Возможные состояния нефти в нефтесодержащих водах

В контакте с водой нефть и нефтепродукты, образуют различные состояния: свободная нефть, нестабилизированная эмульсия, стабилизированная эмульсия, растворенная нефть и нефть, покрывающая механические примеси.

Свободная нефть. Меньшая плотность нефти по сравнению с водой приводит к тому, что нефть постепенно всплывает и образует слой на поверхности воды. Всплывшая нефть, в основном, имеет свойства исходной нефти и представляет собой смесь топлива (60... 80%), масел свежих и отработанных (15...40%). Плотность нефтепродуктов колеблется от 830 до 990 кг/м3. Причем в последнее время наметилась тенденция увеличения плотности нефтепродуктов в нефтесодержащих водах в связи с переводом главных и даже вспомогательных двигателей на тяжелое топливо. Со временем свойства нефти и нефтепродуктов могут измениться из-за испарения летучих компонентов окисления, частичного растворения, химической реакции с веществами, находящимися в воде.

Нестабилизированная эмульсия. При качке судна, промывке деталей, пропаривании танков происходит интенсивное перемешивание нефтесодержащих вод, которое приводит к дроблению капелек нефти. В зависимости от степени дробления капелек нефти различают первичные и вторичные эмульсии.

Первичные эмульсии содержат капли нефти, диаметр которых более 10 мкм. Эти капли обычно термодинамически неустойчивы и после непродолжительного отстаивания сливаются в более крупные и всплывают на поверхность. Созданию первичной эмульсии в значительной степени способствует прохождение нефтесодержащих вод через насосы объемного типа. Чем выше частота вращения насоса и создаваемое им давление, тем больше эмульгирующая способность.

Вторичные эмульсии имеют диаметр капелек нефти менее 10 мкм. Такие эмульсин даже при длительном отстаивании практически не расслаиваются, Созданию вторичных эмульсий способствуют перекачивание нефтесодержащих вод высокооборотными насосами центробежного типа, повышенная турбулентность при качке судна в шторм. Стабилизации вторичных эмульсий способствует тот факт, что подъемная сила, действующая па каплю нефти, пропорциональная диаметру капли в кубе d³, а сила сопротивления движению капли пропорциональна диаметру капли d. При значительном уменьшении диаметра капли (менее 10 мкм) влияние диаметра на всплытие становится не существенным, так как подъемная сила практически сравнивается с силой сопротивления движению капли. Мелкодиспергированные капельки нефти при этом находятся во взвешенном состоянии и не отделяются в сепараторах отстойного типа. Удалить из воды мелкодиспергированные нефтепродукты гораздо сложнее, чем грубодисперсные. Поэтому следует исключать факторы, способствующие их образованию.

Стабилизированные эмульсии. Наличие в нефти и воде поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводит к стабилизации эмульсии. ПАВ представляют собой молекулы, состоящие из олеофильных и гидрофильных концевых групп. Олеофильные концы молекул располагаются в нефти, а гидрофильные концы закрепляются в воде. Это создает вокруг каждой капли нефти защитную пленку, препятствующую слипанию капель нефти. Также наличие ПАВ в нефтесодержащих водах снижает поверхностное натяжение на границе раздела нефть-вода, что приводит к сильному дроблению капель нефти даже при незначительном механическом воздействии.

С целью предотвращения попадания ПАВ в нефтесодержащие воды МКО необходимо стоки из раковин умывальников выводить в отдельные сборные колодцы.

Растворенная нефть.Нефть и вода - несмешивающиеся жидкости. Однако, это не совсем так. Нефть частично растворяется в воде. Растворимость нефти в воде зависит, в основном, от вида нефтепродукта и его плотности. Чем меньше плотность нефтепродукта, тем он лучше растворяется в воде. Например, растворимость бензинов составляет около 20...25 мг/л, дизельного топлива - около 5 мг/л, мазут практически не растворяется в воде, однако вопросы растворимости нефтепродуктов в воде на сегодняшний день изучены недостаточно полно из-за отсутствия техноло­гии измерения растворимой нефти в воде. Наличие в нефтесодержащих водах поверхностно-активных веществ увеличивает растворимость нефтепродуктов. Извлечение растворимых нефтепродуктов сложный и трудоемкий процесс, и это удастся осуществить только с помощью применения адсорбентов или озонирования, другими методами отделить растворенную нефть не представляется возможным.

Нефть, покрывающая механические примеси. Нефтесодержащие льяльные воды содержат большое количество механических примесей: пыль, песок, ржавчина, частицы краски и так далее. Эти частицы в нефтесодержащих водах покрываются пленкой нефти и могут отстаиваться или иметь нейтральную плавучесть. Качество очистки при этом снижается. Кроме того, механические примеси способны плотно перекрывать поры коалесцирующих и фильтрующих элементов сепараторов, что существенно снижает ресурс их работы.