очистка нефтешлама

Утилизация нефтешламов – актуальный вопрос. В России нефтесодержащие отходы образуются в огромных количествах и лидируют по объемам среди всех видов промышленных отходов. Несмотря на это, в стране пока наиболее широко распространены устаревшие способы утилизации шламов. Но государство решает эту проблему, разрабатываются новые технологии.

ВАЖНО. Опытный электрик слил в сеть секрет, как платить за электроэнергию вдвое меньше, легальный способ. Читать далее

Нефтешламы представляют собой смесь, в компонентный состав которой входят продукты нефти, механические примеси: глины, минералы, песок – а также вода. Количество разных компонентов в нефтешламовой смеси может варьироваться.

Отходы нефтешлама образуются на производственных этапах переработки, добычи и транспортировки нефти и нефтяных продуктов. Такие содержащие нефть отходы являются опасными для экологической обстановки. Но об этом ниже.

Образование подобного рода шламов может происходить в ходе управляемого процесса, к примеру, при очистке нефти, и в результате разных аварий, при которых разливается нефть.

Деление нефтешламов на виды основывается на способах их образования и физико-химических свойствах отхода. Выделяют следующие виды нефтяных шламов:

• Придонные. Образуются на дне водоемов впоследствии аварии, сопровождающейся нефтяным разливом;
• Появляющиеся в процессе бурения скважин с использованием буровых растворов, основанных на углеводородах;
• Образующиеся в результате очистки «черного золота» от солей, твердых углеводородных соединений, механических примесей и т.д.;
• Резервуарные. Накапливаются в результате хранения и перевозки нефти и продуктов из нее в различных емкостях – резервуарах;
• Грунтовые. Образуются при попадании нефти на грунт в процессе переработки или вследствие произошедших аварий. Такие загрязненные нефтью почвы считаются отходами после того, как их помещают на специальные полигоны по переработке отходов.

При долговременном накоплении нефтяных шламов их углеводородный состав может видоизменяться в результате таких происходящих процессов, как конденсация, полимеризация, изомеризация.

Утилизация отходов нефтепродуктов и нефтешламов – проблема, актуальная для современной России. Рациональное решение этой проблемы окажет свое положительное влияние и на экологию, и на экономику нашей страны.

Отходы, образующиеся при работе с нефтепродуктами, считаются опасными поллютантами, оказывающими негативное воздействие на окружающую среду.

Важно! Нефтесодержащие отходы загрязняют поверхностные и подземные воды, почвенный и растительный покровы, атмосферный воздух.

Пожалуй, каждый человек нашей страны знает, что Россия – это государство, лидирующее по количественным показателям добычи и переработки нефтепродуктов (углеводородное топливо в России превалирует над всеми другими видами источников энергии). В связи с этим образуется большое количество нефтяных отходов, нефтешламов, требующих утилизации. 3 – 7 % продуктов нефти теряется в виде загрязнений на всех стадиях технологического процесса и потребления или накапливается в качестве отходов и шламов.

Главные источники нефтешламов – это предприятия, занимающиеся добычей и переработкой нефти, а также транспортные компании, обеспечивающие перевозку нефтепродуктов.

Обратите внимание! Ученые считают, что нефтяные российские компании каждый год образуют примерно 500 тыс. тонн нефтешлама, а общее количество этого отхода в так называемых земляных амбарах равняется 4,5 млн. тонн.

Однако, несмотря на большой объем таких отходов, в России до сих пор не распространены безопасные и рациональные способы по утилизации нефтешламов. Наиболее часто в нашей стране применяют недорогие способы: захоронение и сжигание, – что крайне негативно сказывается на состоянии окружающей среды и здоровье людей. По этим и другим причинам можно говорить о том, что проблемы утилизации нефтяных шламов в России существуют и они требуют рациональных решений.

У всех предприятий, осуществляющих утилизацию нефтешлама, должна иметься лицензия на переработку данного вида отходов.

Сегодня переработка нефтешламов включает такие наиболее распространенные способы, как:

1. Сжигание. Наиболее часто использующийся способ, имеющий целый ряд недостатков, основными из которых являются сжигание «полезных» углеводородов, образование в больших объемах углекислого газа и других токсичных газов.
2. Фильтрация. Малоэффективный и дорогой способ, не решающий проблем по очистке воды и утилизации полученных смесей.
3. Отстаивание. Долгий и крайне неэффективный способ, который требует отстойников огромных площадей и большого количества реагентов.

