НПЗ « Краснодарэконефть» - источник образования нефтешламов

     Новый процесс обработки резервуарных шламов по методу LANSCO был предложен американской фирмой TEXAS NAFTA IND.INC. Предложенная система размещена в контейнерах, является мобильной. В основе технологии лежит экстракционный метод обработки шламов для приведения их в подвижное состояние с последующим разделением методом центрифугирования. Выделенная нефть направляется на использование, а твердые примеси после осушки могут быть размещены в соответствии с требованием законодательства [9, стр. 40].

     Фирмой MEISSNER GRUNDBAU разработана технология химической обработки нефтесодержащих отходов. По технологии этой фирмы одновременно с обезвреживанием нефтепродуктов проводится рекультивация. Получаемый при обработке гидрофобный продукт используется в качестве строительного материала для создания дорожных   покрытий [9, стр. 40-43].

     Компания VEST ALPINE разработала установку для химического отверждения нефтесодержащих отходов, лаков, красок, смол и т.д. В результате смешения отходов с реагентом на основе извести получается порошковый гидрофобный материал. Установка состоит из бункера для отходов, реактора-смесителя, емкости для реагента, дозатора и шнекового конвейера. Стоимость обезвреживания 1 т. отходов - 30-40 долларов США.

     Общий недостаток реагентных технологий — зависимость степени обезвреживания от эффективности перемешивания и чистоты реагента. Образующийся порошок не обладает абсолютными гидрофобными свойствами, и при попадании в поровое пространство воды аборигенная микрофлора постепенно разлагает органические вещества, входящие в состав порошка, что приводит к вторичному загрязнению окружающей природной среды [9, стр. 40-43].

5. Методы биологического обезвреживания

     Биологические методы обезвреживания отходов находят все более широкое применение в нашей стране и особенно за рубежом. Они основаны на способности различных штаммов микроорганизмов в процессе жизнедеятельности разлагать или усваивать в своей биомассе многие органические загрязнители. В процессе биообезвреживания происходит вторичное загрязнение атмосферного воздуха продуктами гниения клеток микроорганизмов — сероводородом и аммиаком.

     Их можно условно подразделить на микробиодеградацию загрязнителей, биопоглощение и перераспределение токсикантов.

     Микробиодеградация — это деструкция органических веществ определенными культурами микрофлоры, внесенными в грунт. Процесс биоразложения протекает с заметной скоростью при оптимальной температуре и влажности. Микробиодеградация может быть использована во всех случаях, где естественный микробиоценоз сохранил жизнеспособность и видовое разнообразие. Хотя  процесс идет крайне медленно, его эффективность высока.

     Биопоглощение — это способность некоторых растений и простейших организмов ускорять биодеградацию органических веществ или аккумулировать загрязнения в клетках.

     Полученные методами генной инженерии штаммы псевдомонад утилизируют сырую нефть, что делает возможной очистку разливов нефти на суше. Данная технология предусматривает периодический полив земель водой до полной утилизации нефти бактериями. Недостатком биотехнологических процессов является невысокая скорость протекания процессов, что сильно увеличивает капитальные вложения при сооружении промышленных объектов. Важнейшей задачей ученых является подбор микроорганизмов, бактерий, грибов для переработки конкретных отходов или композиций отходов. Ведутся работы по ускорению роста бактерий в соответствующей среде и регулированию параметров среды в целях сокращения цикла переработки отходов [7, стр.43-51].

     Простейшими способами активации микрофлоры являются механические рыхление, вспашка, дискование. Необходимое условие размножения микроорганизмов - создание оптимального температурного диапазона. При температуре воздуха ниже +10°С биоштаммы практически не работают. Для ускорения миграции микрорганизмов используют активацию биодеградации, например ультразвуком.

     Еще одним распространенным способом биоактивации является аэрация, или продувка грунта воздухом. