Устройства для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов
Подписаться на разделУСТРОЙСТВА ДЛЯ СБОРА НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМОВ***
Пшеничный Б.П.
ФГУ «Межведомственная ихтиологическая комиссия»
Москва, Россия
Шалагинов А.А.
ООО «Научно-исследовательский институт морских систем»
Санкт-Петербург, Россия
Проблема загрязнения водоемов нефтепродуктами приобретает в последнее время все большее значение. Увеличивается мировой транспорт нефти, увеличивается тоннаж нефтеналивных судов, следовательно, увеличиваются риски связанные с разливами нефтепродуктов в море. Довольно часто происходят разливы и утечки нефтепродуктов в пресноводных водоемах.
Одна из главных задач при ликвидации последствий разливов нефтепродуктов заключается в предотвращении растекания нефтяного загрязнения по поверхности водоема на большие акватории. Не менее важной задачей является сбор разлившихся на поверхности воды нефтепродуктов, представляющих поверхностную пленку. Для предотвращения растекания нефти и сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов существует большое количество устройств, начиная от всевозможных бонов, ограждающих загрязненную акваторию, до устройств, собирающих нефтяное загрязнение в различные емкости, так называемых скиммеров. Для ликвидации такого загрязнения применяются также всевозможные сорбенты.
Большинство устройств для сбора нефти с поверхности водоемов представляют собой механические или электрические насосы, для работы которых необходимо использовать традиционные источники энергии. Такие устройства, как правило, дорогостоящие, громоздкие, требуют постоянного технического обслуживания, подводки коммуникаций. Часто такие устройства громоздки и не могут быть быстро доставлены к месту разлива нефти, а также использоваться в штормовую погоду. Они могут загрязнять окружающую среду, что делает их применение сложным и снижает эффективность.
Для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов нами разработано устройство, использующие энергию поверхностных волн водоемов [ 1 ]. Устройство представляет собой открытый с обоих концов резервуар, оборудованный в верхнем конце круговым ободом, который подвешивается с бортов раскачивающихся на волнах предметов (с лодки, плотика), или с неподвижных (с причала, мола). Внутри резервуара устройства устанавливается плавучий клапан, имеющий выпуклую, сферическую форму, который в своем верхнем положении «садится» на круговой обод. Совершая на волнах движения вверх-вниз, верхний край резервуара такого устройства периодически пересекает урез воды - то выходит над поверхностью водоема, то погружается под воду. В соответствии с движениями резервуара вверх-вниз, плавучий клапан то открывает резервуар, давая возможность нефтяному загрязнению с поверхности водоема поступить в него, то закрывает резервуар и не дает возможности загрязнению вылиться из резервуара на поверхность. Вода, поступившая в резервуар вместе с нефтяным загрязнением с поверхности водоема, выливается через его нижний край, а нефтяное загрязнение накапливается под плавучим клапаном. Многократно пересекая урез воды на волнах, описанное выше устройство собирает нефтяное загрязнение с поверхности водоема в резервуар до его заполнения.
Для усовершенствования данной конструкции нами были разработаны устройства для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, которые также собирают разлившуюся нефть в резервуары с клапанами. Резервуары этих устройств также подвешиваются в водоеме с каких-либо предметов и, качаясь на волнах, пересекают поверхность водоема, покрытую нефтяным загрязнением, собирая его в резервуар под плавучий клапан.
Резервуар одного из таких устройств оборудован с внутренней стороны направляющими [ 2 ], обеспечивающими плавный ход плавучего клапана и плотное прилегание («прижимание») клапана к посадочному месту, препятствующее его перекосам и возможности заклиниванию.
Отличительным признаком другого устройства является наличие смотровых окон, расположенных по бокам резервуара [ 3 ]. Наличие смотровых окон позволяет осуществлять визуальный контроль за заполнением резервуара нефтяным загрязнением во время работы.