Все перечисленные выше способы переработки нефтяных шламов устарели, поэтому сегодня разрабатываются и постепенно внедряются новые методики, которые позволяют защитить природную среду от вредного воздействия происходящих процессов и осуществлять рециклинг ценных углеводородов. Такие альтернативные методики заключаются в применении нового эффективного оборудования, которое устанавливает завод по переработке нефтешламов.

Прежде чем перейти к современным установкам, необходимо рассмотреть традиционные виды оборудования, которые распространены при переработке нефтяных шламов.

Так, процесс сжигания происходит в камерных, надспоевых или циклонных топках. Интересным является турбобарботажный способ по переработке шламов, где используются многоподовые и барабанные печи.

Перед сжиганием нефтешламы обычно отделяют от воды посредством отстаивания, фильтрации, сушки, вымораживания, центрифугирования. Фильтрацию осуществляют, используя ленточные и фильтр-прессы. С целью увеличения скорости процесса производят перемешивание, усреднение нефтяного шлама, добавление в него реагентов.

Примером установки, применяющейся для сжигания отходов, может служить установка утилизации нефтешламов УУН – 08. Ее используют в нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности, нефтегазовые предприятия, морские и речные порты. Установка действует по следующей схеме:

1. Шлам загружается камеру сгорания, при этом она вращается. В этой камере происходит перемешивание шлама посредством вращающихся барабанов и лопастей.
2. Используя дизельную горелку, производят возгорание содержимого камеры. Используется специальный дымосос, служащий для поддержания интенсивного горения и выведения дыма.
3. Производится грубая и мелкая очистка дыма.
4. Остаток от процесса горения снимают из контейнера вручную либо с помощью шнека.

Эта установка, выпущенная в 2006 году, подвергается постоянной модернизации. Она реализована в стационарной и мобильной формах.

Современное оборудование для утилизации нефтешламов включает сепараторы и центрифуги, которые позволяют сделать процесс более эффективным и безопасным путем сохранения углеводородов для последующего использования и снижения отрицательного воздействия твердой фазы и т.д.

Наибольшее количество достоинств имеется у современной системы комплексной очистки и переработки нефтяного шлама. Осуществляемый таким образом процесс экологически безопасен, он позволяет получать углеводороды, пригодные для дальнейшего использования, ликвидировать токсичные соединения из среды, осуществлять очистку устаревших резервуаров и т.д. Установка по комплексной очистке быстро окупается, что, несомненно, является еще одним немаловажным достоинством.

Тому, как происходит утилизация нефтешламов в одной из современных установках, посвящено следующее короткое видео.

Утилизация нефтешлама производится разными способами. Но только современная переработка нефтешлама с новым оборудованием обеспечит безопасность для окружающей среды и здоровья людей. Для этого необходимо, чтобы государство разрабатывало разные программы, поощряло предприятия за внедрение новых перерабатывающих технологий и т.д.

Качественная ликвидация и переработка отходов – ключевая задача 21 века. Основная цель утилизации – уничтожение мусора, предотвращение вреда для окружающей среды. Наибольшую опасность представляют промышленные отходы. Объем их крайне велик. А потому особенно остро стоит проблема очистки от вредных элементов. Переработка нефтешлама – одно из направлений ликвидации.

Опасность отходов, которые не были утилизированы

Наибольший объем отходов возникает в процессе добычи природных ресурсов. Остро вопрос об утилизации стоит перед представителями горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности. На 1 часть добытых ресурсов приходится 7-10 частей отходов. Отсутствие адекватного очищения влечет эти последствия:

• Порча ландшафта.
• Загрязнение воздуха и уничтожение экосистемы.
• Загрязнение земель с последующей потерей их плодородности.
• Порча подземных и наземных вод с последующей гибелью их обитателей.

Грамотная переработка – это необходимое условие для обеспечения безопасности природы. Необходимость ее проведения зафиксирована, в том числе, в законе и межотраслевых актах.

Нефтешлам – это один из самых распространенных видов промышленных отходов. Возникает в процессе переработки нефти, очистки сточных вод. Представляет собой осадки с высокой плотностью. Их примерный состав: вода (30-80%), нефтепродукты (10-50%), твердые примеси (1-40%). На 1 тонну нефти приходится 7 тонн шлама.

