помощью абсорбирующего олеофильного биоразлагаемого губчатого материала. В качестве абсорбента используют обезжиренный вспененный натуральный продукт, выбранный из группы, включающей животные белки и растительные полисахариды. Из животных белков используют желатин, коллаген, яичный белок. Из растительных полисахаридов используют агар, аравийскую камедь, камедь карайя или камедь плодов рожкового дерева. Для дополнительного увеличения гидрофобности сорбента его предварительно обрабатывают силиконами или сложными эфирами жирных кислот C8-C18, а для ускорения биоразложения масел на абсорбент до или после абсорбции наносят по крайней мере один вид микроорганизмов, способных ускорять биоразложение масел. Отработанный абсорбент используют в качестве источника топлива. Использующийся сорбент поглощает более 30 ед. веса масел на 1 ед. сорбента. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 5 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предметом настоящего изобретения является использование губкообразных материалов, изготовленных из свободных от жиров пенящихся натуральных продуктов, таких как животные белки и растительные полисахариды, которые подвержены биоразложению и способны впитывать и удерживать масла, в частности углеводородные масла, и углеводородные топлива, а также удалять такие масла и топлива из водной среды или с водоувлажненных поверхностей. Потребность в таких методах в связи с необходимостью очистки морской среды является весьма очевидной, если учесть часто происходящие случаи утечки нефтепродуктов в открытом море и неэффективность многих известных методов очистки. Аналогичным образом значительное загрязнение воды в открытом море может быть вызвано транспортными судами и нефтяными танкерами, производящими плановую очистку танков и трюмов и сбрасывающими отходы в открытое море. Кроме того, в подземных и наземных резервуарах для хранения нефтепродуктов и в других складских резервуарах, предназначенных для хранения топлива и других углеводородных масел, часто происходят утечки содержимого, что приводит к загрязнению грунтовых и/или поверхностных вод.

Это изобретение также относится к абсорбции масел, включающих углеводородные масла и топлива, в местах, не имеющих отношения к утечкам нефтепродуктов, но требующих очистки. Настоящее изобретение в равной степени эффективно для выделения или абсорбции любого углеводородного масла или топлива из любой водной среды или с водоувлажненной поверхности, такой как песок или камни, которая характерна для прибрежной полосы.

Необходимость полного и эффективного решения постоянно возникающей проблемы, связанной с утечкой нефтепродуктов и других углеводородных масел и загрязнением морских путей, океанов и прибрежных полос, привела к созданию многочисленных устройств и способов, направленных на удаление разлитых нефтепродуктов. К сожалению, большая часть этих устройств или способов не позволяет достичь указанной цели. Хотя некоторые операции по удалению нефтепродуктов позволяют фиксировать и осадить плавающие в открытом море загрязняющие вещества, такие действия не устраняют вред, причиняемый окружающей среде, а также дну океана. Известны многие другие способы и устройства, которые облегчают фиксацию и сжигание плавающих неполярных загрязняющих веществ, но при этом они вызывают сопутствующее загрязнение воздуха, что редко можно считать приемлемым побочным эффектом.

Недавно был предложен способ биоразложения разлитых нефтепродуктов с помощью "переваривающих" масла бактериальных, дрожжевых и грибковых микроорганизмов. Использование этих организмов для биоразложения нефтепродуктов рассматривается наряду с прочими литературными источниками в патентах США NN 3769164, 3870599, 3843517 и 3871956. Однако в большинстве морских сред действие этих организмов оказывается очень медленным, если оно вообще проявляется. Такие организмы часто требуют большого количества кислорода для преобразования нефтепродуктов в ходе обмена веществ, и часто оказывается невозможным насытить кислородом в достаточной степени всю поверхность разлитых нефтепродуктов. Кроме того, многие из этих организмов эффективно действуют только на спокойной поверхности воды. Часто небольшое волнение оказывается достаточным, чтобы в значительной степени ухудшить "переваривание". Поэтому применение таких микроорганизмов часто оказывается неэффективным для уничтожения разлитых нефтепродуктов.

