×
19.01.2018
218.016.015d

СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕПРОТОЧНЫХ ВОДОЁМОВ В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ПОСТУПЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу очистки непроточных водоемов от нефтепродуктов и тяжелых металлов, загрязненных техногенными потоками водонефтяных эмульсий, поступающих от действующих многие годы предприятий нефтехимии и нефтепереработки. Способ осуществляется путем использования сорбента, коагулянта и грубодисперсного минерального вещества. Извлеченную из водоема воду очищают последовательно фильтрованием сквозь слой углеводородной жидкости, сорбцией в углеродсодержащем волокнистом материале, фильтрованием в геохимическом барьере, заполненном минеральным зернистым материалом, в котором размещены электрохимические источники тока, генерирующие коагулянт. Очищенную воду возвращают в водоем, в котором ограничивают перемешивание очищенной и неочищенной воды. При этом производят перехват поступающих в водоем грунтовых водонефтяных эмульсий и их очистку жидкостным фильтрованием в слое углеводородной жидкости с доочисткой совместно с извлеченной из водоема водой. Извлеченные донные осадки компостируют совместно с носителями микроорганизмов, структурообразователями и биогенными элементами. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эффективности очистки воды и донных отложений водоема. 1 ил., 4 пр., 4 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам очистки непроточных водоемов от нефтепродуктов и тяжелых металлов, загрязненных техногенными потоками водонефтяных эмульсий, поступающих от действующих многие годы предприятий нефтехимии и нефтепереработки.

Известен способ очистки водоемов от нефти, включающий распыление раствора нефтеокисляющего препарата и минеральных удобрений, проведение аэрации для увеличения содержания кислорода в воде (Патент РФ №2322400).

Недостатком предложенного способа является невозможность очистки воды от тяжелых металлов.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ очистки загрязненных вод поверхностных водоемов от нефтепродуктов и тяжелых металлов путем внесения сорбента, флокулянта, коагулянта и минерального замутнителя [Патент РФ №2143403]. В качестве сорбента и минерального замутнителя используют смесь гидролизованных дисперсных алюмосиликатов, в качестве флокулянта - алюмосиликаты в коллоидном состоянии, в качестве коагулянта - композицию гидроксидов различных металлов (алюминий, железо, титан, кальций и магний).

Сущность способа заключается в том, чтобы внесенными реагентами сорбировать нефтепродукты и тяжелые металлы, находящиеся в водоеме, и их осадить. Однако нефтепродукты и тяжелые металлы, извлеченные из воды, переходят в донные отложения и там депонируются. Более того, все перечисленные металлы в виде гидроксидов тоже будут депонироваться в донных отложениях, ухудшая экологическую ситуацию водоема.

Недостатком способа является невысокий эффект очистки водного объекта, включающего воду и донные отложения.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки воды и донных отложений водоема.

Технический результат совпадает с задачей изобретения.

Сущность способа очистки непроточных водоемов заключается в использовании сорбента, коагулянта и грубодисперсного минерального вещества. Согласно изобретению извлеченную из водоема воду очищают последовательно фильтрованием сквозь слой углеводородной жидкости, сорбцией в углеродсодержащем волокнистом материале, фильтрованием в геохимическом барьере, заполненном минеральным зернистым материалом, в котором размещены электрохимические источники тока, генерирующие коагулянт, а очищенную воду возвращают в водоем, в котором ограничивают перемешивание очищенной и неочищенной воды, при этом производят перехват поступающих в водоем грунтовых водонефтяных эмульсий и их очистку жидкостным фильтрованием в слое углеводородной жидкости с доочисткой совместно с извлеченной из водоема водой, а извлеченные донные осадки компостируются совместно с носителями микроорганизмов, структурообразователями, биогенными элементами.

На фигуре представлена технологическая схема процесса очистки воды в непроточном водоеме.