Россия лидирует по добыче нефти. Следовательно, и объемы отходов крайне велики. На данный момент широко используются устаревшие методы их ликвидации. Но утилизация нефтеотходов может проводиться и по современным технологиям. Последние активно разрабатываются учеными. Цели этой работы – создание технологии, которая позволит утилизировать отходы с наибольшей степенью эффективности при небольших затратах.

Утилизировать нефтешламы можно различными способами. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Выбор метода зависит от состава отходов, бюджета предприятия. Рассмотрим основные способы:

• Сжигание. Это наиболее популярный метод. Он прост и не требует больших расходов. Метод не лишен минусов: уничтожение ценных углеводородов, выброс в атмосферу вредных газов.
• Фильтрация. Эта технология по переработке нефтешламов, которая характеризуется продолжительным процессом утилизации, дороговизной.
• Отстаивание. Считается относительно устаревшим методом. Отличается массой минусов: продолжительность процедуры, низкая эффективность. Для реализации этого метода придется искать отстойники с увеличенной площадью. В процессе расходуется большое количество реагентов.

Этот перечень методов утилизации отходов нефтепродуктов не является исчерпывающим. Сейчас разрабатываются новые технологии, которые не будут иметь минусов прежних способов. Рассмотрим особенности всех методов подробнее.

Сжигание – метод, который не утрачивает своей популярности несмотря на все свои минусы. Главный недостаток – выброс вредных элементов в атмосферу. Недостатки метода можно уменьшить, но для этого потребуются дополнительные траты. Утилизация нефтешламов через сжигание может выполняться следующим образом:

• Переработка в шламовом растворе. В процессе происходит полное сгорание отходов. В процессе выделяется углекислый газ.
• Уничтожение в специальных печах. Этот метод является более безопасным. В процессе сжигания выделяется тепло и зола, в которых нет вредных элементов.

Есть специальное оборудование для перерабатывания нефтешлама: камерные и циклонные топки. Современным считается турбобарботажный метод.

Отходы нужно подготовить к утилизации. Сначала происходит отделение воды, что уменьшает объем материала к уничтожению. Различают эти методы подготовки:

• Отстаивание.
• Обработка низкой температурой.
• Сушка.
• Фильтрация.

Для увеличения эффективности сжигания в отходы добавляются различные реагенты: полиэлектролиты, зола. Они помогают ускорить процесс фильтрации.

Плюс фильтрации шлама – возможность дальнейшего использования полученного материала. К примеру, он применяется в строительстве, обустройстве дорог. Если материал остается невостребованным, он просто отправляется на свалку. Отходы, возникшие после фильтрации, не опасны. В процессе процедуры используются специальные установки по переработке нефтешламов. Этапы фильтрации:

1. Отделение нефтепродуктов от шлама с помощью пара.
2. Полученную смесь прогоняют через трубки с перфорацией.
3. Примеси перемешиваются между собой.

Суть работы оборудования для переработки нефтешлама – это тепловое воздействие. Дело в том, что нефтепродукты и отходы имеют разную плотность. В процессе нагрева они отделяются друг от друга.

Все возрастающая потребность в перерабатывании сопровождается постоянным поиском эффективных инструментов для этого. Сжигание и фильтрация – это действенные методы, но они не лишены существенных недостатков. Из-за этого и возникает потребность в разработке новых способов. Ищутся новые установки по переработке нефтешламов. К примеру, это сепараторы и центрифуги. Их функции:

• Очистка воды.
• Уменьшение вредного влияния твердых частиц.
• Обеспечение сохранности углеводородов (предполагается, что они могут использоваться в дальнейшем).

Большинство предприятий в России построены еще в середине прошлого века. В них есть накопители, которые, за продолжительный срок, превратились в источник загрязнений. А потому актуальной считается задача их очистки. Если объем накопителей составляет до 5 000 м3, наиболее эффективным методом считается комплексная очистка.

Комплексная очистка с последующей переработкой – это эффективный метод, используемый при работе с накопителями на предприятиях. Предполагает использование оборудования, чтобы утилизировать нефтешламы: технологические системы, откачивающие приборы (к примеру, насосы). Отличается этими преимуществами:

• В результате очистки получают материал с минимальной примесью нефти. Это позволяет использовать его в дальнейшем. К примеру, при укладке асфальтобетона.
• По результатам очистки в воде остается минимальный объем примеси нефти: не больше 1,5-2%. Это облегчает биологическую очистку в дальнейшем.
• Установка по очистки от нефтешламов отличается высокой эффективностью. Ее производительность может составлять до 15 000 тонн уничтоженных отходов в год.