В другом нашем устройстве на верхней поверхности резервуара в центре плавучего клапана имеется сквозное отверстие, закрывающееся крышкой на резьбе [ 4 ]. Это отверстие предназначено для откачивания из резервуара нефтяного загрязнения.
При заполнении резервуара нефтяным загрязнением в отверстие просовывается шланг, по которому нефтяное загрязнение откачивается из резервуара в какую-либо емкость. Это приспособление значительно упрощает удаление нефтяного загрязнения из резервуара.
В следующем нашем устройстве для упрощения определения точного времени заполнения резервуара нефтяным загрязнением на внутренней стенке резервуара имеются датчики фиксирующие и передающие информацию о заполнении резервуара и необходимости откачивания нефтяного загрязнения из резервуара [ 5 ]. Это приспособление позволяет с точностью до секунды определить время откачивания нефтяного загрязнения.
Для увеличения рабочей площади сбора нефтяного загрязнения резервуар другого устройства для сбора нефтяного загрязнения предлагается оборудовать кольцевым раструбом [ 6 ]. Кольцевой раструб позволяет захватывать загрязнение с большей площади водоема, что повышает производительность устройства на 10-20%.
Нами разработано еще одно устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, которое также состоит из резервуара с плавучим клапаном и также использует для своей работы энергию волн водоемов. Резервуар этого устройства, в отличие от вышеупомянутых устройств, не подвешивается с какого-либо предмета, а удерживается на поверхности водоема поплавковым поясом [ 7 ], укрепленным снаружи резервуара в его верхней части. Поплавковый пояс удерживает резервуар устройства на поверхности водоема (на плаву) и, в соответствии с движением волн, позволяет его верхнему краю периодически пересекать урез воды - то выходить над поверхностью водоема, то погружаться под воду. Также как и в вышеупомянутых устройствах, в соответствии с движениями резервуара вверх-вниз, плавучий клапан то открывает резервуар, давая возможность нефтяному загрязнению с поверхности водоема поступить в него, то закрывает резервуар и не дает возможности загрязнению вылиться из резервуара на поверхность водоема.
Преимущество такого устройства состоит в том, что его не надо подвешивать с какого-либо предмета. Такие устройства могут быть «выброшены» в разлившееся нефтяное пятно, например, с судна или вертолета. Благодаря расчетному центру тяжести, резервуары таких устройств принимают в воде вертикальное положение, а поплавковый пояс удерживает резервуар устройства на поверхности водоема и позволяет его верхнему краю периодически пересекать урез воды и, таким образом, собирать нефтяное загрязнение с поверхности водоема.
Все описанные выше устройства имеют простую конструкцию, не потребляют традиционных источников энергии, не требуют технического обслуживания и подводки коммуникаций и не загрязняют окружающую среду. Для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов они используют энергию волн и могут работать в водоемах при волнении, что дает им ряд преимуществ.
Однако, в некоторых случаях представляется важным обеспечить работу таких устройств в штилевую погоду. Для сбора нефтяного загрязнения при отсутствии волнения в водоеме, разработанные нами устройства могут быть установлены на плавучих платформах (рамах с поплавками). В этом случае движение резервуаров устройств вверх-вниз (под воду и над водой) может обеспечиваться маломощным двигателем [ 8 ].
Разработанные устройства могут найти применение, как для сбора нефтяного загрязнения, так и для сбора плавучего мусора с поверхности водоемов. Они могут быть использованы также для сбора сорбентов, используемых для ликвидации загрязнителей, что также является важной проблемой. Такие устройства могут быть использованы как в открытом море и в прибрежной зоне, так и в портах, на нефтебазах и т.д.
Нам представляется, что разработка и создание всевозможных устройств для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, должны быть одними из приоритетных направлений исследований, решение которых будет способствовать снижению загрязнения водоемов и улучшению их экологического состояния. Такие устройства должны быть простыми по конструкции, недорогостоящими, легкими и мобильными. Они должны храниться в организациях, отвечающих за чистоту водоемов, или за ликвидацию аварийных разливов нефти (ЛАРН) и оперативно доставляться в районы нефтяных загрязнений.