В водоеме 1 размещены щелевые водозаборные трубы 2, соединенные с насосной станцией 3, имеющей выпуск в жидкостный гидрофобный фильтр 4, последовательно соединенный с сорбционным фильтром 5 и геохимическим барьером 6. В геохимическом барьере 6 размещены электроотрицательные стержневые электроды из алюминия 7 и электроположительные стержневые электроды из меди 8. Электроды образуют чередующиеся ряды, расположенные перпендикулярно потоку воды. Гидрофобный фильтр 4 соединен с накопителем 9 нефтепродуктов.

Выход геохимического барьера 6 соединен со щелевой водораспределительной трубой 10. В водоеме между трубами 2 и 10 расположена плавающая полупогружная перегородка 11.

В береговой зоне водоема размещена компостная площадка 12, соединенная трубопроводом с насосной станцией 13 перекачки донного осадка, размещенной на плавсредствах на водоеме 1. Компостная площадка 12, оборудованная гидроизоляционным экраном и системой аэрации (на фигуре не показано). К дренажной системе компостной площадки 12 подсоединен дренажный насос 14, соединенный со щелевой водораспределительной трубой 15.

Бункеры-накопители 16 компонентов компостной смеси соединены со смесителем 17, имеющим выпуск на компостную площадку 12.

Геохимический барьер 6 оборудован системой обратной промывки, состоящей из щелевой водозаборной трубы 18, насосной станции 19, рассредоточенного выпуска 20 геохимического барьера 6 и трубы сброса промывной воды 21 на компостную площадку 12.

На высоком берегу водоема со стороны поступления техногенных нефтесодержащих водных потоков размещен коллектор 22 перехвата нефтесодержащих вод в виде траншеи, на дне которой уложена щелевая труба 23, соединенная с насосной станцией 24 перекачки уловленной водонефтяной эмульсии на гидрофобный фильтр 25, связанный трубопроводами с накопителем 9 нефти и сорбционным фильтром 5.

Способ осуществляется следующим образом.

В последние годы установлены многочисленные факты загрязнения грунтов и водных объектов нефтепродуктами предприятиями нефтехимии и нефтепереработки в процессе многолетней деятельности этих предприятий в штатном режиме. Установлены факты пропитки грунтов нефтяными углеводородами на глубину до 30 м. В грунтах образовались техногенные потоки водонефтяных эмульсий, направленные по уклону местности в сторону водных объектов, в результате чего обнаружены высокие концентрации углеводородов, как в воде водных объектов, так и в донных осадках.

Реанимацию непроточных водоемов в таких случаях реализовать очень сложно, т.к. происходит постоянная подпитка водоемов новыми дозами углеводородов.

Прежде всего, необходимо предотвратить поступление углеводородов со стороны промышленных предприятий, расположенных на возвышенных местах. Для этого ведут перехват водонефтяных эмульсий с помощью коллектора 22, заглубленного на всю глубину пропитки грунта. Уловленную эмульсию с помощью щелевой трубы 23 и насосной станции 24 откачивают на гидрофобный фильтр 25 для разделения нефти и воды путем жидкостного фильтрования сквозь слой углеводородной жидкости. Отделившиеся нефтепродукты отводят в накопитель 9, а воду направляют на доочистку от оставшихся нефтепродуктов и от тяжелых металлов, которые переходят из нефтепродуктов в воду, на сорбционный фильтр 5.

Наиболее загрязненную воду из водоема 1 с помощью водозаборной трубы 2 и насосной станции 3 подают в жидкостный гидрофобный фильтр 4.

Один из вариантов эффективно работающего гидрофобного фильтра известен из патента РФ на ПМ №139209. В процессе фильтрования нефтесодержащей воды в жидкостном гидрофобном фильтре образуется 2 потока: поток очищенной от нефтепродуктов воды, направляемый на дальнейшую очистку, и поток обезвоженных углеводородов, направляемых в накопитель 9 нефтепродуктов.

Поток воды далее поступает в сорбционный фильтр 5, заполненный кассетами с природным сорбентом, в качестве которого использован углеродсодержащий волокнистый материал - солома злаковых культур - обладающий высокой сорбционной емкостью порядка 4 г нефти на 1 г сорбента.