Результаты такой очистки вполне отвечают современным экологическим нормам. В итоге образуются углеводороды, которые возможно вторично применять при создании в нефтесодержащих продуктов.

Технологическая установка утилизации нефтешламов – это достаточно сложная конструкция, включающая в себя комплекс инструментов. В нее входят различные компоненты:

• Инструменты для изъятия отходов из резервуара. Как правило, это погружные насосы, конструкция которых включает в себя систему подогрева небольшой площади. Альтернатива – экскаватор с ковшом.
• Инструмент для зачистки резервуаров. Это специальный трактор, разжижающий шлам. Образовавшиеся отходы удаляются при помощи насоса.
• Первичная переработка. Предполагает нагрев с последующим перемешиванием и осветлением. Из смеси удаляются крупные примеси (к примеру, камни). Для повышения эффективности фильтрации используется нагрев.

Отходы перемешиваются с реагентами для их разделения на различные компоненты: воду, нефть и твердые элементы. Заключительный этап – вывоз отфильтрованных отходов на специальный полигон или же их повторное использование в производстве.

В процессе производства накапливается много отходов. Как правило, их невозможно утилизировать моментально. А потому шлам накапливается в большом объеме. Хранить его нужно в местах, специально предназначенных для этого. К примеру, в оборудованных бункерах с наличием герметизации. При помещении отходов в бункер они обычно не сортируются по классам опасности. Могут храниться в бункере на протяжении нескольких лет.

Производитель обязан правильно оборудовать бункер. Главное требование – предупреждение опасности для природы. Опасные элементы не должны попасть в воду, почву. Нужно учитывать, что в процессе хранения шлам может менять свои свойства, окисляться.

Способ очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов

Владельцы патента RU 2332362:

Изобретение относится к биотехнологии. Способ включает внесение в нефтешлам в начале первого вегетационного периода биотрина в количестве 3-5 г на 1 кг нефтешлама, диаммофоса в количестве 2-3 г на 1 кг нефтешлама, опилок лиственных пород деревьев в количестве 100 г на 1 кг нефтешлама и суспензии нефтеокисляющих микроорганизмов. Причем в качестве нефтеокисляющих микроорганизмов используют суспензию активизированных аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов или биопрепарат «Родотрин» с плотностью 10 5 -10 6 кл./мл из расчета 50 мл на 1 кг нефтешлама. Далее смесь перемешивают, послойно укладывают с почвой и песком, подают воздух, подвергают рыхлению без перемешивания слоев. В начале второго вегетационного периода вносят водный раствор биотрина в количестве 3 г на 1 кг нефтешлама и диаммофоса в количестве 3 г на 1 кг нефтешлама. В начале третьего вегетационного периода производят посев многолетних трав в количестве 3 г семян на 1 м 2 . Способ повышает эффективность очистки нефтешламов от нефти и нефтепродуктов. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии переработки и утилизации отходов нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств и может быть использовано для очистки нефтешламов от нефти и нефтепродуктов.

Известен способ переработки нефтешлама путем экстракции нефтепродуктов, где в качестве экстрагента используют смесь жидких отходов производства ацетилена и этилена пиролизом пентан-гексановой фракции. Нефтешлам и экстрагент смешивают в аппарате с мешалкой при объемном соотношении 1:(3-10) при 50-80°С в течение 30-60 мин. Затем смесь разделяют в отстойнике на углеводородный слой, водный слой и механические примеси. Затем водный слой и механические примеси подают на дальнейшую обработку (А.С. СССР №947091, кл. С02F 11/18, 1982) [1].

Недостатком данного способа очистки нефтешлама является низкая эффективность очистки, необходимость дальнейшей очистки водного слоя и механических примесей от остаточных нефтепродуктов, а также от остатков экстрагента.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ обработки нефтяного шлама (Патент РФ №2198747 от 20.02.2003) [2], заключающийся в том, что перед смешиванием с микроорганизмами и биостимулятором в нефтяной шлам добавляют чистую почву и древесные опилки, при этом в качестве микроорганизмов используют штамм бактерий Bacillus sp.ВНИИСХМ 132, а в качестве биостимулятора – белковую кормовую добавку “Биотрин” в массовом соотношении смешанный шлам : микроорганизмы : биостимулятор как 1:0,005:0,005 с последующим проведением периода инкубации. При этом нефтешлам, почву и опилки смешивают в массовом соотношении 1:2:1, а после периода инкубации не менее 50 суток проводят дополнительную обработку биостимулятором.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность очистки нефтезагрязненных грунтов и нефтешламов в глубоких слоях от нефти и нефтепродуктов.