Настоящее изобретение также представляет значительное достижение в данной области по сравнению с известными приемлемыми для окружающей среды способами удаления или отделения масел от водных смесей с углеводородным маслом. В настоящее время существует несколько приемлемых для окружающей среды способов, предназначенных для устранения подземных загрязнений, вызванных утечкой углеводородных масел и углеводородного топлива из подземных резервуаров для хранения нефтепродуктов. В соответствии с одним таким способом большие количества пресной воды закачиваются до уровня грунтовых вод с целью улавливания жидких загрязняющих веществ, которые еще не достигли этого уровня, после чего загрязненную воду откачивают от уровня грунтовых вод, производят ее перегонку или каким-либо другим способом отделяют чистую воду от загрязняющего вещества, а затем возвращают очищенную воду на уровень грунтовых вод. Цикл откачивания, очистки и возврата должен повторяться на протяжении многих лет до тех пор, пока концентрация загрязняющих веществ в воде на уровне грунтовых вод не достигнет приемлемых для окружающей среды уровней.

Удаление углеводородных масел и других масляных загрязнителей еще более усложняется в том случае, если предполагается последующее использование загрязняющего вещества, а также его хранение. Многие способы удаления загрязняющего вещества делают невозможным его повторное использование либо потому, что загрязняющее вещество находится в состоянии полного или частичного разложения, либо потому, что загрязняющее вещество плохо экстрагируется из абсорбента, используемого в выбранном способе.

Первые предложения, касающиеся абсорбции масел с поверхностей жидкостей и с твердых поверхностей, включали использование природных целлюлозных материалов, таких как опилки, кочерыжки кукурузных початков, кора деревьев и древесная целлюлоза, для впитывания масла или другого загрязняющего вещества. Рассматривалась возможность применения природных материалов, помещаемых в сетку или закаточную ткань, с целью поглощения и последующего удаления загрязняющего вещества. Например, в патенте США N 4497712 предлагается абсорбирующая "подушка", предназначенная для поглощения химических растворов и углеводородов с твердых поверхностей жидкостей. Эту "подушку" заполняют измельченными кочерыжками кукурузных початков, которые состоят из органического целлюлозного материала. Использование сухой коры определенных пород деревьев, заключаемой в трубчатую сетку, предлагается в патенте США N 3617565. Устройство "кора в сетке" предназначено для поглощения разнообразных нерастворимых нефтепродуктов с поверхности воды или с твердой поверхности. В патенте США N 4439324 рассматривается возможность использования птичьих перьев в сетчатых мешках для удаления масла с поверхности открытой воды. Применение многих из этих природных материалов является неэффективным и даже невозможным в широком масштабе.

Для поглощения масел и других углеводородов также предлагалось использовать волокнистый целлюлозный материал и, в частности, волокнистые целлюлозные остатки, получаемые при изготовлении бумаги или целлюлозы. В патенте США N 4670156 описывается возможность использования волокнистого абсорбирующего материала на побережье и в открытом море. Обычная целлюлозная губка, которая используется в домашнем хозяйстве, может быть этерифицирована одним или несколькими сложными эфирами жирных кислот, в результате чего она приобретает липофильные свойства, что позволяет ей поглощать 10-кратное количество масляного материала от собственного веса, о чем сообщается в патенте США N 3915855. В другом патенте США N 3677982 предлагается использовать целлюлозную губку, предварительно обработанную ненасыщенным соединением, таким как стирол или акриловое соединение и органическая перекись, с целью поглощения плавающего на поверхности воды нефтяного топлива.

В патентах США N 3632361 и 4412947 описываются маты и губки из гидрофильного абсорбирующего коллагена, некоторые из которых могут поглощать 50-кратное количество воды от собственного веса. В патенте США N 3823212 также рассматривается способ изготовления коллагеновых губок. В патенте США N 2465437 описывается использование желатина в качестве компонента гидрофильной санитарной губки.

В качестве абсорбента, предназначенного для удаления масел, используются различные синтетические материалы, имеющие разную форму, такие как полистирол, полипропилен и т.д. Однако невозможность биоразложения этих веществ, а также трудности, связанные с удалением загрязняющих веществ из этих синтетических продуктов, препятствуют повторному использованию собранных загрязняющих веществ и воздвигают значительную преграду, преодоление которой ставит своей целью настоящее изобретение.

