Методы обезвреживания и утилизации нефтеотходов. Эффективные и экономичные способы
Проблема обезвреживания и утилизации нефтеотходов в России имеет высокую степень актуальности, так как страна находится на одном из первых мест в мире по уровню добычи нефти, ее транспортировки и переработки.
Проблема обезвреживания и утилизации нефтеотходов в России имеет высокую степень актуальности, так как страна находится на одном из 1 х мест в мире по уровню добычи нефти, ее транспортировки и переработки.
И отсутствие эффективной системы, способной нейтрализовать потенциальное вредное воздействие, способно повлечь разрушительные последствия для экосистемы. Проблема усугубляется еще и тем фактом, что в середине прошлого века нефтедобыча на территории России велась без соблюдения мер безопасности, в результате чего страна имеет историческое наследие в виде 1000 гектаров загрязненных нефтепродуктами земель.
Поэтому аспект экологической безопасности на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки, а также ведение реновации загрязненных почв находятся в зоне усиленного внимания. На сегодняшний день в данной сфере постоянно осуществляются научные и технологические изыскания.
Основные методы обезвреживания и утилизации нефтеотходов
Имеющиеся на сегодня методы нейтрализации опасных нефтеотходов можно разделить на следующие группы:
Выбор метода или их сочетания зависит от условий конкретного предприятия или ситуации.
Так, механический метод подразумевает сбор разлившегося нефтепродукта после локализации пострадавшей территории и его вывоз на временное хранение.
В основе группы термических методов лежит подвергание отходов сжиганию, проводимому разными способами. В случаях если произошло загрязнение нефтепродуктами почвенного слоя, также возможно применение термического метода, однако этот путь имеет весомые минусы: он становится причиной загрязнения территории продуктами сгорания, соединениями высокой токсичности, а период, в течение которого восстанавливается почва после его применения, существенно увеличивается.
Способность некоторых микроорганизмов к разложению углеводородных соединений и образованию из них экологически безопасных веществ лежит в основе микробиологических методов. Главный минус этого метода – порой компоненты, содержащиеся в нефтесодержащих отходах, характеризуются высокой инертностью к разложению биологическими методами.
Еще 3 метода объединяются в группу физико-химических.
Химический метод базируется на использовании специальных препаратов, которые, поглощая нефтепродукты, преобразуют их в соединения с существенно более низкой токсичностью.
Экстракционный метод связан с применением экстрагентов (горячая вода, легкие фракции нефтепродуктов и др.). Они позволяют извлечь углеводороды из отходов.
Сегодня сорбционный метод является одним из максимально эффективных и имеющих наиболее широкое применение методов. О нем мы поговорим подробнее.
Сорбенты: эффективность и экологичность
Как ясно из названия, этот метод подразумевает использование материалов с высоким уровнем сорбирующих качеств. Принцип его работы состоит в том, что при контакте полости сорбента заполняются проникающей в них нефтью. После этого нефть может быть утилизирована вместе с сорбентом.
Если раньше наиболее распространенными сорбентами были торф, опилки, песок, то сейчас разработано много эффективных современных сорбционных материалов. Весомым преимуществом метода является его экологическая безопасность. Так, сорбенты СинержиСорб® в нефтенасыщенном состоянии относятся к IV (малоопасному) классу. Они настолько надежно связывают углеводороды, что те ни при каких условиях не подвергаются десорбции.
Эти сорбенты имеют самый широкий спектр применения.
Ситуации, где возможно их использование:
— для применения на нефтепромысловых сооружениях и предприятиях нефтепереработки применяются сорбирующие изделия 3 видов:сорбирующие изделия SynergySorb® для твердой поверхности, гидрофобные сорбирующие изделия и технологические сорбирующие изделия. С их помощью можно эффективно предотвратить разлив или протечку нефти или нефтепродуктов, а также результативно собрать загрязнения с поверхности воды и др. Сорбенты поглощают нефтепродукты без остатка, полностью удаляя даже радужную пленку.
— необходимость устранения последствий аварии в виде разлившейся нефти или нефтепродуктов. В этих ситуациях применяется сорбент для нефтепродуктов SynergySorb® ПС-150, изготовленный из экологически чистого растительного сырья. После его применения обработанная поверхность остается совершенно чистой, действия с сорбентом не требуют особых мер предосторожности.
Не менее эффективно можно использовать сорбенты во время транспортировки, на автозаправочных станциях, в ремонтных зонах, на нефтебазах и др. Под указанное клиентом оборудование эти сорбенты могут быть изготовлены на заказ.
Еще один плюс использования сорбентов состоит в хорошо проработанной системе их утилизации. Сорбирующие изделия и сорбенты после использования потребитель хранит в контейнерах вплоть до передачи дилеру, а тот в свою очередь производит их обработку и передает производителю с целью дальнейшего использования.