Задачей изобретения является разработка способа очистки нефтешламов с высоким содержанием твердой фазы от нефти и нефтепродуктов путем создания наиболее благоприятных условий для биодеградации нефти и нефтепродуктов нефтеокисляющими микроорганизмами (интродуцированными или аборигенными).

Указанная задача решается тем, что в способе очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов, включающем внесение в нефтешлам нефтеокисляющих микроорганизмов и биотрина, согласно изобретению в качестве нефтеокисляющих микроорганизмов используют суспензию активизированных аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов или биопрепарат “Родотрин” с плотностью 10 5 -10 6 кл/мл из расчета 50 мл на 1 кг нефтешлама, при этом в начале первого вегетационного периода в нефтешлам вносят биотрин в количестве 3-5 г на 1 кг нефтешлама, диаммофос в количестве 2-3 г на 1 кг нефтешлама, опилки лиственных пород деревьев в количестве 100 г на 1 кг нефтешлама и суспензию нефтеокисляющих микроорганизмов, далее смесь перемешивают, послойно укладывают с почвой и песком, подают воздух, подвергают рыхлению без перемешивания слоев, в начале второго вегетационного периода вносят водный раствор биотрина в количестве 3 г на 1 кг нефтешлама и диаммофоса в количестве 3 г на 1 кг нефтешлама, а в начале третьего вегетационного периода производят посев многолетних трав в количестве 3 г семян на 1 м 2 .

Способ осуществляется следующим образом: нефтешлам с содержанием нефти и нефтепродуктов не более 10-12 мас.% подготавливают для очистки. Для этого непосредственно в нефтешлам вносят биотрин (3-5 г на 1 кг нефтешлама), диаммофос (2-3 г на 1 кг нефтешлама) и опилки лиственных пород деревьев (1 часть на 10 частей нефтешлама по массе). Биотрин представляет собой микробный белок, получаемый на основе отрубей, и используется в качестве кормовой добавки в комбикорма [3]. В предлагаемом методе биотрин предлагается в качестве эффективного стимулятора роста нефтеокисляющих микроорганизмов. Затем нефтешлам обрабатывают биопрепаратом «Родотрин» на основе нефтеокисляющего штамма Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д или предварительно активизированной аборигенной нефтеокисляющей микрофлорой с плотностью 10 5 -10 6 кл/мл из расчета 50 мл на 1 кг нефтешлама.

Далее для осуществления способа подготавливают емкость глубиной не менее 80 см. В емкость по схеме (фиг.1) закладываются предварительно подготовленный нефтешлам, почва и песок.

Для подвода воздуха в нижнем слое нефтешлама размещают перфорированные трубы диаметром не более 5 см. Перфорированные трубы размещаются на расстоянии не более 50 см друг от друга и имеют вертикальный выход на поверхность (фиг.1).

Дренаж в виде песка (не менее 10 см) обеспечивает сток воды в случае попадания в емкость избыточного количества воды. Отвод излишка воды осуществляется через трубу в приемную емкость, откуда она забирается и снова разбрызгивается по поверхности площадки.

На первом этапе очистки нефтешлама (1-2 вегетационных периода) осуществляют следующие технологические приемы:

– сверху над емкостью предусматривается покрытие в виде полиэтиленовой пленки, предотвращающее испарение влаги и углеводородов и попадание в систему неконтролируемых количеств воды в виде атмосферных осадков,

– подача воздуха в систему перфорированных труб в количестве 0,5 м 3 /ч;

– полив по мере необходимости водой до 60% влагоемкости, которая может забираться из любых доступных водоисточников (водопроводная, речная и т.п.),

– рыхление без перемешивания слоев (не более 1-2 раза),

– температура в течение вегетационных периодов должна быть не ниже 10°С.

На втором этапе осуществляется посев многолетних фитомелиорантов, в качестве которых используются костер острый (Bromus squarrosus) и/или сорго суданское (Sorghum sudanense). В начале каждого вегетационного периода осуществляют внесение биогенных элементов – биотрина и диаммофоса – из расчета 3 г на 1 кг нефтешлама.