Как видно из вышерассмотренных и других патентов, коллагеновые и желатиновые губки широко применяются в медицине в течение многих лет.

В соответствии с настоящим изобретением используются губки, изготавливаемые из различных, в основном, свободных от жиров пенящихся натуральных продуктов, таких как животные белки и растительные полисахариды, предпочтительно коллаген и желатин, которые предназначены для поглощения масел, в частности углеводородных масел, и других углеводородных топлив из водной среды или с водоувлажненной поверхности в количестве, по крайней мере в 30 раз превышающем их собственный вес, предпочтительно в 50-кратном количестве. Другие животные белки и растительные полисахариды, которые могут использоваться в этом изобретении, включают яичный белок, камеди, такие как агар, аравийская камедь, камедь карайя, камедь плодов рожкового дерева и подобные камеди.

Это открытие не является неожиданным с учетом более ранних изобретений, в которых отмечались гидрофильные свойства таких губок. Но не предполагалось, что такие губки будут характеризоваться такой же и даже большей поглощающей способностью в отношении масел, в частности углеводородных масел, и других углеводородных топлив по сравнению с водой.

Настоящее изобретение относится к использованию губок, изготовляемых из различных природных продуктов, для поглощения масел, в частности углеводородных масел, и других углеводородных топлив из водных сред, с водоувлажненных поверхностей и других поверхностей. Предпочтительные варианты губки в соответствии с настоящим изобретением изготавливаются из животных белков и растительных полисахаридов. Эти губки обладают высокой поглощающей способностью, являются полностью биоразлагаемыми и проявляют гидрофобные и олеофильные свойства, что делает их полезными средствами для очистки окружающей среды. Наиболее предпочтительными материалами для изготовлении губок из животного белка являются разновидности желатина и коллагена. В качестве губок в соответствии с настоящим изобретением также можно использовать яичный белок, животный белок и растительные полисахариды, такие как агар, аравийская камедь, камедь карайя и камедь плодов рожкового дерева. Желатиновая губка может оставаться на плаву на водной поверхности в течение по крайней мере двух дней, предпочтительно поглощая различные масла, в частности углеводородные масла, и другие топливные загрязнители. В соответствии с настоящим изобретением описанные выше губки и особенно губки, изготовленные из коллагена, также поглощают загрязняющие окружающую среду углеводородные масла и углеводородные топлива с водоувлажненной поверхности, такой как, например, каменистый или песчаный берег.

В соответствии с этим изобретением губки отделяют и поглощают масла из перемешанной водной смеси. Губки по этому изобретению поглощают масла, в частности загрязняющие окружающую среду углеводородные масла, или углеводородные топлива в тридцатикратном, предпочтительно в пятидесятикратном, количестве от собственного веса и могут изготавливаться в виде матов, обтирочных материалов, подушек или подобных предметов, причем их можно получать на месте из жидкой пены, которая затвердевает с образованием губкообразной массы.

Удаление и повторное использование абсорбированного загрязняющего вещества могут осуществляться с помощью выжимающего приспособления или другого устройства, обеспечивающего физическое сжатие. Однако, не будучи подвергнутой сжатию, эта губка будет сохранять поглощенное ею загрязняющее вещество, и насыщенную губку можно использовать в качестве источника топлива в результате ее последующего сжигания.

Альтернативно в губки по настоящему изобретению до их контактирования с загрязняющим веществом могут вводиться различные бактериальные, дрожжевые и грибковые микроорганизмы, осуществляющие биоразложение масла. Кроме того, губки, насыщенные загрязняющим веществом, также могут вводиться в соприкосновение с соответствующими микроорганизмами после завершения поглощения.

В соответствии с настоящим изобретением губчатые материалы могут использоваться с помощью любого известного в данной области способа получения губки с приданием им любой желаемой формы и любого размера, при этом они могут использоваться по отдельности или связываться вместе с целью поглощения загрязняющих углеводородных масел или углеводородных топлив из водных сред или водоувлажненной поверхности, такой как, например, песчаный или каменистый берег или прибрежная полоса.