Литература
1. Пшеничный Б.П., Свидетельство РФ на полезную модель № 6809. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов. Приоритет: 29.04.1997, Опубл. 16.06.1998 Бюл. № 6.
2. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П Патент РФ на полезную модель № 77297. Устройство для сбора загрязнений с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, Опубл. 20.10.2009 Бюл. № 29.
3. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П Патент РФ на полезную модель № 76349. Устройство для сбора нефтяных загрязнений с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, Опубл. 20.09.2009 Бюл. № 26.
4. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П. Патент РФ на полезную модель № 76350. Устройство для сбора нефтяных загрязнений с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, 18.04.2008, Опубл. 20.09.2009 Бюл. № 26.
5. Шалагинов А.А., Шалагинова А.И., Пшеничный Б.П., Патент РФ на полезную модель № 90807. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 30.06.2009, Опубл. 20.01.2010 Бюл. № 2.
6. Шалагинов А.А., Шалагинова А.И., Пшеничный Б.П., Патент РФ на полезную модель № 89537. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 30.06.2009, Опубл. 10.12.2009 Бюл. № 34.
7. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П Патент РФ на полезную модель № 81970. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, Опубл. 10.04.2009 Бюл. № 10.
8. Бурцев П.Ю., Пшеничный Б.П., Шалагинов А.А., Патент РФ на полезную модель № 72985. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 29.12.2007, Опубл. 10.05.2008 Бюл. № 13.
Примечание: *** Пшеничный Б.П., Шалагинов А.А. Устройства для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов. - Сборник докладов 4-й Всероссийской научно-технической конференции "Технические проблемы освоения Мирового океана", ИПМТ ДВО РАН, Владивосток, 2011, c. 250.
Фотогалерея статьи
Пшеничный Б.П.
ФГУ «Межведомственная ихтиологическая комиссия»
Москва, Россия
Шалагинов А.А.
ООО «Научно-исследовательский институт морских систем»
Санкт-Петербург, Россия
Проблема загрязнения водоемов нефтепродуктами приобретает в последнее время все большее значение. Увеличивается мировой транспорт нефти, увеличивается тоннаж нефтеналивных судов, следовательно, увеличиваются риски связанные с разливами нефтепродуктов в море. Довольно часто происходят разливы и утечки нефтепродуктов в пресноводных водоемах.
Одна из главных задач при ликвидации последствий разливов нефтепродуктов заключается в предотвращении растекания нефтяного загрязнения по поверхности водоема на большие акватории. Не менее важной задачей является сбор разлившихся на поверхности воды нефтепродуктов, представляющих поверхностную пленку. Для предотвращения растекания нефти и сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов существует большое количество устройств, начиная от всевозможных бонов, ограждающих загрязненную акваторию, до устройств, собирающих нефтяное загрязнение в различные емкости, так называемых скиммеров. Для ликвидации такого загрязнения применяются также всевозможные сорбенты.
Большинство устройств для сбора нефти с поверхности водоемов представляют собой механические или электрические насосы, для работы которых необходимо использовать традиционные источники энергии. Такие устройства, как правило, дорогостоящие, громоздкие, требуют постоянного технического обслуживания, подводки коммуникаций. Часто такие устройства громоздки и не могут быть быстро доставлены к месту разлива нефти, а также использоваться в штормовую погоду. Они могут загрязнять окружающую среду, что делает их применение сложным и снижает эффективность.
Для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов нами разработано устройство, использующие энергию поверхностных волн водоемов [ 1 ]. Устройство представляет собой открытый с обоих концов резервуар, оборудованный в верхнем конце круговым ободом, который подвешивается с бортов раскачивающихся на волнах предметов (с лодки, плотика), или с неподвижных (с причала, мола). Внутри резервуара устройства устанавливается плавучий клапан, имеющий выпуклую, сферическую форму, который в своем верхнем положении «садится» на круговой обод. Совершая на волнах движения вверх-вниз, верхний край резервуара такого устройства периодически пересекает урез воды - то выходит над поверхностью водоема, то погружается под воду. В соответствии с движениями резервуара вверх-вниз, плавучий клапан то открывает резервуар, давая возможность нефтяному загрязнению с поверхности водоема поступить в него, то закрывает резервуар и не дает возможности загрязнению вылиться из резервуара на поверхность. Вода, поступившая в резервуар вместе с нефтяным загрязнением с поверхности водоема, выливается через его нижний край, а нефтяное загрязнение накапливается под плавучим клапаном. Многократно пересекая урез воды на волнах, описанное выше устройство собирает нефтяное загрязнение с поверхности водоема в резервуар до его заполнения.
Для усовершенствования данной конструкции нами были разработаны устройства для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, которые также собирают разлившуюся нефть в резервуары с клапанами. Резервуары этих устройств также подвешиваются в водоеме с каких-либо предметов и, качаясь на волнах, пересекают поверхность водоема, покрытую нефтяным загрязнением, собирая его в резервуар под плавучий клапан.
Резервуар одного из таких устройств оборудован с внутренней стороны направляющими [ 2 ], обеспечивающими плавный ход плавучего клапана и плотное прилегание («прижимание») клапана к посадочному месту, препятствующее его перекосам и возможности заклиниванию.
Отличительным признаком другого устройства является наличие смотровых окон, расположенных по бокам резервуара [ 3 ]. Наличие смотровых окон позволяет осуществлять визуальный контроль за заполнением резервуара нефтяным загрязнением во время работы.
В другом нашем устройстве на верхней поверхности резервуара в центре плавучего клапана имеется сквозное отверстие, закрывающееся крышкой на резьбе [ 4 ]. Это отверстие предназначено для откачивания из резервуара нефтяного загрязнения.
При заполнении резервуара нефтяным загрязнением в отверстие просовывается шланг, по которому нефтяное загрязнение откачивается из резервуара в какую-либо емкость. Это приспособление значительно упрощает удаление нефтяного загрязнения из резервуара.
В следующем нашем устройстве для упрощения определения точного времени заполнения резервуара нефтяным загрязнением на внутренней стенке резервуара имеются датчики фиксирующие и передающие информацию о заполнении резервуара и необходимости откачивания нефтяного загрязнения из резервуара [ 5 ]. Это приспособление позволяет с точностью до секунды определить время откачивания нефтяного загрязнения.
Для увеличения рабочей площади сбора нефтяного загрязнения резервуар другого устройства для сбора нефтяного загрязнения предлагается оборудовать кольцевым раструбом [ 6 ]. Кольцевой раструб позволяет захватывать загрязнение с большей площади водоема, что повышает производительность устройства на 10-20%.
Нами разработано еще одно устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, которое также состоит из резервуара с плавучим клапаном и также использует для своей работы энергию волн водоемов. Резервуар этого устройства, в отличие от вышеупомянутых устройств, не подвешивается с какого-либо предмета, а удерживается на поверхности водоема поплавковым поясом [ 7 ], укрепленным снаружи резервуара в его верхней части. Поплавковый пояс удерживает резервуар устройства на поверхности водоема (на плаву) и, в соответствии с движением волн, позволяет его верхнему краю периодически пересекать урез воды - то выходить над поверхностью водоема, то погружаться под воду. Также как и в вышеупомянутых устройствах, в соответствии с движениями резервуара вверх-вниз, плавучий клапан то открывает резервуар, давая возможность нефтяному загрязнению с поверхности водоема поступить в него, то закрывает резервуар и не дает возможности загрязнению вылиться из резервуара на поверхность водоема.