Предлагаемый способ позволяет за 3 вегетационных периода очистить нефтешлам от нефти и нефтепродуктов ниже нормативно допускаемого уровня во всех слоях нефтешлама (1 мг/г почвы).

Пример 1. Проводилась биоочистка нефтешлама следующего состава, мас.%: механические примеси – 58,5, вода – 30,5, нефть и нефтепродукты – 11,0. Микробиологический анализ нефтешлама показал, что содержание аборигенных гетеротрофных микроорганизмов составило 5×10 2 кл./г нефтешлама, причем все биохимические процессы были подавлены.

Предварительная подготовка нефтешлама заключалась во внесении биотрина (3-5 г на 1 кг нефтешлама), диаммофоса (2-3 г на 1 кг нефтешлама) и опилок лиственных пород деревьев (1 кг на 10 кг нефтешлама). В данном методе в качестве стимулятора нефтеокисляющих микроорганизмов использовался биотрин [3] – микробный белок, получаемый на основе отрубей. Затем нефтешлам обрабатывался биопрепаратом «Родотрин» плотностью 10 5 -10 6 кл./мл из расчета 50 мл на 1 кг нефтешлама. Смесь тщательно перемешивалась и послойно закладывалась в емкость вместе с почвой и песком по вышеприведенной схеме (фиг.1). Для проведения процесса биодеградации использовали земляную емкость (высота – 80 см, длина – 80 см, ширина – 60 см) с забетонированными стенами, размещенную на открытом полигоне.

Емкость сверху закрывалась пленкой из полиэтилена высокого давления, предотвращающей испарение влаги и углеводородов и попадание в систему неконтролируемых количеств воды в виде атмосферных осадков.

Для подвода воздуха в нижнем слое нефтешлама размещались перфорированные трубы диаметром 50×2,5 мм. Трубы размещались на расстоянии 50 см друг от друга и имели вертикальные отводы в атмосферу (фиг.1). В течение первых 180 суток воздух подавался 1 раз в 2-3 дня в течение 30 мин в количестве 0,5 м 3 /ч.

По мере необходимости осуществлялся полив водопроводной водой путем разбрызгивания сверху. Необходимость полива определялась по снижению влажности верхнего земляного слоя ниже 60% от полной влагоемкости.

В связи с тем что исследования проводились в условиях открытого полигона, то температура колебалась от 0 до 35°С в теплый период и от 0 до -25°С в холодный период.

В первые 180 суток проводилось рыхление без перемешивания слоев 2 раза.

В начале второго вегетационного периода было осуществлено дополнительное внесение в виде водного раствора белкового концентрата биотрина – 3 г и диаммофоса – 3 г на 1 кг нефтешлама.

В начале третьего вегетационного периода был произведен посев смеси костра острого и сорго суданского из расчета 3,0 г/м 2 .

Об эффективности биодеградации нефти и нефтепродуктов судили по изменению их концентрации в верхнем и нижнем слоях нефтешлама. Содержание нефти и нефтепродуктов в почве определяли весовым методом и методом газожидкостной хроматографии после экстракции углеводородов из навески грунта четыреххлористым углеродом.

Известно, что аэробные целлюлозоразрушающие микроорганизмы наиболее чувствительны к загрязнению почвы нефтью и длительное время испытывают ее угнетающее воздействие, отвечая на это уменьшением численности микробных клеток [4]. Кроме того, исследования многих авторов [5] показали, что активность инвертазы лучше других ферментов отражает уровень плодородия и биологической активности почвы.

Косвенно об очистке нефтешлама от нефти и нефтепродуктов судили по изменению численности определенных групп микроорганизмов – гетеротрофных, аэробных целлюлозоразрушающих и нитрифицирующих бактерий и ферментативной активности дегидрогеназы, каталазы и инвертазы. Микробиологический и биохимический анализы проводили по известным методикам [6, 7].

Все виды анализов проводили с использованием средней пробы нефтешлама.

Контролем являлась емкость, в которой нефтешлам не обрабатывался нефтеокисляющими микроорганизмами, био- и минеральными добавками и не осуществлялось послойное расположение нефтешлама, почвы и песка.