В соответствии с настоящим изобретением описанные губки также можно использовать для поглощения масел, в частности углеводородных масел, с пола, соединений топливного бака или других деталей механизмов и т.д. Коротко говоря, губки в соответствии с настоящим изобретением эффективно поглощают загрязняющие масла там, где имеется избыточное или нежелательное масло или топливо.

Настоящее изобретение в широком смысле относится к использованию биоразлагаемых, олеофильных, абсорбирующих губок, изготавливаемых из различных, в основном свободных от жиров, пенящихся натуральных продуктов, таких как различные животные белки и растительные полисахариды, для отделения масел, в частности углеводородных масел, и топлив от водных сред или для поглощения таких масел. В соответствии с этим изобретением было установлено, что губки, изготовленные из таких веществ, предпочтительно из желатина и коллагена, преимущественно поглощают масла и другие углеводородные топлива из водных смесей в количестве, которое по крайней мере в тридцать раз превышает их собственный вес, предпочтительно в пятидесятикратном количестве. Желатиновая губка остается на плаву на водной поверхности в течение по крайней мере двух дней. Среди других животных белков, которые можно использовать для изготовления губок, следует указать яичный белок. Это изобретение также включает растительные полисахариды, такие как агар, аравийская камедь, камедь карайя и камедь плодов рожкового дерева.

В соответствии с настоящим изобретением эти губки оказываются в равной степени эффективными при отделении и удалении указанных масел, в частности углеводородных масел, или других углеводородных топлив из неподвижных или перемешиваемых водных сред или с водоувлажненных поверхностей. Такое перемешивание водной смеси углеводородного масла или углеводородного топлива часто происходит под действием ветра или приливо-отливного взаимодействия с водными поверхностями в различных массах воды. Перемешивание также может вызываться взаимодействием топографии дна под водой с различными течениями, как, например, мелкое каменистое русло реки создает стремнины. Подобное условие перемешивания воды затрудняет очистку от масла и топлива при использовании известных способов удаления загрязняющих веществ.

Хотя олеофильные свойства губок можно усилить посредством введения стадии предварительной обработки во время изготовления губок, которая включает использование водоотталкивающих средств, таких как силиканы и сложные эфиры жирных кислот с углеродными цепями, имеющими C8-C18 атомов углерода, для придания им гидрофобного характера и увеличения плавучести на водной поверхности, это не имеет важного значения. После контактирования губок с маслами, в частности углеводородными маслами, или углеводородными топливами, предназначенными для поглощения, в течение достаточного периода времени необходимого для максимального поглощения, насыщенные губки собираются, и поглощенное загрязняющее вещество удаляется из них путем простого выжимания или с помощью другого приспособления для физического сжатия. При желании губки, насыщенные углеводородным маслом, можно использовать в качестве источника топлива.

В соответствии с настоящим изобретением губки могут раскладываться на очищаемой поверхности в количестве, превышающем высчитанное количество, необходимое для поглощения разлитого масла или другого загрязнения. После поглощения всего загрязняющего вещества губки, которые не удалось собрать, и губки, которые не поглощали загрязняющее вещество, не создают какой-либо проблемы для окружающей среды, так как они полностью биоразлагаются в своем естественном состоянии.

Настоящим изобретением далее предполагается использование насыщенных губок в качестве нового субстрата, на котором можно выращивать известные биоразлагающие микроорганизмы.

