Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ ЩЕБНЯ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ, А ТАКЖЕ АВАРИЙ И РАЗЛИВОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ТРАКЦИОННЫХ ПУТЯХ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Изобретение относится к технологиям очистки щебня при ликвидации разливов нефтепродуктов на предприятиях железнодорожной отрасли, а также аварий и разливов нефтепродуктов на тракционных путях общего пользования.

Наиболее распространёнными загрязнителями территорий предприятий железнодорожной отрасли является нефть, нефтепродукты, мазут, топливо, смазочные материалы. Причиной загрязнения железнодорожных путей нефтепродуктами является утечка их из цистерн, неисправных котлов, при заправке колесных букс. К тому же конструкционные особенности локомотивов предполагают вытекание смазки через технологические отверстия.

Согласно ГОСТ 7392-2014 для балластного слоя тракционных путей используется щебень из плотных горных пород, представляющих собой достаточно высокостоящий материал. Таким образом, для предприятий железнодорожной отрасли наибольшая доля загрязнений нефтепродуктами приходится не столько на грунт, сколько на щебень.

Количество загрязнений нефтепродуктами колеблется от 5 до 20 г на 1 кг щебня. Предприятия железнодорожного транспорта занимают территории от 2 до 50 га (локомотивные и вагонные депо - 4-5 га, территории промывочных станций, железнодорожные станции, пункты подготовки пассажирских вагонов, шлакопропиточные заводы – 12 га).

На основании вышесказанного на сегодняшний день проблема очистки щебня от нефтепродуктов является актуальной, как с точки зрения охраны окружающей среды, так и с экономической точки зрения повторного использования щебня для подсыпки балластного слоя железнодорожных путей.

Известен способ очистки щебня рельсового пути при помощи установки для грохочения для отделения мусора, перемещаемого ленточным транспортером, а также при помощи подачи воды, заключается в том, что очищенный после двойной очистки механическим способом и при помощи подачи воды щебень снова вносят на рельсовый путь. Загрязненную воду очищают с образованием отстойной грязи, которую наносят на мусор для их совместной транспортировки ленточным транспортером (патент RU2249643, опубликованный 15.07.2003).

Недостаток очистки щебня от нефтепродуктов с помощью промывки водой состоит в проблеме дальнейшей очистки воды от вымытых нефтепродуктов.

Наиболее известными и широко применимыми в настоящее время методами для ликвидации загрязнений нефтепродуктами является вырезка грунта с последующим захоронением или термической обработкой, испарение загрязнителя в почве, и биологическая очистка. Из всех технологий ликвидации последствий загрязнения почв нефтепродуктами наиболее щадящей к окружающей среде является биоочистка на месте загрязнения. Ее преимуществом является относительная простота технологической реализации установки и эксплуатации, а также относительно невысокие финансовые затраты. Она широко используется во многих странах, успешно применяется при очистке почв от дизельного топлива и других нефтепродуктов.

В настоящее время в процессе биоочистки используются преимущественно аэробные бактерии. Исследования показали их способность активно разлагать углеводороды, определены требования к условиям, наиболее благоприятствующим их росту. Их метаболизм подробно изучен и показано, что продукты переработки микроорганизмами нефтепродуктов не опасны для человека и окружающей среды.

Наиболее близким аналогом патентуемого решения является способ биологической очистки грунта от нефтяных загрязнений (Патент RU2104248, опубликованный 10.02.1998). Способ предусматривает нанесение препарата углеводородокисляющих микроорганизмов на нефтесубстрат загрязненного участка. Перед нанесением микроорганизмы препарата культивируют в среде, содержащей нефтесубстрат загрязненного участка. Причем нефтесубстрат берут в таком количестве, которое обеспечивает симбиотический рост углеводородокисляющих микроорганизмов препарата и нефтесубстрата.

Однако этот метод очистки требует соблюдения температурного режима и определённой влажности грунта, а также является достаточно длительным методом очистки, так как время очистки биологическим способом составляет от трех месяцев до нескольких лет.

Техническая проблема заключается в поиске быстрых методов очистки, которые возможно осуществлять в местах образования загрязнений.

Поставленная задача решается механической промывкой балласта с помощью раствора реагента-биодеструктора вместо воды для очистки дорожного щебня от нефтепродуктов непосредственно на местах его дислокации.

Технический результат предлагаемого решения заключается в снижении опасности отхода до 4 класса (согласно ФККО: 84210102214) в срок, сокращенный до одного часа, а также в дальнейшем пассивном воздействии и дополнительном снижении токсичности балласта за счет реагента, оставшемся на балласте, возвращенном на пути после промывания.

Предлагаемая технология очистки нефтезагрязненного щебня железнодорожного пути основана на барабанной мойке щебня, однако вместо воды используется раствор с реагентом-биодеструктуром (продукты ряда Hydrobreak). Во вращающийся барабан помещают исходный материал (балласт из щебня, загрязненный нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов 15% и более), Код ФККО: 84210101213), затем подается раствор с реагентом.

Способ очистки щебня на тракционных путях включает этапы, на которых в барабан барабанной мойки загружают балласт из щебня в объеме, не превышающем 30 % объема сеющей части барабанной мойки, содержащий более 15% нефтепродуктов, посредством насоса подают моющий раствор в объеме, не превышающем 50% объема барабана барабанной мойки, содержащий 1,25% реагента-биодеструктора (соотношение воды и реагента может быть увеличено до 1:1 в зависимости от загрязнения щебня нефтепродуктами), представляющий собой смесь, содержащую следующие компоненты (мас.%):

ПАВ <3

гликоль <15

вода – остальное,

рН = 6

в течение одного часа осуществляют промывку щебня раствором реагента-биодеструктора посредством барабанной мойки при 25 ÷ 50⁰С, после чего моющий раствор совместно с мелкими фракциями балласта, размер которых меньше ячеек сеющей части мойки, через сопла мойки отводят в отстойник и разделяют посредством отстаивания на фазы, далее моющий раствор вновь подают в барабанную мойку для промывания следующей порции балласта.

Размер ячеек сеющей части барабанной мойки составляет 50-60 мм.

В частном случае осуществления изобретения реагент содержит натуральные органические вещества и слабые органические кислоты.

В частном случае осуществления изобретения промывку балласта осуществляют под воздействием прямого ультрафиолетового излучения.

В частном случае осуществления изобретения водную фазу отходов после промывки разводят водой в 20-25 раз и сливают в канализацию.

Барабанная мойка включает барабан, который состоит из глухой и сеющей частей. Промываемый материал подаётся в барабан. В глухой части барабана (скруббере), снабжённой рыхлителями и порогами, происходит дезинтеграция материала и размыв содержащейся в нем глины. В сеющей части барабана материал рассеивается по классам крупности и освобождается от растворённой в воде глины.

В качестве реагента применяют продукты ряда Hydrobreak, биодеструктор нефтяных загрязнений.

Результаты лабораторных анализов балласта из щебня, загрязненного нефтепродуктами (до очистки) и балласта из щебня, загрязненного нефтепродуктами (после очистки) показали снижение опасности отхода до 4 класса, а при кратности разведения водной вытяжки из отхода после очистки в 23 раза вредное воздействие на гидробионтов отсутствует.

Данные результаты позволяют предположить, что при увеличении времени промывки и воздействия раствора реагента, а также под воздействием ультрафиолетового излучения (например, прямых солнечных лучей или искусственных УФ ламп), токсичность отхода снизится.

Результатом предлагаемой технологической очистки является очищенный щебень и раствор-катализатор, который может быть использован для повторной обмывки.

Жидкость, сливаемая из мойки после промывки может использоваться для очистки нефтеотстойников, после первичного использования реагент может работать еще в течение одной-двух недель.

Промытый балласт может быть использован для повторного размещения на ж/д путях, а также при засыпании (рекультивации) полигонов ТБО.