3D打印撇油器助力海洋溢油现场高效清污工作

海洋油气开采和输运过程中,原油泄漏等事件频繁发生,不仅造成了资源的浪费,而且造成了海洋环境的污染。随着人们环境保护意识的日渐增强,海上原油泄露等污染事件中浮油分离和收集问题亟待解决。针对海洋泄油事件,目前通用的处理办法为采用围油栏、撇油器以及吸油毡等设备进行清理。但是,受海洋季风及海水流动性的影响,油污区域往往会发生扩散给清污工作带来很大困难,一些突出事件更是要求溢油现场快速、高效、低成本的海洋清污工作,这对目前的围油栏、撇油器以及吸油毡等清污技术和材料提出了大的挑战。

针对此上问题和挑战,借助3D打印先进制造技术在计算机辅助设计和快速成型制造方面的优势,中国科学院兰州化学物理研究所材料表界面课题组首次制备了结构、尺寸高度可调的功能性人工撇油器,并构建了基于3D打印技术的油/水分离组件制造平台,使直接搭载于舰船于海洋溢油现场快速、高效、低成本地制作集油器进行清污工作成为可能。近日,该研究工作发表在国际知名期刊Adv. Mater. Interfaces 上,并受到多家媒体报道和关注。

与多孔型吸油毯等油/水分离材料相比,3D打印撇油器具有分离与收集同步进行、集油倍率高、易于清洗、可重复使用等优势;同时,所收集到的油在容器中具有很好的贮存稳定性,即使在激烈振荡、大幅度起伏、跌落等模拟海浪、风暴等情况下亦不会出现二次泄露,证明了其在恶劣环境下的适用性。另外,3D打印先进制造技术可根据实际需要设计、制造不同孔径、大小和容量的油/水分离组件。3D打印油/水分离制造技术和平台在易于设计和制造以及浮油高效同步分离与收集等方面的优势使其有望直接搭载于舰船进行溢油现场快速、高效、低成本的海洋清污工作。

此外,该课题王晓龙研究员指出,3D打印油/水分离制造技术和平台除了用于海洋油污收集和分离领域外,还可用于日常生活中,比如餐饮等行业中各种油水混合物的收集和分离。在经过简单地培训后,任何工作人员均可实施打印操作,制备符合实际需要的油水分离/集油器。

F2

3D打印撇油器及浮油分离收集示意图