Биоразлагающими свойствами обладают различные бактерии (Nacardia opacus, Nacardia corallina, Nocardia fareinica, Achromobacter centropuntatum, Bacterium aliphaticum Bacteria benzoli и т.д.), дрожжи (Candida parapsilosis, Candida tropicalis, Candida utilis, Saecharomyces cerevisiae и т.д.) и грибы (Aureobasidium pullulans, Myrothecium verrucaria, Cladosparium cladosporiiioides, Actinomucor elegans, Geothrichium marinum и т.д.). Однако необходимость соответствующего насыщения кислородом участка, на котором развиваются такие микроорганизмы, препятствует их широкому использованию в операциях очистки от масел и других нефтепродуктов. Кроме того, многие организмы плохо функционируют в холодной воде или в условиях перемешивания воды, что делает неэффективным их широкомасштабное промышленное применение. Альтернативно такие микроорганизмы могут вводиться в губки по настоящему изобретению до их контактирования с подлежащими удалению загрязняющими веществами. После поглощения загрязняющих веществ микроорганизмы, находящиеся в губках, начинают процесс биоразложения абсорбированных масел, углеводородных масел и углеводородных топлив, превращая их в безвредные для окружающей среды продукты в соответствии с механизмами, хорошо известными в этой области. Поскольку загрязняющее вещество, "разрушается" или биохимически преобразуется, то использование таких микроорганизмов в сочетании с губками предполагается только тогда, когда повторное применение абсорбированного загрязняющего вещества является нежелательным.

Губки изготавливаются из вышеуказанных животных белков, предпочтительно из желатина и коллагена, в соответствии с методами и способами изготовления губок, известными в этой области, так что в них создаются достаточные воздушные пространства или матрицы, обеспечивающие необходимую степень поглощения. Хорошо известны такие методы, как "сушка вымораживанием" и различные химические способы, которые применяются для получения коллагеновых и желатиновых губок для различных медицинских целей. Такие способы изготовления губок детально рассматриваются в патентах США NN 2465357, 2610625 и 3368911.

В соответствии с настоящим изобретением губки могут иметь любую конфигурацию или размер, например квадраты, маты, пены, подушки, прямоугольники, сферы и т. д. и могут применяться по отдельности или вместе друг с другом. Губки могут соединяться друг с другом в сетчатых мешках или сетках с целью облегчения их сбора. Эти губки можно помещать внутрь пористых сеток и использовать в качестве маслопоглощающего плавучего бона. Кроме того, олеофильные свойства этих губок позволяют им контактировать с маслами, в частности с загрязняющими углеводородными маслами, или углеводородными топливами на поверхности раздела между водой и смоченной поверхностью, например, на каменистом или песчаном берегу, либо вдоль любого водного пути.

Эти губки можно использовать по отдельности в качестве обтирочного материала. Как указывалось выше, предпочтительность поглощения этими губками углеводородных масел и других топлив по сравнению с водой делает их чрезвычайно полезными для различных применений, даже там, что где вода может присутствовать или отсутствовать. В качестве иллюстрации такого применения можно привести использование этой губки для поглощения масла или масляного остатка, которые часто оказываются на полу гаража или на двигателе автомобиля во время ремонта. Губки в виде коврика или мата можно обмотать вокруг двигателя или расстелить на полу, куда может попасть масло или масляные остатки, в результате чего они могут служить в качестве профилактической абсорбирующей системы. Это позволит содержать рабочее место или помещение в более безопасном состоянии благодаря удалению потенциально опасных пятен воспламеняемого масла.

Способ по настоящему изобретению может эффективно использоваться в качестве дешевого средства очистки, с помощью которого порты, доки и т.д. смогут избежать загрязнения окружающей среды. В соответствии с настоящим изобретением губки можно в плановом порядке использовать для очистки воды, которая обычно характеризуется значительной степенью поверхностного загрязнения. Эти губки также можно применять в доках для поглощения загрязняющих веществ в окружающих водах и периодически заменять по мере насыщения загрязняющим веществом.

Кроме того, предполагается, что способ по настоящему изобретению также можно использовать в качестве средства очистки на земле посредством опускания губок в буровую скважину на загрязненном участке так, чтобы губки могли контактировать с водой, загрязненной углеводородными продуктами, которая находится на уровне грунтовых вод. В соответствии с настоящим изобретением такие губки могут опускаться до уровня грунтовых вод по бурильной скважине с помощью любого известного физического приспособления. После контактирования губок с загрязненным участком в течение периода времени, достаточного для поглощения максимально возможного количества углеводородного загрязнителя, губки поднимаются наверх и уничтожаются. Такое прямое удаление углеводородного загрязнителя с уровня грунтовых вод значительно сокращает период времени и затраты, необходимые для удаления такого загрязняющего вещества с уровня грунтовых вод другим способом.

