Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Группа изобретений относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных нефтепродуктами земель, обезвреживанию почвы, ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.

Известен способ очистки капиллярно-пористой среды, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, путем введения в зону очистки раствора нефтеокисляющих микроорганизмов, введение электропроводящей жидкости, пропускание электрического тока для создания электроосмоса (RU 96115094 А, МПК В09С 1/10, опубл. 27.11.1998 г.).

Известен способ очистки грунтов и почвы от нефти и нефтепродуктов, включающий перемешивание и отмывку загрязненного материала, разделение жидкой фазы на воду и нефтепродукты, на первом этапе загрязненный материал предварительно подготавливают, удаляя включения и перемешивая его с подогретой водой. На втором этапе подготовленный загрязненный материал интенсивно отмывают подогретой водой в высокоскоростном турбулентном потоке замкнутой гидравлической обвязки. На третьем этапе разделяют жидкую и твердую фазы методом гидроциклонирования и разделяют жидкую фазу на воду и нефтепродукты, после чего возвращают воду в цикл очистки (RU 2381995 С1, МПК В09С 1\08, опубл. 10.01.2000 г.).

Недостатком вышеуказанных аналогов является трудоемкость их применения и недостаточная степень очистки почвы от нефтепродуктов.

Наиболее близким аналогом способа, принятым в качестве прототипа, является способ химической обработки загрязненной нефтью и нефтепродуктами почвы, включающий их обезвреживание смешиванием с синтетическим моющими средствами и реагентом, в качестве реагента применяются отходы металлургических производств: шлаки феррохромовые самораспадающиеся во фракции менее 0,5 мм до 97%, известь порошкообразная во фракции менее 1 мм - 85% (RU 2152274 С1, МГЖ В09С 1\08, опубл. 10.07.2000 г.).

Недостатком прототипа является трудоемкость его применения в связи с длительностью технологического процесса.

Известно устройство для очистки от загрязнений капиллярно-пористой среды, включающее камеру для размещения очищаемой среды с электродами, подключенными к источнику постоянного тока, емкость с очищаемой жидкостью и емкость для отработанной жидкости (RU 2106432 С1, МПК⁶ С25С 1\22, опубл. 10.03. 1998 г.). Недостатком устройства является сложность конструкции и небольшая производительность.

Известна линия для очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, содержащая бункер, винтовой конвейер, емкость перелива нефти, вибросито, загрузочную решетку, моющую установку (RU 2244686 С1, МПК C02F 1\40, опубл. 20.01. 2005 г.). Недостатком данного устройства-аналога является недостаточная степень очистки.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является установка, принятая за прототип, содержащая бункер с перемешивающим устройством, с приспособлением для транспортирования жидкости из него в емкость перелива и устройством для вывода твердых включений, систему подачи моющей жидкости, вибратор, гидроциклон для дополнительной очистки (RU 2330734 С1, МПК В09С 1\00, опубл. 10.08.2008 г.).

Недостатком прототипа является наличие большого количества оборудования, дополнительные экономические затраты, заключающиеся в подогреве воды, перемешивании загрязненного материала с подогретой водой, отмывании загрязненного материала подогретой водой, разделении очищенного материала на жидкую и твердую фазу, то есть на воду и нефтепродукты. Невозможность работы устройства в холодное время года, так как вода, используемая для отмывания почвы от нефти, замерзает, что снижает эффективность очистки почвы от нефтепродуктов.

Задачей предлагаемых способа и установки для его осуществления является снижение трудоемкости и себестоимости процесса очистки почвы от нефтепродуктов.

Технический результат достигается за счет того, что способ химической очистки почвы от нефтепродуктов включает смешивание с реагентом, но в отличие от прототипа, перед смешиванием производят измельчение и сепарирование почвы до величины частиц 4-5 мм, в качестве реагента для смеси применяют самораспадающиеся феррованадиевые шлаки 26% SiO₂, 9% Al₂O₃, 6% MgO, 56% CaO, 2% W₂O₅, 1% P₂O₅, образованную смесь обжигают в камерной печи при температуре 750-800°C, продукты горения удаляют, очищенная почва поступает на хозяйственное использование.