В результате исследований было выявлено, что предлагаемый способ позволяет уже после первого года очистки снизить содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе в 4,5-5,0 раза. Уже через 26 месяцев биоочистки содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе становится меньше допустимой нормы (1 мг/г почвы) (фиг.2). При этом численность нефтеокисляющих бактерий увеличивалась с 0,2×10 2 до 5×10 5 кл./г нефтешлама. Косвенным признаком активности нефтеокисляющих бактерий служило увеличение дегидрогеназной и каталазной активности в биореакторе. Так, дегидрогеназная активность составляла 0,22 мг формазана/г почвы за 24 ч, в то время как в контроле только 0,09 мг формазана/г почвы за 24 ч; каталазная активность увеличилась с 1,10 до 10,55 мл 0,1 н KMnO₄ на 1 г почвы за 2,5 часа.

Так как исследования проводились в условиях открытого полигона, то большое влияние на процесс биоочистки нефтешлама оказывала температура биоочистки. Продолжительность биоочистки условно можно было разделить на два периода: зимний и летний (вегетационный). Биодеградация нефти и нефтепродуктов в нефтешламе наблюдалась в среднем с апреля по ноябрь (вегетационный период). Остальное время с отрицательной температурой окружающей среды характеризовались практическим отсутствием биодеградации нефти и нефтепродуктов в нефтешламе (фиг.2).

Результаты исследований показали, что уже в середине 2-го вегетационного периода в нефтешламе наблюдалось повышение инвертазной активности в нефтешламе и появление аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов. Так, в конце 3-го вегетационного периода (через 32 месяца очистки) активность инвертазы среднего образца нефтешлама составила 60,6% от контроля.

Послойное расположение нефтешлама, почвы и песка в емкости (фиг.2) позволяет эффективно очистить нефтешлам от нефти и нефтепродуктов по всей глубине его размещения. Так степень очистки нефтешлама по предлагаемому способу составила более 99,1% во всех точках отбора, в то время как в прототипе и в контроле степень очистки намного меньше и зависит от глубины нефтешлама. Уже на глубине 20 см степень очистки уменьшается на 14,5%.

Исходя из результатов опытов можно утверждать, что предлагаемое изобретение позволяет провести процесс очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов до допустимой нормы и восстановить биохимические процессы в нефтешламе.

Пример 2. Опыт ставился по схеме примера 1 с использованием биопрепарата «Родотрин», но в емкость с нефтешламом не осуществлялась подача воздуха.

Использование данный технологии позволило за 3 вегетационных периода (за 32 месяца) снизить содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе до допустимой нормы (фиг.2) без использования компрессоров для подачи воздуха.

Пример 3. Опыт ставился по схеме примера 1: при предварительной подготовке нефтешлама в него вносились опилки, биотрин, диаммофос и предварительно активированные аборигенные нефтеокисляющие микроорганизмы нефтешлама (ААНМ). Активирование аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры нефтешлама проводилась в лабораторном ферментере, куда вносилась стерильная минеральная среда: г/л дистиллированной воды: NaNO₃ – 2,0; MgSO₄·7H₂O – 0,5; K₂HPO₄ – 1,0; Fe₂(SO₄)₃ – 0,001; ZnSO – 0,002, биотрин – 3. Показания рН среды доводились до 7-7,5 путем внесения 5%-ного водного раствора NaHCO₃. Затем в среду добавлялся нефтешлам 5 мас.%.

Культивирование аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов осуществляли в лабораторном ферментере при температуре 30°С и аэрации среды.

Через 2 суток плотность микроорганизмов в лабораторном ферментере составила около 1×10 6 кл./мл.

Полученная суспензия микроорганизмов использовалась для обработки нефтешлама. Далее опыт ставился по схеме примера 1.

Данный способ позволял снизить содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе до допустимой нормы в течение 3 вегетационных периодов (фиг.3). Преимущество данного способа оказалось в том, что активированные аборигенные нефтеокисляющие микроорганизмы (ААНМ) имели большую толерантность к местным климатическим условиях. Их выживаемость в период с низкой температурой (меньше 0°С) была выше, чем нефтеокисляющих бактерий Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д. Так, за первый холодный период количество гетеротрофных бактерий в биореакторе с «Родотрином» снизилось на 4-5 порядков, а в биореакторе с ААНМ – только на 2 порядка. Кроме того, главным преимуществом данного способа является отсутствие материальных затрат и проблем транспортирования готового биопрепарата.