Еще один аспект настоящего изобретения предполагает возможность частичной пропитки или предварительной обработки губок химическим или натуральным агентом, таким как средство для удаления дегтя, включающим жидкий ароматический углеводород или его смесь, который может способствовать поглощению или химическому разложению загрязняющего вещества, предназначенного для удаления. Использование таких добавок может оказаться полезным для частичного разложения загрязняющего вещества до его поглощения.

Как указывалось выше, удаление загрязняющего вещества в пригодном для последующего использования состоянии может достигаться с помощью физического сжатия, например, выжимания губки.

Настоящим изобретением предусматривается образование губки на месте на больших смачиваемых водой или других поверхностях в результате нанесения на них животного белка или растительного полисахарида в виде отверждаемого пеноподобного материала. Эта пена затвердевает на месте при контактировании с воздухом, загрязненной водной средой или с поверхностью раздела между водной средой и воздоувлажненной поверхностью, например прибрежной полосой, с образованием губки. Такие пены могут наноситься известным способом, в результате осуществления которого находящаяся под давлением жидкость подается на необходимую поверхность и образует твердую фазу с достаточно большими воздушными пространствами, что делает этот материал абсорбентом с необходимой степенью поглощения. Такое устройство для осуществления способа по настоящему изобретению будет особенно полезным в случае необходимости быстрой абсорбции и очистки нефтяного пятна с поверхности океана, при этом наносить пену можно с корабля, вертолета или другого летательного аппарата. Нанесение пенообразного вещества с летательного аппарата, например, для тушения пожара описывается в патентах США NN 3494423 и 3580339.

Следующие примеры служат для дальнейшей иллюстрации настоящего изобретения и только представляют предпочтительные варианты осуществления этого изобретения.

Пример 1. Пределы насыщения для различных типов губок определяли путем введения различных масел и других углеводородных топлив в лоток, в котором находился только указанный абсорбирующий губчатый материал. Уровни эффективности насыщения указаны в таблице 1.

Пример 2. С помощью аппарата для искусственного волнообразования в лотке с морской водой создавали волны высотой 1/2 3/4 дюйма. В этот лоток вводили разные масла, указанные в таблице 2.

Насыщенные губки имели темный цвет и твердую гелеобразную консистенцию, которая способствовала сохранению плавучести и облегчала процесс их удаления с поверхности воды.

Пример 3. Характеристики плавучести желатиновой губки испытывали посредством опускания желатиновой губки в морскую воду. Через два часа производили осмотр губки, при этом было установлено, что она не намокла.

Добавляли небольшое количество масла 10 W 40 с целью определения способности желатиновой губки к дальнейшему поглощению масла. Это масло было абсорбировано в течение нескольких минут, но точное измерение веса или времени поглощения не производилось.

Пример 4. Условия поверхности раздела между прибрежной полосой и океаном имитировали путем введения примерно 30 мл масла для цепной пилы в небольшой пластмассовый лоток, содержащий морскую воду, песок и камни. Лоток и его содержимое встряхивали с целью создания волнообразного движения. Вводили первую желатиновую губку весом 0,2 грамма. Через тридцать минут наблюдалось заметное проникновение масла в губку. Масло оставалось только на песке и камнях. Первую желатиновую губку удаляли и в лоток помещали две другие желатиновые губки весом 0,2 грамма каждая. После продолжения встряхивания в течение примерно одного часа эти две желатиновые губки удаляли и в лоток помещали четвертую желатиновую губку весом 0,3 грамма. Эту систему встряхивали еще в течение двух часов. После этого встряхивание прекращали и четвертую губку оставляли в водной системе еще на 17 часов. Затем удаляли четвертую желатиновую губку и вместе взвешивали все четыре губки. Общий вес составил 32,6 г, что свидетельствует о поглощении примерно 31,7 г масла. Визуальная проверка показала, что из этой системы было удалено почти все масло.