Эта схема весьма удобна для потребителя и не создает для него никаких дополнительных трудностей.
Подводя итог, скажем, что, при современном уровне развития технологий обезвреживание и утилизация нефтеотходов перестали быть задачей, не имеющей решения.
Ответственные компании, занимающиеся добычей, переработкой и транспортировкой углеводородов и продукции из них, имеют возможность выбирать методы, внедрение которых будет максимально эффективно в условиях конкретного предприятия и обеспечит высокий уровень экологической безопасности производства.
Источник
Способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами
Изобретение относится к экологии, конкретнее к обработке почвы, загрязненной нефтяными веществами. Способ включает нанесение на поверхность цементной пыли, улавливаемой электрофильтрами из отходящих газов вращающихся печей цементных заводов, с влажностью не более 2% слоем 1 — 5 см и перемешивание со слоем почвы 5 — 10 см. Изобретение позволяет расширить область использования и повысить экологическую эффективность. 5 з.п.ф-лы, 11 табл.
Изобретение относится к экологии, конкретнее к области обработки почвы, загрязненной нефтяными веществами, и может быть использовано для восстановления плодородия загрязненной почвы в сельском хозяйстве или в другой отрасли народного хозяйства.
Известен способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий нанесение на поверхность загрязнений прокаленных отходов минеральных частиц частью в виде окиси металла (см. акцептованную заявку Японии N 4-29413, МПК B 01 J 20/02, публикация 18.05.92г.).
Недостатком известного способа является недостаточная экономическая эффективность, обусловленная дополнительными затратами на предварительное прокаливание отходов — шламов сточных вод.
Известен способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий смешивание ненужного материала (отходы) с цементирующими реагентами в присутствии воды и получении непроницаемого, несущего нагрузку строительного материала. Цементирующими реагентами являются известь и летучая зола (см. описание изобретения к патенту США N 4514307, МПК C 02 F 11/14, C 04 B 1/00, публикация 30.04.85г.).
Недостатком известного способа является то, что его невозможно применить для восстановления плодородия загрязненной нефтью или нефтепродуктами почвы, что особенно важно в сельском хозяйстве.
Известен способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий использование негашеной извести, быстро схватывающегося цемента и воды и получение продукта, который должен сжигаться в установках для сжигания отходов (см. описание изобретения к патенту ФРГ N 4107733, МПК C 02 F 1/28, публикация 17.09.92 г.).
Недостатком известного способа является то, что его невозможно применить для восстановления плодородия загрязненной почвы на месте ее нахождения.
Известен способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий использование шлама от работающих на буром угле паровых котлов, цемента и воды и получение отвержденной иммобилизованной смеси, в которой зафиксировано загрязняющее вещество и которая используется в уплотненной форме (см. описание изобретения к международной заявке N 95/23041, МПК B 09 C 1/08, C 09 K 3/32, публикация 31.08.95 г.).
Недостатком известного способа является то, что его невозможно применить для восстановления плодородия загрязненной почвы на месте ее нахождения.
Известен способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий использование шлама доменной печи и цемента, смешивание их с загрязненной почвой и вулканизацию, в результате чего получают нерастворимый материал (см. описание изобретения к патенту EP N 0756904, МПК B 09 C 1/08, публикация 05.02.97 г.).
Недостатком известного способа является недостаточная экономическая эффективность, обусловленная использованием цемента, и то, что он мало пригоден для восстановления плодородия почвы.
Известен способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий нанесение на поверхность цементной пыли из электрофильтров, улавливаемой при производстве клинкерного цемента, с размером частиц меньше 0,0076 мм и имеющей следующий состав, мас. %: Окись алюминия — 3,4 Окись железа — 2,3 Окись калия — 3,3 Окись кальция — 52,6 Окись натрия — 1,6 Двуокись кремния — 13,6 Серный ангидрид — 2,9 Сера — 1,1 Двуокись углерода — 19,7
(см. описание изобретения к патенту Великобритании N 1310675, МПК C 02 B 9/02, публикация 21.03.73 г.).
Недостатком этого известного способа является ограниченная область использования, только для обработки загрязненной нефтью или нефтепродуктами воды путем распыления цементной пыли из объема, и недостаточная экологическая эффективность при обработке загрязненной почвы, имеющей большую концентрацию загрязнителя.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение области использования отхода цементного производства — цементной пыли для обработки загрязненной почвы с целью восстановления плодородия почвы и для обработки почвы в местах наиболее вероятного ее загрязнения, и повышение экологической безопасности производств, связанных с добычей нефти, производством, транспортировкой и хранением нефтепродуктов.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающем нанесение на поверхность цементной пыли, цементную пыль, улавливаемую электрофильтрами из отходящих газов вращающихся печей цементных заводов, с влажностью не более 2% наносят слоем 1 — 5 см и перемешивают со слоем почвы 5 — 10 см.
