Один тот факт, что существуют различные методы, технологии и оборудование по разделению воды и продуктов нефтепереработки, говорит о том, что процесс нужный и важный. И, давай на чистоту, это не только судовое оборудование. Ко мне в личном сообщении обращался человек, что занимается разработкой оборудования по очистке талой воды для Москвы и Московской области. То есть, снегоуборочные машины делают своё дело, но, что потом происходит со снегом? Правильно, его везут на плавку к мобильным газовым печам, и потом эта вода уходит в ливневую систему и в водохранилище через системы очистки. На борту льяльные воды могут стать головной болью, если прибавка существенна, а оборудование не справляется. Про нефтеналивные вообще молчу. Так вот, для решения каждой задачи имеется вполне конкретная методика, и сейчас я постараюсь рассказать почему именно так, а не иначе. Но запомни, если ты не можешь в достаточной степени точно понять «почему?», - дело в деньгах.
Самый простой и старый метод - гравитационный, что подарила нам природа и даже ничего объяснять не стала, там и так все понятно. Если две или более, смешанные в одном сосуде, жидкости имеют разную плотность, и не обладают свойством взаимной проницаемости (как спирт и вода, например), то со временем, эти жидкости расслоятся на базовые составляющие. Такой пример я приводил более чем наглядно в видео про SEAL POT и этиленгликоль.
- Видео об использовании этиленгликоля, в котором хорошо продемонстрировано разделение жидкостей с разными плотностями.
Не смотря на то, что метод стар, как наша планета, он не перестаёт быть эффективным, и используется массово даже на флоте. Почему даже? Да потому, что качка нивелирует работу гравитации и способствует смешиванию сред, как
бармен и его шейкер способствуют созданию твоего коктейля. Тем ни менее, в качестве первичного метода обработки загрязнённой воды этот метод подходит как никакой другой. Энергозатраты практически нулевые, ведь за гравитацию платить не нужно. Фильтры, если они есть, чистить нужно не так часто, чтобы это оказывало на персонал рутинное давление. Осадок из каскадных камер доставать нужно, но зависит это от степени загрязнения и размеров самой каскадной системы. Итак, часто каскадный танк или BILGE PRIMARY TANK используется как промежуточное звено между источником загрязнённой воды и танком, в котором загрязнённая вода может храниться долгое время.
К гравитационному методу можно косвенно отнести и использование центробежных сепараторов. Принцип тут такой-же, но только сила Всемирного тяготения заменяется в разы большей центробежной силой, что сильно ускоряет процесс разделения жидкостей с разными плотностями.
Эти два способа очень эффективны на первых этапах обработки загрязнённой воды, и после такой обработки вода визуально кажется чистой, но это не так. В объёме воды все-же есть очень маленькие но, капли нефтепродуктов. Почему? Дело в том, что, чем меньше разница в плотностях разделяемых жидкостей, тем сложнее процесс разделения. Для повышения эффективности очистки, можно поставить несколько гравитационных и центробежных очистителей последовательно, каскадом, но, представь на минуту какой финальный обьем будет занимать такая установка. Есть более эффективные решения.
Специальные фильтры, что способствуют укрупнению микроскопических капель нефтепродуктов, посредством их многократного слияния друг с другом называются коалесцирующими. Загрязнённая вода продавливается через фильтр, микроскопические капли задерживаются ворсинками фильтра и скапливаются на его поверхности. Скапливаясь, они сталкиваются друг с другом, сливаются в более крупные. Слияние происходит до тех пор, пока сила Архимеда не станет достаточной, чтобы оторвать капельку от поверхности фильтра и поднять ее к поверхности воды, откуда собравшуюся масляную плёнку можно легко убрать.
Стоит сразу дать информацию по коагуляции. Простыми словами, коагуляция - это то-же самое, но укрупнение капель происходит в объёме, а не на поверхности. Самопроизвольно этот процесс протекать, конечно, может, но крайне медленно. Для ускорения процесса коагуляции используют химические реагенты, формулы которых производители держат в секрете, как коммерческую тайну. Хотя, никакой тайны тут нет. Поверхностно активные вещества, снижающие силу поверхностного натяжения капель нефтепродуктов, что упрощает их слияние друг с другом.
Коалесценция и коагуляция, применённые в качестве второй ступени обработки загрязнённой нефтепродуктами воды, гарантируют очень высокую степень очистки воды. А именно, гарантируют соблюдение конвенции МАРПОЛ, что требует, чтобы максимальное содержание нефтепродуктов в воде при откатке за борт не превышало 15 частей на миллион (сегодня уже есть требования не более 5 частей на миллион). Что за единица такая измерения? Просто! Берём миллион литров воды, 15 из них - нефтепродукты.
На практике того, что уже перечислено, достаточно, чтобы собрать очень компактную, но эффективную и производительную установку очистки загрязнённой нефтью воды. Но есть другие методы, об этом мы и поговорим далее.
Флотация, с английского “floatation” - плавучесть. Вообще, под флотацией в данном контексте принимается перенос чего-либо потоком чего-либо, а именно, микроскопических капель нефтепродуктов микроскопическими пузырьками воздуха. Смотри картинку. В танк обработки подаётся загрязнённая вода, в нижней части танка находится дистрибьютор сжатого воздуха, который выходит из калиброванных отверстий в виде очень маленьких пузырьков. Поднимаясь к поверхности, они увлекают за собой капельки нефтепродуктов, которые собираются в единую масляную пелёнку, которую уже легко можно убрать. Метод этот очень хорош в случае обработки больших объёмов загрязнённой воды, но есть и недостатки. Во-первых, установка сложная, относительно тех, о которых говорится выше. Во-вторых, использование на судах - большой вопрос. Качка сильно усложнит не то чтобы сам процесс флотации, а процесс сбора загрязнений с поверхности. Итого, сложность, что равно дороговизна и переменный успех очистки практически исключает использование подобного оборудования на флоте.
Циклонные камеры. Пишу камеры, потому что по одной их использовать не эффективно. Принцип очистки - использование все той-же центробежной силы, но величина ее ничтожна. Вывод, как всегда, прост - использовать подобный метод в качестве первостепенного, как входную ступень в многоуровневый механизм очистки.
Электростатика. Это уже совсем экзотика, так как этот метод был упомянут только в одном Российском патенте, но не нашёл исполнения в металле, пока. Под действием электрического поля капельки нефти собираются на поверхности стеклянных шариков- наполнителя камеры обработки воды, сливаются друг с другом, укрупняются и поднимаются под действием силы Архимеда к поверхности воды, откуда легко удаляются. Такая, своего рода, электрокоалесценция.
А, вообще, классические схемы обработки бывают такими. Низкая производительность: каскадная камера, в которой работает гравитация, затем коалесцирующий фильтр и к детектору на контроль. Высокая производительность: центробежный сепаратор, затем коалесцирующий фильтр и к детектору на контроль. Коалесцирующих фильтров может быть несколько уровней, с разной степенью тонкости очистки.
