Учебный центр «Крисмас+»

Вихревой метод удаления нефтепродуктов с поверхности воды (Суздорф Феликс МОУ СОШ № 11 г.Ейска МО Ейский район Краснодарский край Руководитель: Семке А.И.)

Проблема загрязнения водной поверхности углеводородами очень актуальна в последнее время, однако, к сожалению эффективных, экологически чистых методов очитки в настоящее время не существует. Гипотеза исследований: при увеличении частоты вращения барабана увеличивается чистота очистки водной поверхности от углеводородов.
Объект исследования: водная поверхность загрязненная нефтепродуктами
Цель исследования: определить оптимальную частоту вращения центрифуги, при которой степень очистки водной поверхности от углеводородов будет оптимальной.
Задачи исследования:
1. Создать установку, с помощью которой можно удалять углеводороды с поверхности воды.
2. Определить степень очистки воды от нефтепродуктов при вихревом методе очистки.
3. Определить оптимальную частоту вращения барабана центрифуги, при которой степень очистки будет максимальной.
С поверхности воды наиболее эффективным способом удаления нефти является способ центробежного воздействия. Предлагаем в место скопления нефти погрузить вал, который будем вращать с определенной частотой. Вал крепится на платформе, которая и является основным средством сбора нефти. В результате вращения вала более легкая нефть будет приближаться к вращающемуся барабану, далее с помощью шлангов и насосов мы откачиваем нефть в цистерны и емкости, находящиеся на платформе. Установка мобильная и на одной платформе может работать несколько таких установок.
Для проведения эксперимента нам понадобилась готовая установка (которую мы предварительно спроектировали и собрали) для удаления нефти с водной поверхности, сосуд, наполненный водой, пипетка на 10 мл, нефть, которая была набрана со скважины в ЯНАО. Для начала мы брали сосуд диаметром, равным 20 см = 0,2 м. Наполняли его водой, затем мы набирали пипеткой ровно 10 мл нефти и разливали её над поверхностью воды.
Также нам было необходимо вычислить концентрацию нефти на поверхности воды по очень простой формуле: h = Vнефти/Sповерхности = 0,001л/0,1256 м² = 0,0079 л/м². После разлива нефти, мы исследовали объект, который держался на поверхности воды, и включали установку, далее наблюдали, как объект начинал двигаться по окружности, засекали, за какой промежуток времени он сделает один оборот, постепенно увеличивали напряжение, скорость движения объекта становилась более высокой. Результаты, которые мы получили, вы можете увидеть в таблице, которая приведена ниже. Эффект, которого мы добились во время данного исследования, был совершенно неожиданным, метод, который мы нашли, является практически идеальным. Большинство методов, найденных нами, являются либо очень сильно затрачиваемыми или экологически невыгодными. Так, побережье Калининградской области было подвержено разливу нефти, при борьбе с которым были использованы различные химические растворы. При взаимодействии нефти с этими химическими растворами были образованы куски парафина, которые сейчас можно встретить на песчаном побережье Калининградской области.
Благодаря проведенным опытам мы удостверились, что данный способ позволяет максимально эффективно удалять нефтепродукты с поверхности воды. При увеличении частоты вращения лопастей двигателя, углеводороды полностью концентриуются на барабане, что позволяет эффективо их удалять. В ходе проведенного исследования мы наблюдали, что при изменении частоты вращения барабана центрифуги изменялась концентрация нефти. Так, при частоте вращения 0,1 об/с степень очистки равнялась 20%, при увеличении частоты до 0,5 об/с, степень очистки составляла 50%. При частоте обращения барабана 0,8 об/с нефть полностью концентрируется около барабана, что приводит к полной очистке воды.
Таким образом, вихревой метод позволяет полностью очитить водную поверхность от углеводородов.

Мультимедийная презентация работы

Заочный презентационный материал

См. также

Учебное оборудование, производимое и поставляемое ЗАО «Крисмас+» для исследования физических и физико-химических параметров состояния окружающей среды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VII Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»