Технический результат применения установки достигается тем, что она содержит бункер, вибратор, перемешивающее устройство, но в отличие от прототипа, для измельчения почвы, смешивания со шлаками и обжига смеси, дополнительно установлены: камерная печь с газоочисткой, между вибратором и перемешивающим устройством размещен сепаратор, перемешивающее устройство снабжено дозатором для шлака, причем выход перемешивающего устройства соединен с входом камерной печи, на выходе из которой установлен транспортер для очищенной почвы.

Известно, что при производстве феррохрома образуются отходы в виде самораспадающихся шлаков: феррованадия и др. Феррованадиевый шлак имеет состав: 26% SiO₂, 9% Al₂O₃, 6% MgO, 56% CaO, 2% W₂O₅, 1% P₂O₅, шлаки - высокоосновные (Баталии Б.С. Самораспадающиеся шлаки // Природа.-2003.№10).

Способ осуществляют следующим образом.

Перед смешиванием с реагентом почвы, загрязненной нефтепродуктами, производят ее измельчение и сепарирование до величины частиц 4-5 мм. Если крупность частиц почвы менее 4-5 мм, то при их транспортировке по валковой решетке печи частицы проваливаются между валками. Если крупность частиц почвы более 4-5 мм, то сорбирование капель нефти шлаками не эффективно.

В качестве реагента применяют самораспадающиеся феррованадиевые шлаки, содержащие 26% SiO₂, 9% Al₂O₃, 6% MgO, 56% CaO, 2% W₂O₅, 1% P₂O₅, в связи с тем, что данные шлаки сорбируют капли нефти из почвы и образует смесь с загрязненной нефтепродуктами почвой. На 1 т почвы используют 50-100 кг самораспадающихся феррованадиевых шлаков.

Далее образованную смесь обжигают в камерной печи при температуре 750-800°C. Если температура в печи меньше 750-800°C происходит неполное выжигание нефти из почвы. Если температура в печи больше 750-800°C, то происходит большой вынос продуктов горения в атмосферу. Образовавшиеся продукты горения удаляют через газоочистку в атмосферу, а очищенную почву выгружают из печи с помощью выгрузного устройства и транспортера.

Схема установки для осуществления способа поясняется чертежом.

Установка содержит бункер 1, вибратор 2, для смешивания почвы со шлаками служит перемешивающее устройство 3, для обжига смеси дополнительно установлена камерная печь 4 с газоочисткой, между вибратором 2 и перемешивающим устройством 3 установлен сепаратор 5, перемешивающее устройство снабжено дозатором 6 для шлака, причем выход перемешивающего устройства соединен со входом камерной печи, газоочистка 7, выгрузное устройство 8 для очищенной почвы.

Установка работает следующим способом.

Почва, загрязненная нефтепродуктами, подается при помощи ковша погрузчика (не показан) в бункер, откуда по транспортеру поступает в вибратор, в котором производится ее измельчение, а затем сепарирование почвы в сепараторе 5 до величины частиц почвы 4-5 мм. Далее частицы загрязненной нефтепродуктами почвы поступают в перемешивающее устройство 3, где через дозатор 6 в нее подается шлак. Включается привод перемешивающего устройства (не показан), и происходит смешивание частиц загрязненной нефтепродуктами почвы с шлаком. Образовавшаяся смесь по транспортеру перемещается в камерную печь и попадает на валковую решетку печи, по которой перемещается к выгрузному устройству. Природный газ подается в камеру печи и сжигается при помощи форсунок, а печь нагревается. Нагретые стенки печи способствуют испарению летучих компонентов продуктов горения. Подача воздуха обеспечивается воздуходувкой, расположенной ниже валковой решетки. При достижении нагрева печи, равном 750-800°C, происходит обжиг загрязненной нефтепродуктами почвы. Образовавшиеся продукты сгорания нефтепродуктов через систему газоочистки выводятся из камерной печи. Очищенная почва выгружается из печи с помощью выгрузного устройства и используется на хозяйственные нужды.

Реализация изобретения позволяет снизить себестоимость и трудоемкость процесса очистки почвы от нефтепродуктов. Кроме того, значительно повышается эффективность очистки, которая не зависит от времени года в связи с отсутствием операции промывки загрязненной почвы жидкостью.