Пример 5. В желатиновую губку весом 0,14 грамма добавляли средство для удаления дегтя (2,4 г). Это количество было меньше уровня насыщения желатиновой губки. Пропитанную губку затем помещали в раствор, содержащий 45 граммов морской воды и 3 грамма битума. Через 30 минут битум начал проникать в желатиновую губку. На поверхности воды можно было видеть четыре полукруга, свободные от битума. Через 90 минут желатиновую губку удаляли и взвешивали. Ее вес был равен 5,4 г. Было установлено, что вода губкой не поглощалась. Поэтому губка впитала 2,86 г битума или 95% всего битума, находившегося в воде, в течение 90 минут.

Вычисление:

общий вес 5,40 г

губка 0,14 г

средство для удаления дегтя 2,40 г

Общее количество поглощенного битума 2,86 г.

Первую губку удаляли, а в лоток помещали вторую желатиновую губку также весом 0,14 г, пропитанную 2,4 г средства для удаления дегтя. Через три часа у второй губки наблюдались признаки поглощения оставшегося битума. Вторая губка находилась в этом растворе в общей сложности 18,5 часов, после чего ее удаляли и взвешивали. Общий вес второй губки составил 4,1 грамма. Поскольку оставалось всего 0,14 грамма битума, не поглощенного первой губкой, то было установлено, что по крайней мере 1,5 грамма от общего веса губки N 2 составляла вода. Через двадцать часов раствор, оставшийся непоглощенным, весил 41,8 г.

Вычисления:

Исходный вес (битум/вода) 48,00

+ Добавленный вес (средство для удаления дегтя/губки) +5,08 г

Итого 53,08 г

Удаленный вес (битум/губка/вода) -9,40 г

Итого 43,68 г (теоретический вес)

Вес оставшегося в лотке раствора -41,80 г (действительный вес)

Расхождение 1,88 г

Пример 6. Одну желатиновую губку весом 0,14 грамма вводили в 51 грамм морской воды, содержащей 3,2 грамма битума. Желатиновая губка не пропитывалась средством для удаления дегтя. Эту губку удаляли через 17 часов и взвешивали. Ее вес составил 3,9 грамма. Неабсорбированный битум полимеризовали и удаляли в виде одного куска весом 0,5 грамма. Таким образом, общий вес удаленных продуктов составил 4,26 г.

Вода/битум 54,2 г

+ Губка +0,14 г

Губка/битум/вода -3,9 г

Полимеризованный битум -0,5 г

Итого 49,94 г (теоретический вес)

Вес лотка через 17 часов -48,60 г (действительный вес)

Расхождение 1,34 г

Пример 7. Желатиновую губку весом 0,1 грамма вводили в 10%-ную эмульсию битума в воде. Этот раствор и губку оставляли на ночь (примерно 18 часов). Хотя никаких измерений не производилось, визуальная проверка показала, что битум был абсорбирован желатиновой губкой.

Пример 8. Губки следующего типа и веса насыщали определенным количеством масла с образованием полутвердых гелей, как это указано в таблице 3.

Пример 9. Одну коллагеновую губку весом 0,14 грамма опускали в 40 г морской воды, содержащей 6,8 г масла N 3. Через пять минут эту губку удаляли и взвешивали. Ее вес составил 7,8 г. Визуальная проверка показала, что все масло абсорбировано. Дополнительные 0,86 г поглощенного вещества представляла морская вода. Вес оставшейся морской воды не определялся.

Пример 10. Коллагеновую губку весом 0,18 грамма опускали в 55,3 г морской воды, содержащей 4,8 г масла N 6. Через десять минут у этой губки были обнаружены признаки поглощения масла, после чего ее удаляли и заменяли второй коллагеновой губкой весом 0,13 грамма. Эту губку удаляли через одну минуту, так как в морской воде отсутствовали видимые признаки масла. Затем в морскую воду опускали желатиновую губку весом 0,17 грамма, которую удаляли через 20 минут. Из морской воды было удалено все видимое масло.

