一種用于海洋溢油清除的高效處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明提供一種可用于清除海洋溢油的工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著全球?qū)κ彤a(chǎn)品需求和石油海洋運輸?shù)脑黾?，越來越多的海洋溢油事故發(fā) 生。由于石油對水生生態(tài)，尤其是脆弱的沙灘生態(tài)系統(tǒng)高度的毒性效應，一旦發(fā)生溢油事 故，就必須進行及時的溢油清除。目前，處理海洋溢油污染的主要方法有物理法、化學法、生 物法和焚燒法。物理法主要包括在溢油水域布設圍油欄防止溢油擴散，并組織清污船舶作 業(yè)采取撇油器等機械回收、吸油氈等吸附材料吸附等一些物理方法將溢油清除。布設圍油 欄也可以結合焚燒法進行處理?；瘜W處理法主要是向水中噴灑消油劑、集油劑和固化劑等 化學藥劑，將溢油分散或固體化后再進行處理。生物法主要是利用微生物的降解作用來清 除溢油，包括添加營養(yǎng)物質(zhì)和投加菌種兩種方式。
[0003] 然而，這些溢油清除方法均存在一定的局限性。例如，傳統(tǒng)的物理方法可清除海面 一定厚度的溢油，但費用較高，經(jīng)常由于天氣和海洋水動力條件的影響而不能很好地發(fā)揮 作用，而且清除溢油也不夠徹底。生物修復法僅適合低濃度的溢油污染環(huán)境，但是修復效果 受海洋動力條件制約，而且修復周期長，若采用基因工程培育的高效工程菌還可能對生態(tài) 環(huán)境帶來潛在威脅。對于吸附法，目前常用的合成有機吸附材料，成本高，吸油后回收處理 困難，難以降解，處理不當易造成二次污染；一些天然有機和無機礦物吸油材料來源較廣， 但吸油率相對較低、操作控制難度較大。焚燒法受天氣和海洋水動力條件的影響，并且會造 成嚴重的空氣污染。對于化學法，集油劑和固化劑價格昂貴、作用期短，而且仍需輔以機械 回收的手段；化學消油劑通常對海洋生物具有一定毒性，對環(huán)境有潛在的二次污染。化學 消油劑在濱海溢油處理時可有效防止溢油靠岸，在海浪高于I. 5m不能使用圍油欄和撇油 器等機械清除溢油的情況下，該法是一種非常有效的溢油控制和清除處理方法。但是，市面 上流通的化學消油劑在在實際處理大規(guī)模油膜時，往往存在以下幾個問題：（1)針對高黏 稠油或者在低溫使用時存在乳化率低或無效的弱點；（2)消油劑耗量高，處理成本昂貴，消 油劑的用量通常為溢油量的30~40%，在處理粘度小或薄油層時耗量更可達到溢油量的 100%〇
[0004] 發(fā)明專利ZL201210275058. 8公開了"一種高效清除海洋溢油的處理工藝"，包括 以下步驟：（1)將取自大沽河入海口處淤泥質(zhì)沙灘的沉積物風干、過篩，得到粒徑不大于 35. 5 y m的顆粒物；（2)進行分選操作，得到分選粒徑為6~10 y m的顆粒物；（3)將適量的 顆粒物與海水混合，配制成200~1000mg/L的顆粒物溶液，裝罐儲存；(4)根據(jù)海水中的溢 油量，選擇濃度合適的顆粒物溶液，將顆粒物溶液噴淋到溢油表層，通過清污船舶的螺旋槳 進行攪拌，直至溢油清除完畢。該方法采用由天然沉積物制成的顆粒物清除海洋溢油，無毒 無污染，使用后對原有生態(tài)體系的干擾??；對于低濃度溢油也具有很高的清除效率；使用 后不需要回收處理，成本低。然而，該方法采用的顆粒物粒徑必須為6~10 y m，因此，需要 通過復雜的分選步驟才能得到粒徑符合要求的顆粒物，成本高。此外，上述粒徑的顆粒物在 近岸沉積物中的含量非常小，一般在0. 06 %~0. 75%之間，難以滿足大面積海洋溢油處理 的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種高效清除海洋溢油的處理工 藝，該工藝簡單、處理成本低、清除溢油效率高，具有廣闊的應用前景。本工藝適用于海洋溢 油二次處理或者是溢油量相對較小的溢油事故。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是：一種高效清除海洋溢油的處理工藝，主要包括以下步驟：
[0007] (1)將取自黃河入海口處淤泥質(zhì)沙灘的沉積物風干、過篩，得到粒徑不大于38 ym 的顆粒物，將適量的顆粒物與海水混合，配制成I. 〇~3. Og/L的顆粒物溶液，裝罐儲存；