Преимущество такого устройства состоит в том, что его не надо подвешивать с какого-либо предмета. Такие устройства могут быть «выброшены» в разлившееся нефтяное пятно, например, с судна или вертолета. Благодаря расчетному центру тяжести, резервуары таких устройств принимают в воде вертикальное положение, а поплавковый пояс удерживает резервуар устройства на поверхности водоема и позволяет его верхнему краю периодически пересекать урез воды и, таким образом, собирать нефтяное загрязнение с поверхности водоема.
Все описанные выше устройства имеют простую конструкцию, не потребляют традиционных источников энергии, не требуют технического обслуживания и подводки коммуникаций и не загрязняют окружающую среду. Для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов они используют энергию волн и могут работать в водоемах при волнении, что дает им ряд преимуществ.
Однако, в некоторых случаях представляется важным обеспечить работу таких устройств в штилевую погоду. Для сбора нефтяного загрязнения при отсутствии волнения в водоеме, разработанные нами устройства могут быть установлены на плавучих платформах (рамах с поплавками). В этом случае движение резервуаров устройств вверх-вниз (под воду и над водой) может обеспечиваться маломощным двигателем [ 8 ].
Разработанные устройства могут найти применение, как для сбора нефтяного загрязнения, так и для сбора плавучего мусора с поверхности водоемов. Они могут быть использованы также для сбора сорбентов, используемых для ликвидации загрязнителей, что также является важной проблемой. Такие устройства могут быть использованы как в открытом море и в прибрежной зоне, так и в портах, на нефтебазах и т.д.
Нам представляется, что разработка и создание всевозможных устройств для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, должны быть одними из приоритетных направлений исследований, решение которых будет способствовать снижению загрязнения водоемов и улучшению их экологического состояния. Такие устройства должны быть простыми по конструкции, недорогостоящими, легкими и мобильными. Они должны храниться в организациях, отвечающих за чистоту водоемов, или за ликвидацию аварийных разливов нефти (ЛАРН) и оперативно доставляться в районы нефтяных загрязнений.
Литература
1. Пшеничный Б.П., Свидетельство РФ на полезную модель № 6809. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов. Приоритет: 29.04.1997, Опубл. 16.06.1998 Бюл. № 6.
2. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П Патент РФ на полезную модель № 77297. Устройство для сбора загрязнений с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, Опубл. 20.10.2009 Бюл. № 29.
3. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П Патент РФ на полезную модель № 76349. Устройство для сбора нефтяных загрязнений с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, Опубл. 20.09.2009 Бюл. № 26.
4. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П. Патент РФ на полезную модель № 76350. Устройство для сбора нефтяных загрязнений с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, 18.04.2008, Опубл. 20.09.2009 Бюл. № 26.
5. Шалагинов А.А., Шалагинова А.И., Пшеничный Б.П., Патент РФ на полезную модель № 90807. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 30.06.2009, Опубл. 20.01.2010 Бюл. № 2.
6. Шалагинов А.А., Шалагинова А.И., Пшеничный Б.П., Патент РФ на полезную модель № 89537. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 30.06.2009, Опубл. 10.12.2009 Бюл. № 34.
7. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П Патент РФ на полезную модель № 81970. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 18.04.2008, Опубл. 10.04.2009 Бюл. № 10.
8. Бурцев П.Ю., Пшеничный Б.П., Шалагинов А.А., Патент РФ на полезную модель № 72985. Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема. Приоритет: 29.12.2007, Опубл. 10.05.2008 Бюл. № 13.
Примечание: *** Пшеничный Б.П., Шалагинов А.А. Устройства для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов. - Сборник докладов 4-й Всероссийской научно-технической конференции "Технические проблемы освоения Мирового океана", ИПМТ ДВО РАН, Владивосток, 2011, c. 250.
| Разместил: | Алекссей Шалагинов |
| Источник: | Собственная информация |
| Учетная запись: | НИИ Морских Систем |
| Дата: | 19.03.15 |