Пример 11. Эффективность поглощения коллагеновых и желатиновых губок сравнивали с выпускаемой промышленностью абсорбирующей губкой, продаваемой под торговой маркой SPC фирмой "Сорбент продактс компани, инк.", Баунд-Брук, шт. Нью-Джерси (см. таблицу 4).

Пример 12. Для испытания впитывающей способности губки в отношении удаления разлившегося масла на побережье 250 мл воды наливали в стеклянный лоток, в котором находился песок. Этот объем воды превышал точку насыщения песка. Затем в эту систему добавляли 50 граммов масла N 6.

В эту систему опускали две коллагеновые губки весом соответственно 0,78 и 0,3 грамма, две вышеуказанные, выпускаемые промышленностью, абсорбирующие губки весом 1,5 грамма каждая и одну желатиновую губку весом 0,1 грамма. Общий вес продуктов, удаленных из системы через один час, указан в таблице 5.

Пример 13. 22 граммами масла N 6 покрывали поверхность воды площадью 44 кв. дюйма. Степень растекания, установленная для данного количества масла, была примерно 2 кв. дюйма для 1 см3 масла плотностью 0,9 г/см3. Вышеуказанную выпускаемую промышленностью абсорбирующую подушку весом 3,5 грамма опускали на масло и оставляли на ночь в статических условиях. После удаления эта подушка весила 19,9 г, при этом эффективность поглощения составила 4,7. Затем на поверхность масла опускали по очереди три коллагеновые губки общим весом 0,34 грамма, вслед за которыми опускали одну желатиновую губку весом 0,1 грамма. Каждую губку удаляли, когда она казалась насыщенной.

Поглощение в этой системе происходило медленнее, чем ожидалось, так что началась полимеризация масла. Коллагеновая губка абсорбировала 10,8 г масла, при этом эффективность поглощения составила 31. Полимеризация масла предполагает необходимость раннего контактирования губки с разлитым маслом. Однако коллагеновые и желатиновые губки показали все же гораздо лучшие результаты по сравнению с вышеуказанными, выпускаемыми промышленностью, абсорбирующими подушками.

Настоящее изобретение описывалось с учетом различных и предпочтительных вариантов его осуществления, но это не значит, что оно ограничивается приведенным здесь описанием. Специалист в этой области легко увидит различные альтернативные способы осуществления этого изобретения, поэтому предполагается, что все они входят в объем этого изобретения, насколько это позволяет прилагаемая формула изобретения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ абсорбции масел, включающий контактирование масел с биоразлагаемым олеофильным губчатым материалом, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют по крайней мере один свободный от жиров вспененный натуральный продукт, выбранный из группы, включающей животные белки и растительные полисахариды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбируемые масла представляют собой углеводородные масла и углеводородные топлива.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что натуральным продуктом является животный белок, выбранный из группы, состоящей из желатина, коллагена и яичного белка.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что натуральным продуктом является растительный полисахарид, выбранный из группы, состоящей из агара, аравийской камеди, камеди карайя и камеди плодов рожкового дерева.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что губчатый материал подвергают предварительной обработке по крайней мере одним гидрофобным реагентом с целью придания ему дополнительных гидрофобных свойств, причем указанный гидрофобный реагент выбирают из группы, состоящей из силиконов и сложных эфиров жирных кислот, содержащих 8 18 углеродных атомов в их жирнокислотной части.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после контактирования с маслами абсорбент обрабатывают по крайней мере одним видом микроорганизмов, способных ускорять биоразложение масел.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что губчатый материал предварительно обрабатывают по крайней мере одним видом микроорганизмов, способных ускорять биоразложение масел.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что использующийся абсорбент перед контактированием с маслами обрабатывают жидким ароматическим углеводородом или смесью таких углеводородов, использующихся в качестве средства для удаления дегтя.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный абсорбент используют в качестве источника топлива.

10. Абсорбент углеводородных масел и углеводородных топлив на основе биоразлагаемого, олеофильного, губчатого вещества, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один свободный от жиров вспененный натуральный продукт, выбранный из группы, включающей животные белки и растительные полисахариды, и дополнительно по крайней мере один вид микроорганизмов, предназначенный для ускорения биоразложения по крайней мере одного абсорбированного масла.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru