Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕШЛАМОВ И ЗАМАЗУЧЕННОГО ГРУНТА

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а именно к способам улучшения экологического состояния и возвращения в хозяйственный оборот земель, загрязненных нефтепродуктами, в частности нефтешламов и загрязненной нефтепродуктами земли.

В настоящее время проблема очистки (переработки) нефтешламов и замазученного грунта является весьма актуальной.

Известен способ переработки нефтешламов, включающий внесение в него природного сорбента с биопрепаратом до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в фунте, причем в качестве сорбента используют глауконит, а в качестве биопрепарата - поликультуру, перед внесением в грунт сорбента с биопрепаратом производят замеры концентрации загрязняющего вещества, определяют объем сорбента, на границе проникновения загрязнения в грунт в нижней части загрязненного слоя помещают экранирующую прослойку из биогумуса, увлажнение загрязненного грунта производят после распределения объема сорбента с биопрепаратом эффективными микроорганизмами и ферментированным компостом по поверхности загрязненного грунта с одновременным перемешиванием, причем концентрацию загрязняющего вещества определяют послойно, а количество слоев загрязненной почвы с концентрацией загрязнения слоя не менее чем вдвое различной друг от друга, делают не менее двух, отличающийся тем, что для сохранения заданного режима влажности, соответствующего эффективной работе микроорганизмов, в экранирующую прослойку и в загрязненный грунт вводят водонабухающий полимер, а температурный режим для активизации биологических процессов поддерживают путем введения в загрязненный грунт органики, причем объем органики в экранирующей прослойке должен составлять как минимум вдвое больше, чем в загрязненном грунт, (патент RU №2528198, МПК В09С 1/10, C12N 1/00, A62D 3/00, опубл. 10.09.2014 г., бюл. №25).

Недостатком известного способа является его высокая стоимость, связанная с применением специального водонабухающего полимера, сложностью технологических операций, необходимость в наличии большого количества навоза, необходимость выполнения данной технологии вблизи животноводческих ферм.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов, содержащий операции выбора состава нефтешлама с содержанием воды от 0,01 до 99,9%, введения в нефтешлам органических компонентов, образования пористости обрабатываемого материала, создания условий проникновения в материал кислорода, снижения объема воды, завершения многокомпонентной взаимосвязи нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом, превращения упомянутого состава нефтешлама и замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт. Причем в нефтешлам в качестве органических компонентов вводят растительные остатки, которыми могут быть измельченные надземные части сорных и культурных растений, солома, соломистый навоз, торф, отработанный компост из-под шампиньонов, биологически активные илы очистных сооружений промышленных предприятий и др., в которые перед внесением в нефтешлам или замазученный грунт добавляют куриный помет или многокомпонентное минеральное удобрение в количестве 0,5-1,5 кг на 1 т растительных остатков для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры, прежде всего углеводородоразлагающих микроорганизмов, перекрывают объемную массу перерабатываемого нефтешлама или замазученного грунта добавлением растительных остатков порцией в 75-125%, добавляют к полученному материалу известь или гипс в количестве до 1% от веса нефтешлама или грунта до достижения рН среды, равной 5,5-8,0, укладывают полученную массу в бурты высотой до 4 м и шириной основания до 7 м, каждые 5-10 дней в течение 1-3 месяцев проводят аэрирование компоста путем перекладки бурта для создания условий проникновения в полученную структуру кислорода и удаления углекислого газа, выделяемого при биодеструкции углеводородов (патент RU №2376083, МПК В09С 1/10, опубл. 20.12.2009 г. Бюл. №35).

Недостаток известного способа заключается в больших энергозатратах, связанных с перекладкой бурта, отсутствии конкретных значений влажности, при которой эффективно работают микроорганизмы, внесение навоза и минеральных удобрений в указанных количествах без предварительного использования балласта приносит только вред, замазученный грунт не способен превратиться в высокогумусированный почвогрунт ввиду биологических особенностей последнего, малая эффективность аэрации вследствие указанной в патенте конфигурации бурта.

Технической задачей изобретения является удешевление способа очистки нефтешламов и замазученного грунта, с уменьшением расхода навоза и других компонентов на очистку, а также снижение стоимости выполняемых работ за счет лучшей аэрации.

Поставленная задача решается предлагаемым способом очистки нефтешламов и замазученного грунта, содержащим операции выбора состава нефтешлама с содержанием воды от 0,01 до 99,9%, введения в нефтешлам органических компонентов, образования пористости обрабатываемого материала, создания условий проникновения в материал кислорода, завершения многокомпонентной взаимосвязи нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом, превращения упомянутого состава нефтешлама или замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт, причем в нефтешлам или замазученный грунт в качестве органических компонентов вводят растительные остатки, которыми могут быть измельченная надземная часть сорных и культурных растений, солома, полова, шелуха, соломистый навоз, торф, отработанный компост из-под шампиньонов, активные илы очистных сооружений промышленных предприятий, в которые перед внесением в нефтешлам или замазученный грунт добавляют глауконит или комплексное минерально-органическое гранулированное удобрение на основе глауконита в количестве 0,8-1,0 кг на 1 тонну растительных остатков для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры, прежде всего углеводородоразлагающих микроорганизмов, перекрывают объемную массу перерабатываемого нефтешлама или замазученного грунта добавлением указанных растительных остатков порцией 1:1, для достижения кислотности (рН) среды менее 8,0, добавляют к полученному материалу фосфогипс объемом, определяемым по зависимости:

,

где V_ф, V_н - соответственно объем фосфогипса и нефтешлама, м³;

ρ_ф, ρ_н - соответственно плотность фосфогипса и нефтешлама, кг/м³;

рН_ф, рН_н - соответственно кислотность фосфогипса и нефтешлама.

Затем послойно укладывают полученную массу в бурты высотой до 4 м и шириной основания до 7 м, в которые помещаются в шахматном порядке с интервалом 1-1,5 м в горизонтальной и вертикальной плоскостях перфорированные трубы, предназначенные для удаления углекислого газа, выделяемого при биодеструкции углеводородов, а также добавления кислорода и влаги для лучшего развития микроорганизмов.

На фиг. 1 представлены общий вид и продольный разрез бурта с установленными трубами.

Предлагаемый способ очистки нефтешламов и замазученного грунта реализуется следующим образом. Нефтешлам или замазученный грунт с влажностью от 0,01 до 99,9% смешивают в соотношении примерно 1:1 с растительными остатками, в которые предварительно добавляют глауконит или комплексное минеральное удобрение на основе глауконита в количестве 0,8-1,0 кг на 1 тонну растительных остатков. В качестве растительных остатков используют измельченные надземные части сорных и культурных растений, солому, соломистый навоз, торф, отработанный компост из-под шампиньонов, биологически активные илы очистных сооружений промышленных предприятий. В качестве комплексного минерально-органического гранулированного удобрения используют удобрение (патент РФ №2512165, МПК C05G 1/00, опубл. 10.04.2014 г. Бюл. №10), состоящее из обогащенного глауконита от 70% до 90%, органическая часть - минеральные удобрения в водном растворе - 10-30%. В качестве минеральных удобрений может применяться азотное удобрение (мочевина), калийное удобрение (калий хлористый), аммиачная селитра (азотнокислый аммоний, нитрат аммония), фосфорное удобрение (суперфосфат), комбинация всех вышеперечисленных веществ.

Глауконит или комплексное минерально-органическое удобрение служит для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры, прежде всего углеводородоразлагающих микроорганизмов (актиномицетов). Этим приводят обрабатываемую массу в состояние биохимического взаимодействия микроорганизмов. Затем перемешивают нефтешлам или замазученный грунт, в полученный состав для доведения кислотности, необходимой для нормального развития микроорганизмов рН менее 8,0, вносят фосфогипс в объеме:

где V_ф, V_н - соответственно объем фосфогипса и нефтешлама, м³;

ρ_ф, ρ_н - соответственно плотность фосфогипса и нефтешлама, кг/м³;

рН_ф, рН_н - соответственно кислотность фосфогипса и нефтешлама.

После чего полученную массу укладывают в бурты высотой до 4 метров и шириной основания до 7 метров. Указанные максимальные размеры буртов и количество вносимого глауконита, минеральных удобрений и фосфогипса являются оптимальными и установлены опытным путем (большее количество фосфогипса ухудшает структуру грунта и замедляет биологическую активность микроорганизамов). Применение фосфогипса вместо гипса позволяет снизить стоимость процесса очистки нефтешламов или замазученного грунта, так как его цена в несколько раз ниже цены гипса.

Отсыпка буртов осуществляется послойно и сопровождается установкой в их теле перфорированных труб (фиг. 1) для обеспечения аэрирования полученной массы, для удаления продуктов биодеструкции углеводородов (углекислого газа) и для подачи воды с целью поддержания оптимальной влажности для развития микроорганизмов. Перфорированные трубы в поперечной плоскости бурта располагаются в шахматном порядке на расстоянии от 1 до 1,5 м как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Для обеспечения аэрирования в трубопровод можно осуществлять подачу кислорода от компрессорной станции. Наличие перфорированного трубопровода исключает необходимость перекладки бурта каждые 5-10 дней в течение 1-3 месяцев, как указано в прототипе.

Поддержание рН среды на уровне менее 8,0 необходимо для снижения агрессивных свойств грунта по отношению к микрофлоре и создания условий по кислотности для ее активного размножения. Вода, образующаяся при биодеструкции, в предлагаемом способе используется микрофлорой для поддержания жизнедеятельности. Таким образом, снижение объема воды, образующейся при биодеструкции, происходит благодаря усвоению ее самими микроорганизмами и искусственно увеличивать испарение не требуется. С помощью аэрирования создают пористость и условия проникновения в образованную структуру кислорода, завершая многокомпонентную взаимосвязь нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом.

Процесс очистки нефтешлама или замазученного грунта производят в течение 1-3 месяцев (в зависимости от погодных условий и температуры). По окончании указанного срока (1-3 месяца) нефтешлам или замазученный грунт превращается в высокогумусированный почвогрунт.

Изобретение позволяет очищать нефтешламы и замазученные грунты с наименьшими энергозатратами, исключив операцию, связанную с перекладой бурта, снизить расход и стоимость применяемых материалов на очистку, а также ускорить и повысить качество очистки.