Кроме того, цементная пыль содержит окиси металлов алюминия, железа, калия, кальция, натрия и магния, двуокись кремния и серный ангидрид при следующем процентном соотношении компонентов, мас. %:
Окись алюминия — 3,8 — 3,9
Окись железа — 2,7 — 3,6
Окись калия — 3,8 — 4,3
Окись кальция — 57,5 — 60,8
Окись натрия — 2,7 — 2,9
Окись магния — 1,2 — 1,3
Двуокись кремния — 17,5 — 18,0
Серный ангидрид — 7,5 — 8,5
Кроме того, при концентрации загрязнителя от 1 до 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель : цементная пыль составляет 1 : 1 — 2, при этом цементную пыль наносят слоем 1 — 2 см.
Кроме того, при концентрации загрязнителя более 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель : цементная пыль составляет 1 : 2 — 10, при этом цементную пыль наносят слоем 2 — 5 см.
Кроме того, в местах наиболее вероятного загрязнения почвы нефтью или нефтепродуктами предварительно наносят цементную пыль слоем 1 см и перемешивают со слоем почвы 5 см.
Кроме того, концентрацию загрязнителя в почве определяют методом скрининговой оценки токсичности почв, загрязненных нефтью или нефтепродуктами, с помощью биотестирования, при этом в качестве биотестов используют инфузории-туфельки.
Это позволяет расширить область использования, т.е. для обработки загрязненной почвы и почвы в местах наиболее вероятного загрязнения, и повысить эколого-экономическую эффективность.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На почве определяют концентрацию и ореол распространения загрязнений.
При попадании нефти и нефтепродуктов в почву нарушаются биологические, химические и физические процессы, что приводит к разрушению структуры почвы и нарушению водно-воздушного режима, прекращению нормального роста растений в течение ряда лет.
Основным фактором воздействия при загрязнениях почвы нефтью или нефтепродуктами является их токсичность, которая приводит к снижению плодородия почвы. Для пахотного слоя сельскохозяйственных земель экологическая норма загрязнения почвы нефтью или нефтепродуктами составляет 1 г/кг почвы.
В местах наиболее вероятного загрязнения почвы нефтью или нефтепродуктами, например у склада ГСМ, шламового амбара-накопителя или емкости с нефтью, в качестве предупреждающего природоохранного мероприятия с целью блокировки продвижения загрязнителя по площади и на глубину в радиусе 5 м от источника слой почвы в 5 см смешивают с цементной пылью, которую предварительно наносят слоем 1 см. Это препятствует просачиванию загрязнителя на глубину и загрязнению грунтовых вод.
При порывах на нефтепроводах на первом этапе оценивают визуально площадь загрязнения и в пределах ее границы осуществляют нанесение цементной пыли с целью ограничения площадного распространения загрязнителя. При этом цементную пыль наносят слоем 1 см и перемешивают со слоем почвы 5 см. На втором этапе проводят отбор и анализ проб почвы. Концентрацию загрязнителя в почве определяют методом скрининговой оценки токсичности почв, загрязненных нефтью или нефтепродуктами, с помощью биотестов, при этом в качестве биотестов используют инфузории-туфельки.
Использование биотестирования для экологической экспертизы загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами позволяет определить степень токсичности и опасности смесей неопределенного состава и различного происхождения.
Нейтрализация загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами достигается методом адсорбционного воздействия цементной пыли. Цементная пыль нетоксична и применяется для улучшения качества почвы, например для известкования кислых почв.
При концентрации загрязнителя от 1 до 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель : цементная пыль составляет 1 : 1 — 2, при этом цементную пыль с влажностью не более 2% наносят на поверхность загрязнений слоем 1 — 2 см и перемешивают со слоем почвы 5 — 10 см. Далее происходит адсорбционное воздействие цементной пыли на загрязнитель.
При концентрации загрязнителя более 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель : цементная пыль составляет 1 : 2 — 10, при этом цементную пыль наносят слоем 2 — 5 см и перемешивают со слоем почвы 5 — 10 см.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Проведены исследования для оценки возможности нейтрализации разливов нефти и загрязненной нефтью почвы с помощью цементной пыли — отходами производства АО «Себряковцемент», химический состав которой приведен в табл.1.
