Вода и нефть часть образуют трудно разделимую нефтяную эмульсию. В общем случае эмульсия есть система из двух взаимно нерастворимых жидкостей, в которых одна распределена в другой во взвешенном состоянии в виде мельчайших капель. Та жидкость, которая образует взвешенные капли, называется дисперсной фазой, а та, в которой взвешены капли - дисперсной средой. Различают два типа нефтяных эмульсий: нефть в воде, или гидрофильная эмульсия, и вода в нефти, или гидрофобная эмульсия. В первом случае нефтяные капли образуют дисперсную фазу внутри водной среды, во втором - капли воды образуют дисперсную фазу в нефтяной среде.
Образованию стойкой эмульсии предшествуют понижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз и создание вокруг частиц дисперсной фазы прочного адсорбционного слоя. Такие слои образуют в системе третьи вещества – эмульгаторы. Растворимые в воде (гидрофильные) эмульгаторы способствуют образованию эмульсий типа нефть в воде, а растворимые в нефтепродуктах (гидрофобные) – вода в нефти. Гидрофильная эмульсия легко разрушается в воде, гидрофобная – в бензине или в бензоле.
Основными факторами, определяющими стойкость нефтяных эмульсий, являются физико-химические свойства нефти, степень дисперсности (размер частиц), температура и время существования эмульсии. Чем выше плотность и вязкость нефти, тем устойчивее эмульсия. Степень дисперсности зависит от условий образования эмульсий и для системы вода в нефти колеблется в пределах 0,2-100 мк. При размерах капель до 20 мк эмульсия считается мелкодисперсной , в пределах 20-50 мк – среднедисперсной и свыше 50 мк – грубодисперсной. Труднее поддаются разрушению мелкодисперсные эмульсии. Чем выше температура, тем менее устойчива нефтяная эмульсия. Эмульсии способны «стареть», т. е. повышать свою устойчивость со временем. При этом поверхностные слои приобретают аномалию вязкости, возрастающую со временем в сотни и даже тысячи раз.
Растворенное вещество (нефтепродукт) может не изменять поверхностное натяжение растворителя, повышать и понижать его. Поверхностная свободная энергия стремится к минимуму, поэтому при повышении поверхностного натяжения вещество будет удаляться с поверхности внутрь жидкости. Полному удалению молекул растворенного вещества с поверхности препятствует тепловое движение, под действием которого вещество стремится к равномерному распределению в объеме.
Под влиянием этих двух факторов устанавливается равновесие, в результате которого концентрация вещества в поверхностном слое уменьшается по сравнению с концентрацией в объеме.
Если растворенное вещество снижает поверхностное натяжение растворителя, то концентрация его в поверхностном слое увеличивается.
Самопроизвольное изменение концентрации вещества в поверхностном слое, отнесенное к единице поверхности, называется адсорбцией, обозначается через Г.
Если растворенное вещество не изменяет поверхностное натяжение растворителя, адсорбция Г=0 и вещество равномерно распределено между поверхностным слоем и объемом.
Простое термодинамическое соотношение между поверхностной концентрацией Г и изменением поверхностного натяжения с активной концентрацией растворяемого вещества было выведено Гиббсом и зависит от температуры.
В процессах разрушения нефтяных эмульсий необходимо добиться столкновения глобул между собой, разрушения их оболочек, за счет этого слияние в более крупные капли фазы. Известные способы:1. механический, 2. химический, 3. термический, 4. электрический, 5. комбинированный.
Отстаивание применимо к свежим нестойким эмульсиям, способным расслаиваться на нефть и воду вследствие разности плотностей компонентов, составляющих эмульсию.
Нагрев эмульсий до 50-80 град.С. При нагреве уменьшается вязкость нефти и увеличивается разность плотностей. Происходит оседание глобул воды определяется согласно формуле Стокса.
Ну так ответ на вопрос
ro_ способна-ли концентрация НП составляющая 0,05-0,1 мг/м3 в резервуаре очищенных стоков на АЗС образовать пленку НП на поверхности? Продолжительность отстоя= продолжительности накопления стоков в резервуаре и определяется его объемом. Климатическая зона- 3 (южная)
Все зависит от применяемой очистки. При механической очистке большая часть растворенных в воде нефтепродуктов не образуют стойких эмульсий и соответственно при отстаивании может образовать пленку, возможно даже невидимую толщиной меньше 0,05 мкм.
При фильтрации все зависит от фильтрующей загрузки и размера пор сорбента, чем больше поры, тем больше шансов проскока неэмульгированного нефтепродукта.
При адсорбции важным фактором является начальная концентрация, так как снижается поверхностное натяжение на поверхности активированного угля и нефтепродукт на нем не задерживается.
На образование стойкой эмульсии зависит продолжительность отстаивания, так как по истечении двух суток эмульсия нефть в воде "постареет" и станет более устойчивой.
Кроме того, большая зависимость на отделение нефтепродукта повлияет сам размер растворенных частиц, чем больше площадь частицы, тем больше шансов, что всплывет.
Так как испарение нефтепродукта осуществляется при нормальных условиях, а именно с поверхности.
Однако, учитывая расположение нефтеловушки в 3-й климатической зоне, а как известно температура воздуха в особенно жаркие летние месяцы может достигать 60 град. С, то возможно изменения поверхностного натяжения эмульгированного нефтепродукта, что и приведет к его всплытию, но при условии что нефтеловушка открытая и подвергается действию прямых солнечных лучей.
Тем не менее, для определения концентрации паров нефтепродуктов испаряющихся с поверхности резервуара очищенной сточной воды, необходимо проведение полномасштабных физико-химических исследований. В НПА отсутствуют подобные исследования, и выбросами от таких резервуаром можно пренебречь, до выхода соответствующей методики.