[0008] (2)采用清污船噴灑消油劑以及合適濃度的顆粒物溶液到溢油表層，通過攪拌裝 置使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)直至溢油清除完畢；所述顆粒物與消油劑的質(zhì)量比為7. 5:1~ 12. 0:1，所述消油劑用量為溢油量的15~20%。
[0009] 步驟（1)具體操作為：從東營黃河口處淤泥狀沙灘潮間帶的不同地點取表層沉積 物，自然風干七日，期間撿出雜草和石塊并不斷將泥巴粉碎并攤勻；將干燥沉積物研磨后先 過Imm篩去除粗顆粒物，再分別過80目、100目、200目、400目篩子后得到粒徑小于38 ym 的干燥顆粒物備用。顆粒物密度范圍2. 5~3. Og/cm3、有機質(zhì)含量范圍4~10g/kg，粘土 礦物含量為7%~11%。研宄選取的四種不同土樣，經(jīng)測定，粒徑小于38 ym的顆粒物含量 在2. 07%~9. 00%之間。
[0010] 步驟（2)所述攪拌裝置為設置在清污船上的渦輪式攪拌器，所述渦輪式攪拌器包 括安裝在水平圓盤上的2~4片平直的或彎曲的槳葉片。所述槳葉片的外徑：寬：高= 20:5:4。由于渦輪在旋轉(zhuǎn)時具有較大的剪切力，并且形成的湍流可使溢油分散成細小油滴 并保持顆粒物懸浮，從而促進顆粒物與溢油充分混合，進而促進石油與顆粒物之間的凝聚。 渦輪式攪拌器的動力由電動機提供，電動機通過攪拌器軸帶動攪拌器的轉(zhuǎn)動，所述攪拌器 轉(zhuǎn)速138~600r/min。電動機通過可升降的底座與清污船連接，使攪拌器位于溢油水面下 方的1~2cm。攪拌器通常設置于清污船舶兩側也可根據(jù)溢油面積適當增減使用數(shù)量。
[0011] 1、顆粒物粒徑對溢油清除效率的影響
[0012] 本申請共采用了四種土樣，所述四種土樣的粒徑分布詳見表1，礦物含量詳見表 2〇
[0013] 表1?四種土樣粒徑分布（％ )
【主權項】
1. 一種用于海洋溢油清除的高效處理工藝，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將取自黃河入?？谔幱倌噘|(zhì)沙灘的沉積物風干、過篩，得到粒徑小于38ym的顆粒 物，將適量的顆粒物與海水混合，配制成I.O~3.Og/L的顆粒物溶液，裝罐儲存； (2) 噴灑消油劑以及合適濃度的顆粒物溶液到溢油表層，通過攪拌裝置使溢油區(qū)域保 持紊動狀態(tài)直至溢油清除完畢；所述顆粒物與消油劑的質(zhì)量比為7. 5:1~12. 0:1，所述消 油劑用量為溢油量的15%~20%。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種用于海洋溢油清除的高效處理工藝，其特征在于：所述 攪拌裝置為一端固定在清污船上的渦輪式攪拌器，所述渦輪攪拌器的轉(zhuǎn)速為138~600r/ min〇
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種用于海洋溢油清除的高效處理工藝，其特征在于： 所述消油劑為常規(guī)化學消油劑。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種用于海洋溢油清除的高效處理工藝，其特征在于：所述 顆粒物的密度范圍2. 5~3.Og/cm3,有機質(zhì)的含量范圍4~10g/kg，全礦物組分中粘土礦 物含量為7%~11%。
【專利摘要】一種用于海洋溢油清除的高效處理工藝，包括以下步驟：(1)將取自黃河入?？谔幱倌噘|(zhì)沙灘的沉積物風干、過篩，得到粒徑不大于38μm的顆粒物，將適量的顆粒物與海水混合，配制成1.0～3.0g/L的顆粒物溶液，裝罐儲存；(2)采用清污船噴灑消油劑以及合適濃度的顆粒物溶液到溢油表層，通過攪拌裝置使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)直至溢油清除完畢；顆粒物與消油劑的質(zhì)量比為7.5:1～12.0:1，消油劑用量為溢油量的15～20％。本發(fā)明采用由顆粒物與消油劑聯(lián)合作用來清除海洋溢油，利用消油劑促進溢油分散，并利用海洋的水動力條件、清污船螺旋槳以及船載攪拌裝置提供動力，顆粒物材料起到分散劑和凝油劑的作用，在減少消油劑使用量的基礎上大大提高溢油的清除效率。
【IPC分類】E02B15-10
【公開號】CN104727285
【申請?zhí)枴緾N201510140485
【發(fā)明人】孫娟, 趙朝成, 秦萱, 解子靖, 劉芳, 管靜茹, 楊昊
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月27日