Использование цементной пыли по отношению к известным биопрепаратам, нейтрализующим разливы нефти, является предпочтительней по двум основным показателям ее низкой себестоимости и отсутствию ограничений, связанных с физико-географическими условиями конкретной местности ее применения (температурным режимом, влажностью и другими условиями). Практическая ценность данного изобретения вытекает из достигаемого положительного результата, т. е. экологической и экономической эффективности применения цементной пыли для нейтрализации разливов нефти или нефтепродуктов на почве. Установлено, что при добавлении цементной пыли в почву, загрязненную нефтью или нефтепродуктами, снижается ее токсичность и исключается испарение легких (летучих) фракций в атмосферу и попадание загрязнителей в грунтовые воды. Цементную пыль возможно использовать для восстановления плодородия почвы, загрязненной нефтью или нефтепродуктами. Она резко снижает концентрацию летучих компонентов, являясь их надежным сорбентом. Данный способ нейтрализации загрязнений почвы независим от механического состава почвы и физико-химических свойств загрязнителя — нефти или нефтепродуктов.
Исследования осуществлялись раздельно для районов деятельности Жирновского и Арчединского НГДУ, где сосредоточено наибольшее число старых нефтяных промыслов, а также на территориях которых в данный момент сконцентрированы поисковые и разведочные работы на нефть, качественная характеристика которой приведена в табл.2.
При изучении концентраций углеводородных соединений в почвах выбран хроматографический анализ, что связано с его чувствительностью, экспресностью и возможностью определения летучих компонентов, которые являются одной из составляющих при определении токсичности почв, загрязненных нефтью или нефтепродуктами. Результаты экспериментальных хроматографических исследований приведены в табл.4 и 5.
Экспериментальные токсикологические исследования загрязненных нефтью почв проведены методом скрининговой оценки токсичности почв с помощью биотестирования. При этом в качестве биотестов использованы инфузории-туфельки. Их результаты приведены в табл. 6, 7 и 8.
Как видно из данных табл. 6 содержание нефти в почве в количестве 3% от ее веса приводит к гибели инфузорий в 68,5% случаев, а при содержании нефти в почве в количестве 5% погибают все особи.
По результатам экспериментальных токсикологических исследований сделан вывод, что использование цементной пыли для целей обезвреживания почвы, загрязненной нефтью или нефтепродуктами, является перспективным. Инфузории-туфельки в качестве тест-объекта для оценки степени токсичности загрязненных нефтью или нефтепродуктами почв отвечают необходимым требованиям: чувствительности, экспрессности получения информации, простоты культивирования, дешевизны, надежности, приемов снятия прижизненных параметров.
Результаты оценки экономической эффективности приведены в табл.9, 10 и 11.
1. Способ нейтрализации загрязнений почвы нефтью или нефтепродуктами, включающий нанесение на поверхность цементной пыли, отличающийся тем, что цементную пыль, улавливаемую электрофильтрами из отходящих газов вращающихся печей цементных заводов, с влажностью не более 2% наносят слоем 1 — 5 см и перемешивают со слоем почвы 5 — 10 см.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что цементная пыль содержит окиси металлов алюминия, железа, калия, кальция, натрия и магния, двуокись кремния и серный ангидрид при следующем процентном соотношении компонентов, мас.%:
Окись алюминия — 3,8 — 3,9
Окись железа — 2,7 — 3,6
Окись калия — 3,8 — 4,3
Окись кальция — 57,5 — 60,8
Окись натрия — 2,7 — 2,9
Окись магния — 1,2 — 1,3
Двуокись кремния — 17,5 — 18,0
Серный ангидрид — 7,5 — 8,5
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при концентрации загрязнителя от 1 до 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель : цементная пыль составляет 1 : 1 — 2, при этом цементную пыль наносят слоем 1 — 2 см.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при концентрации загрязнителя более 15 г/кг почвы соотношение загрязнитель : цементная пыль составляет 1 : 2 — 10, при этом цементную пыль наносят слоем 2 — 5 см.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в местах наиболее вероятного загрязнения почвы нефтью или нефтепродуктами предварительно наносят цементную пыль слоем 1 см и перемешивают со слоем почвы 5 см.
6. Способ по пп.3 и 4, отличающийся тем, что концентрацию загрязнителя в почве определяют методом скрининговой оценки токсичности почв, загрязненных нефтью или нефтепродуктами, с помощью биотестирования, при этом в качестве биотестов используют инфузории-туфельки.
TK4A Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях «Изобретения (заявки и патенты)» и «Изобретения. Полезные модели»
Напечатано: Дата прекращения действия патента: 25.06.2003
Следует читать: Дата прекращения действия патента: 25.06.2005
Номер и год публикации бюллетеня: 34-2004
Код раздела: MM4A
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 25.06.2010
Источник
