Диссертация (1172999), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Установкаобезвреживает на финальной стадии процесса (тестировано после выщелачиванияв течение 24часов), %: углеводородов — 94-98; растворенных органическихвеществ— 80-95; солей тяжелых металлов — до 99.Разработчики и патентообладатели не раскрывают конструкционныеособенности и технологические параметры процессов [52].421.3.2 Методы утилизации нефтешламов1.3.2.1 Захоронение на полигонеПолигон представляет собой объект захоронения, где отходы размещаютсявкотлованеискусственноголибоестественногопроисхождениянанеопределенный срок и находится под контролем согласно законодательству.
Внекоторых странах полигон остается одним из самых дешевых методовутилизации, хотя нехватка удовлетворительных участков и трудности вполучении лицензий повышают стоимость захоронения.Ключевым фактором приэксплуатацииполигона являетсязащитаподземных вод от загрязнения материалами, находящихся на свалке. Отходы,содержащие водорастворимые соединения, которые выщелачиваются дождевойводой, могут загрязнять близлежащие грунтовые и поверхностные воды, делая ихнепригодными для использования.
Поэтому важнейшими факторами для такихотходов являются следующие:−Защитная оболочка (гидроизоляция) должна быть непроницаемой. Внекоторых странах Европы предпочтительным материалом является глина. Вдругих случаях используется укладка пластиковой пленки. В некоторых странахиспользуются многослойные прокладки с интегрированными дренажнымисистемами для новых свалок.−Обязательный мониторинг для того, чтобы инспектировать эффективностьсдерживания загрязнителей; используются отверстия для отбора проб.43Отходы не уничтожаются, а только хранятся.
Они не должны вступать вреакции с выделением тепла или образования токсичных газов при горении. Еслиобразуются горючие газы, например, метан, то они должны быть собраны.Участки, как правило, не могут быть использованы несколько лет после того, какскладирование завершено. Выбор захоронения на полигоне или других методовутилизации зависят от нескольких факторов: стоимости транспортировки отисточника к полигону, стоимости земли и стоимости самой операции размещения.При этом в последние годы стоимости транспортировки и земли растуттревожными темпами, из-за чего этот метод может стать в ближайшее времяменее привлекательным, чем ранее.1.3.2.2 Сжигание нефтяных шламов (инсинерация)Процесс инсинерации (сжигания нефтяных шламов) – это технология,используемая на крупных НПЗ. Чаще всего используют такие методы сжиганияНШ:−вращающихся барабанных печей;−печей с кипящим слоем теплоносителя;−топок с форсунками различного типа;−топок с барботажными горелками.СпособытермическойобработкипозволяютсовместносНШобезвреживать сжиганием загрязненные фильтры, промасленную ветошь, твердыебытовые отходы.
С уменьшением объема вторичных отходов на порядок посравнению с первоначальным [53].44Во вращающейся печи для сжигания отходов температура горениясоставляет 980 - 1200°, а время пребывания составляет около 30 минут. В товремя как в установках для сжигания с псевдоожиженным слоем, температурагорения составляет 732 -760oC, а время пребывания может составить и несколькосуток. Для достижения полного и безопасного сгорания нефтяного шлама процесстребует использования сложного оборудования и наличия опытного персонала.Необходимо,чтобыэффективностьразрушенияиудаленияопасныхорганических веществ из состава нефтотхода при его сжигании была больше илиравна 99,9%. Сжигание НШ проводили по методике с использованиемпсевдоожиженного слоя.
После завершения процесса продукты (зола) былиудалены из скруббера и показали низкое содержание тяжелых металлов. Этипродукты были утилизированы на полигоне. Инсинерация НШ не только дорога,но образует токсичные продукты, такие как зола, диоксид серы, оксиды азота,монооксидуглерода, полиароматическиесоединения ит.д. [54].
Золы,содержащие металлы, перед вывозом на полигон должны быть обработаны длясвязывания металлов. Основные параметры, которые следует контролировать втечение процесса: скорость подачи отходов, коэффициент избытка воздуха, времяпребывания, температуры горения и выбросов газов сгорания [55].Одним из недостатков термических методов является то, что при сжиганиишламов химические соединения, содержащие хлор, превращаются в токсичныедиоксины, которые вместе с выбросами попадают в атмосферу.Обезвреживание шламов с использованием термических методов можетбыть осложнено следующими обстоятельствами:−значительным содержанием воды в нефтяном шламе (до 70-80%);−высоким содержание мехпримесей (до 65%);−сложностью отбора и транспортировки шламов;−затруднённостью гомогенизации в топке шламосжигательной установки,обусловленная его переменным физико-химическоим составом и высокойвязкостью.451.3.2.3 Биологические методы утилизации нефтешламовНаиболее экологически чистыми методами обезвреживания являютсябиологические, однако их область применения ограничена реальными условиямиприменения, такими как:−диапазон активности биопрепаратов,−температура,−рН,−толщина слоя нефтезагрязнения,−аэробные условия.Запоследнеевремязарубежнымипартнёрамиразработанасериябиопрепаратов, обезвреживающих нефтеотходы различного состава.Биоремедиация определяется как использование живых организмов дляуменьшения или устранения опасности для окружающей среды в результатенакопления токсичных химических веществ или других опасных отходов [56].Как правило, для биологической очистки используются бактерии, но также могутбыть использованы грибы, водоросли и растения.
Биоремедиация - это не новаятехнология, однако перспективы использования этой технологий для переработкизагрязняющих веществ различаются. Есть три уровня биоремедиации:−Метаболизм - перестроение загрязняющих молекул в менее или неопасныемолекулы;−Биодеградация - распад органических веществ до небольших органическихили неорганических молекул;46Минерализация−-полнаябиодеградацииорганическихвеществвнеорганические компоненты, таких как CO2 или H2O [57].Эти три уровня биоремедиации могут проходить либо in situ (на местезагрязнения) или ex-situ (отход изымают из места загрязнения и утилизируют вдругом месте) [58].Для ускорения и оптимизации биодеградации должны осуществлятьсяследующие условия:−достаточное количество микроорганизмов в штаммах;−неопасные концентрации загрязняющих веществ или соединений;−достаточное количество воды;−достаточное количество питательных веществ;−достаточное количество кислорода для аэробных процессов и полноеудаление кислорода для анаэробных процессов;−комфортная температура;Достоинства и недостатки различных методов утилизации сведены втаблицу 5.Таблица 5 – Характеристики основных методов переработки и утилизации НШ4849501.3.2.4 Рекомендации по утилизации нефтеотходовНа основе полученных данных о каждой группе можно составитьрекомендации по утилизации нефтеотходов.−Грунт с различным содержанием нефтепродуктов.
Входящие в составжидковязких нефтешламов смолы, парафины и другие высокомолекулярныесоединения обладают, как известно, поверхностно-активными и вяжущимисвойствами.использоватьИменнодляэтуособенностьпроизводстванефтешламовстроительныхможноматериалов.эффективноПервыйэтапзаключается в удалении воды из образцов выпариванием на водяной бане. Впроцессе выпаривания до постоянного веса нефтешлам теряет из своего состававоду и легкокипящие углеводородные фракции, которые конденсируются, ипревращается в сухой порошок бурого цвета, в состав которого входятминеральные примеси и ржавчина.
Второй этап заключается в измельчении ипросеивании,полученныйтонкодисперсныйпорошок(сухойостатокнефтешлама) замешивается в определенном соотношении с шихтой, состоящей изглины, кварцевого песка или золы и порошка алюминия. При добавлении в шихту50%-ного водного раствора жидкого стекла получают вязкопластическую массушликера, из которого легко можно получить изделия нужного размера и типа(блоки, кирпичи, плитки и т.д.) либо методом прессования, либо литейнымспособом.
Процесс утилизации изображен на рисунке 4.52Рисунок 4 - Этапы утилизации жидко-вязких нефтешламов−Обводненныенефтепродуктыснезначительнымсодержаниеммехпримесей.Обводненные нефтепродукты могут быть так же использованы в качествеоблицовочного материала для хранилищ, строительного материала для посыпкидорог. Для этого применятся метод химического обезвреживания с помощьюоксида щелочноземельного металла, предварительно пропитанного ПАВ. Сначалапроисходитсмешениеобводненныхщелочноземельного металла (кальциянефтепродуктовсоксидомили магния), в результате образуетсягидроксид, который равномерно адсорбируется нефтешламом.
В итоге получаютсухой, сильно гидрофобный порошок, который используется в строительстве.−Вода с различным содержанием нефтепродуктов.Дляочисткиводыотнефтепродуктовэффективноиспользоватьнефтеловушки. Уловленные в нефтеловушке нефтепродукты перекачивают дляобезвоживаниявобезвоживающуюразделочныеустановкурезервуары,анефтепродуктовзатемУППТ.наспециальнуюОбезвоженныенефтепродукты используются в качестве исходного сырья, а осадок изнефтеловушек перекачивают в накопители. В нефтеловушке задерживаетсяосновная масса нефти и нефтепродуктов. Уловленные в нефтеловушкенефтепродукты перекачивают для обезвоживания в разделочные резервуары, азатем на специальную обезвоживающую установку нефтепродуктов УППТ.53Обезвоженные нефтепродукты используются в качестве исходного сырья, аосадок из нефтеловушек перекачивают в накопители.
Выделившуюся из осадкаводу, очищенную от нефти перекачивают в основные нефтеловушки.Так же не менее эффективно использовать установку, состоящую изфлотатора и гидроциклона. Очистка стоков начинается в камере предварительнойочистки, где расположен полочный гидроциклон для отделения плавающейнефти. Нефть выводится из камеры с помощью отбойной перегородки, осадокудаляется на обезвреживание, а сточная вода очищается в камерах флотации, гдевоздух выделяется из водовоздушной смеси, подаваемой через перфорированныетрубы. Из флотаторов пена удаляется в сборный желоб для нефти, где онаобезвоживается очищенная вода из флотаторов через сборный желоб идетчастично на доочистку или повторное использование, часть - на рециркуляцию.1.3.3 Использование нефтешлама и продуктов утилизации нефтешлама вкачестве вторичных материальных ресурсовПрименение НШ в качестве вторичных материальных ресурсов являетсяодним из значимых направлений при обращении с НШ.Однако возникают проблемы поддержания экологической безопасности приликвидации,утилизацииинейтрализациивысокотоксичныхотходов,накопленных на НПЗ; кроме того, важны выбор технологии и её адаптация дляконкретного региона или территории, зависящих от морфологического иколичественного состава образующихся отходов, что делает выбор оптимальнойтехнологии обращения с НШ трудной задачей [59, 139].Следовательно, возможность использования НШ для получения вторичногосырья определяется его составом, свойствами и экологической опасностью.54В настоящее время существует стремление к раздельной переработке НШ взависимости от источника их образования.
Такой подход к данной проблемерешает как задачи рационального использования нефтяных шламов, так иэкологическиезадачи.Немаловажнымсредипрочихопределяющихзагрязняющие свойства шламов фактором является его состав и свойства.Решение о способе переработки принимается в зависимости от консистенции НШи его фазового состава (таблица 6) [60]. Наиболее полезны для внедрениятехнологии, позволяющие переработать отходы в материальные ресурсы,имеющие стоимостное выражение [139].Таблица 6 – Характеристики основных методов переработки и утилизацииНШ [139]55Определяющими составляющими НШ являются вода, минеральная иорганическая фазы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