Очистка воды от высокодисперсных взвешенных веществ и углеводородов, оставшихся в воде после предварительной очистки жидкостным фильтрованием и сорбцией, а также от тяжелых металлов происходит в геохимическом барьере 6. Геохимический барьер представляет собой протяженный фильтр длиной до 16 м, заполненный активным фильтрующим материалом - силицированным кальцитом (Патент РФ №2086510). В теле фильтрующего материала размещены рядами электрохимические источники тока, образованные гальваническими парами «алюминий-медь». При заполнении фильтра водой электрохимические источники тока создают электродвижущую силу, под действием которой растворяются алюминиевые электроды с образованием гидроксида Аl(ОН)3. Гидроксид алюминия является эффективным коагулянтом, широко применяемым в практике очистки воды от тяжелых металлов. Силицированный кальцит, обладающий щелочными свойствами, ускоряет процесс хлопьеобразования.

Очищенная вода сбрасывается самотечно в водоем с помощью водораспределительной трубы 10. Плавающая полупогружная перегородка 11 затрудняет водообмен в водоеме, разделяя зону чистой и грязной воды.

Гидрофобный фильтр 4 не требует регенерации. Сорбционный фильтр 5 при исчерпании его емкости восстанавливается путем замены кассет с сорбционным материалом. Геохимический барьер 6 имеет высокую грузоемкость за счет большой пористости (фракция силицированного кальцита 2-5 мм) и протяженности до 16 м, но, тем не менее, требуется проводить его регенерацию, учитывая длительность восстановления качества воды в водоеме.

Обратную промывку фильтра проводят водой, забираемой из водоема 1 щелевой водозаборной трубой 18 и насосной станцией 19, подающей воду на рассредоточенный выпуск 20 геохимического барьера 6. Промывную воду, содержащую извлеченные тяжелые металлы и нефтепродукты, подают на компостную площадку 12.

На компостную площадку 12, кроме того, подают донные осадки, откачиваемые насосной станцией 13, а также носители микроорганизмов, структурообразователи, биогенные элементы с помощью бункеров-накопителей 16 и смесителей 17.

Оптимальный состав смеси %:

- осадки биологических очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) - 1;

- птичий помет - 1;

- солома, опилки, торф, бумага - 8;

- осадки биологических очистных сооружений канализации населенных пунктов - 20;

- осадки очистных сооружений водоснабжения населенных пунктов - 10;

- минеральный зернистый материал - силицированный кальцит - 10;

- катализатор окислительных процессов - 5;

- донные осадки водоема - остальное.

Длительность компостирования зависит от концентрации загрязняющих веществ и составляет от 3 до 12 месяцев. Полученный компост используют для рекультивации береговой зоны водоема.

Пример 1

Проводили опыты по очистке модели природной воды, содержащей ионы железа, геохимическим барьером длиной 16 м при скорости фильтрования в диапазоне 0,1-1 Ом/ч. Результаты приведены в таблице 1.

Из таблицы следует, что для получения воды с концентрацией железа 0,3 мг/л (ПДКхоз.пит. - предельно допустимая концентрация водоемов хозяйственно питьевого назначения) необходимый эффект очистки воды составляет 90%, т.е. возможна скорость фильтрования 5,0 м/ч при длине геохимического барьера 12 м.

Пример 2

Проводили опыты по очистке модели природной воды, содержащей ионы марганца геохимическим барьером длиной 16 м при скорости фильтрования в диапазоне 0,1-10 м/ч. Результаты приведены в таблице 2.

Из таблицы следует, что для получения воды с концентрацией марганца ОД мг/л (ПДКхоз.пит.) необходимый эффект очистки воды составляет 90,0%, то есть возможна скорость фильтрования 5,0 м/ч при длине геохимического барьера 12 м.

Пример 3

Проводили опыты по очистке модели природной воды, содержащей ионы меди геохимическим барьером длиной 16 м при скорости фильтрования в диапазоне 0,1-10 м/ч.

Результаты приведены в таблице 3.

Из таблицы следует, что для получения воды с концентрацией меди 1,0 мг/л (ПДКхоз.пит) необходимый эффект очистки воды составляет 99,00%, т.е. возможна скорость фильтрования 5,0 м/ч при длине геохимического барьера 8 м.

Пример 4

Проводили опыты по очистке модели природной воды, содержащей бензол геохимическим барьером длиной 16 м при скорости фильтрования в диапазоне 0,1-10 м/ч. Результаты приведены в таблице 4.

Из таблицы следует, что для получения воды с концентрацией бензола 0,1 мг/л (ПДКхоз.пит.) необходимый эффект очистки воды составляет 90,00%, то есть возможна скорость фильтрования 5,0 м/ч при длине геохимического барьера 16 м.

Технический результат заключается в том, что достигнута очистка донного осадка до качества почвогрунтов и очистка воды водоема до предельно допустимых концентраций тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Способ очистки непроточных водоемов в условиях непрерывного поступления нефтепродуктов от тяжелых металлов и нефтепродуктов путем использования сорбента, коагулянта и грубодисперсного минерального вещества, отличающийся тем, что извлеченную из водоема воду очищают последовательно фильтрованием сквозь слой углеводородной жидкости, сорбцией в углеродсодержащем волокнистом материале, фильтрованием в геохимическом барьере, заполненном минеральным зернистым материалом, в котором размещены электрохимические источники тока, генерирующие коагулянт, а очищенную воду возвращают в водоем, в котором ограничивают перемешивание очищенной и неочищенной воды, при этом производят перехват поступающих в водоем грунтовых водонефтяных эмульсий и их очистку жидкостным фильтрованием в слое углеводородной жидкости с доочисткой совместно с извлеченной из водоема водой, а извлеченные донные осадки компостируют совместно с носителями микроорганизмов, структурообразователями и биогенными элементами.
СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕПРОТОЧНЫХ ВОДОЁМОВ В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ПОСТУПЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 176 items.
20.08.2013
№216.012.6061

Способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов

Изобретение относится к переработке устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающего нагревание водяным паром, отстаивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490305
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.03.2014
№216.012.a9d0

Способ локализации аварийных разливов нефти в пойменно-паводковых комплексах малых рек и защитное гидротехническое сооружение

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Способ включает возведение плотины, в теле которой укладывают наклонно к горизонту в сторону водотока водопропускные трубы, входные патрубки которых установлены под углом к руслу реки и углубление дна перед плотиной в виде водоотстойного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509187
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.06.2014
№216.012.d03c

Способ экспресс-определения загрязнения участков почв и подземных вод нефтью и нефтепродуктами

Изобретение относится к мониторингу окружающей среды, определению зон техногенного загрязнения почв и подземных вод нефтью и нефтепродуктами. Способ включает площадное бурение скважин малого диаметра на малую глубину, отбор проб подпочвенного газа, определение в пробах объемной концентрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519079
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.04.2015
№216.013.46e9

Способ обработки нефтешлама

Изобретение относится к обработке нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Способ включает отделение водной фазы и свободных углеводородов, смешение нефтешлама с породообразующими, инокулирующими и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549657
Дата охранного документа: 27.04.2015
12.01.2017
№217.015.5b28

Реагент комплексного действия для буровых промывочных жидкостей на водной основе

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Технический результат - улучшение антикоррозионных показателей бурового раствора, его смазочных и противоизносных свойств применительно к паре трения «металл-горная порода». Реагент комплексного действия для буровых промывочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589782
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cb3

Способ эксплуатации газового промысла при коллекторно-лучевой организации схемы сбора на завершающей стадии разработки месторождения

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа на газовых и газоконденсатных месторождениях, использующих коллекторно-лучевую организацию схемы сбора, в период снижения добычи в условиях накопления жидкости в скважинах и шлейфах. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597390
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6cec

Способ очистки воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам очистки воды от растворенных органических веществ и может быть использовано для очистки природных и сточных вод. Способ включает предварительное полное газонасыщение обрабатываемой воды газами-окислителями и каталитическое окисление компонентов водного раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597387
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d32

Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, используемым при термомелиорации грунтов основания фундаментов сооружений, возводимых в районах распространения вечной и сезонной мерзлоты. Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597394
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d70

Перфоратор щелевой для обсаженных скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для щелевой перфорации обсадной колонны, цементного камня и горной породы. Перфоратор щелевой для обсаженных скважин состоит из корпуса, подпружиненного полым штоком с поршнем, опорных роликов, гидромониторной насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597392
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.8a5c

Способ контроля процесса обводнения газовых скважин

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации газовых месторождений. Техническим результатом является диагностирование начала обводнения газовых скважин в режиме реального времени и предотвращение их самозадавливания. Для контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604101
Дата охранного документа: 10.12.2016
Showing 1-10 of 54 items.
10.03.2014
№216.012.a9d0

Способ локализации аварийных разливов нефти в пойменно-паводковых комплексах малых рек и защитное гидротехническое сооружение

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Способ включает возведение плотины, в теле которой укладывают наклонно к горизонту в сторону водотока водопропускные трубы, входные патрубки которых установлены под углом к руслу реки и углубление дна перед плотиной в виде водоотстойного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509187
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.06.2014
№216.012.d03c

Способ экспресс-определения загрязнения участков почв и подземных вод нефтью и нефтепродуктами

Изобретение относится к мониторингу окружающей среды, определению зон техногенного загрязнения почв и подземных вод нефтью и нефтепродуктами. Способ включает площадное бурение скважин малого диаметра на малую глубину, отбор проб подпочвенного газа, определение в пробах объемной концентрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519079
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.04.2015
№216.013.46e9

Способ обработки нефтешлама

Изобретение относится к обработке нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Способ включает отделение водной фазы и свободных углеводородов, смешение нефтешлама с породообразующими, инокулирующими и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549657
Дата охранного документа: 27.04.2015
12.01.2017
№217.015.5b28

Реагент комплексного действия для буровых промывочных жидкостей на водной основе

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Технический результат - улучшение антикоррозионных показателей бурового раствора, его смазочных и противоизносных свойств применительно к паре трения «металл-горная порода». Реагент комплексного действия для буровых промывочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589782
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cb3

Способ эксплуатации газового промысла при коллекторно-лучевой организации схемы сбора на завершающей стадии разработки месторождения

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа на газовых и газоконденсатных месторождениях, использующих коллекторно-лучевую организацию схемы сбора, в период снижения добычи в условиях накопления жидкости в скважинах и шлейфах. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597390
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6cec

Способ очистки воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам очистки воды от растворенных органических веществ и может быть использовано для очистки природных и сточных вод. Способ включает предварительное полное газонасыщение обрабатываемой воды газами-окислителями и каталитическое окисление компонентов водного раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597387
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d32

Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, используемым при термомелиорации грунтов основания фундаментов сооружений, возводимых в районах распространения вечной и сезонной мерзлоты. Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597394
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d70

Перфоратор щелевой для обсаженных скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для щелевой перфорации обсадной колонны, цементного камня и горной породы. Перфоратор щелевой для обсаженных скважин состоит из корпуса, подпружиненного полым штоком с поршнем, опорных роликов, гидромониторной насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597392
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.8a5c

Способ контроля процесса обводнения газовых скважин

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации газовых месторождений. Техническим результатом является диагностирование начала обводнения газовых скважин в режиме реального времени и предотвращение их самозадавливания. Для контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604101
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8b8c

Способ определения коэффициентов трения системы "долото-забой" при бурении скважины

Изобретение относится к бурению скважин шарошечными долотами и может быть применено для совершенствования условий бурения. Техническим результатом является получение коэффициентов трения вращательного и поступательного движений долота при взаимодействии его вооружения с горной породой забоя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604099
Дата охранного документа: 10.12.2016
+ добавить свой РИД