Пример 4. Проводилась биоочистка нефтешлама (механические примеси – 58,5, вода – 30,5, нефть и нефтепродукты – 11,0 мас.%), из которого предварительно путем экстракции была удалена часть углеводородов. В качестве экстрагента использовали смесь жидких отходов производства ацетилена и этилена пиролизом пентан-гексановой фракции. Используемый экстрагент имел следующий состав, мас.%: кубовые от ректификации сырья пиролиза – 70, отработанный керосин -15, ароматические углеводороды из пирогаза – 15.

Нефтешлам и экстрагент смешивали в аппарате с мешалкой при объемном соотношении 1:3, время экстракции 30 мин, температура экстракции 50-60°С, время отстаивания – 30 мин.

Затем смесь разделяли путем отстаивания на углеводородный слой и слой отработанного нефтешлама, в котором содержались механические примеси.

Содержание нефти и нефтепродуктов в отработанном нефтешламе составило – 3,47 мас.%. Далее отработанный нефтешлам подвергали биоочистке по примеру 1. В конце второго вегетационного периода содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе было меньше допустимой нормы (1 мг/г почвы).

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что предлагаемый способ очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов является более эффективным по сравнению с прототипом (таблица 1) и может быть использован для очистки нефтешламов с повышенным содержанием твердой фазы от нефти и нефтепродуктов.

Нефтешламы представляют собой разнообразные по составу отходы, которые неизбежны при нефтепереработке. Утилизация нефтешламов – необходимая мера для защиты окружающей среды и повышения экономической целесообразности производства нефтепродуктов.

Переработка и утилизация нефтешламов направлена на использование рентабельных и экологически безопасных технологий, применение типового оборудования и безотходной технологии очистки и утилизации.

В зависимости от характера происхождения нефтешламы разделяются на группы: грунтовые, придонные и резервуарного типа. Грунтовые нефтешламы образуются при проливе нефтепродуктов в аварийных ситуациях или в процессе производства. Придонные нефтешламы наблюдаются при оседании отходов нефти на дне водоемов. Основными причинами образования резервуарных нефтешламов является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов с металлом резервуара, водой, кислородом и механическими примесями.

По составу нефтешламы представляют собой устойчивые многокомпонентные образования, состоящие из различных нефтепродуктов, воды и минеральных включений в виде песка, ила, окислов металлов и пр. Нефтешламы накапливаются и собираются на специально отведенных местах – шламонакопителях (площадках, бункерах, амбарах).

Очистка резервуаров от нефтешламов выполняется несколькими методами: зачистка резервуара вручную, механизированным способом, отмывом горячей жидкостью, с помощью химико-механизированного способа (применение химических реагентов, разжижающих нефтешлам). После извлечения нефтешлама из емкости, проводится окончательная очистка нефтешламов. Периодическая очистка резервуаров от нефтешламов является обязательным условием получения качественных нефтепродуктов в процессе хранения.

Переработка и утилизация нефтешламов проводится с применением различных технологических приемов, в зависимости от состава отходов. Основные методы:

• Термические – сжигание
• Биологические – использование биологически активных препаратов
• Физико-химические – разделение на фракции, обезвоживание и сушка
• Химические – использование химических реагентов

Применяемые методы очистки нефтешламов различные по своей экономической и экологической эффективности Чаще всего используются методы обезвреживания: сжигание, фильтрование и отстаивание. Переработка и утилизация нефтешламов включает также разделение нефтесодержащих отходов на легкую и тяжелую фракции, которые затем обезвреживаются и окончательно утилизируются. Новые технологии дают возможность провести многоступенчатое разделение с высокой степенью очистки нефтешламов.

Выбор оптимального варианта переработки и утилизации нефтешламов зависит от конкретных условий: климатических особенностей региона, наличия технологий переработки и необходимого оборудования, состава нефтешламов, экономических предпосылок.

Нефтешламы являются не только опасными отходами, но и ценнейшим сырьем. Отработанные нефтепродукты – масла, нефтяные промывочные жидкости, резервуарные нефтешламы, жидкие отходы из нефтеловушек – все можно переработать и получить нефть, газ, электроэнергию, топливо, дорожное покрытие.

Очистка и утилизация нефтешламов сопряжена с опасными для здоровья человека и окружающей среды процессами. Работы сложные и трудоемкие, требующие опыта, высокой квалификации персонала и наличия специального оборудования. В компании Эвита-Стайл есть все возможности для качественной утилизации нефтешламов. Процесс проведения утилизации отходов подтверждается соответствующими документами.

Поделиться ссылкой: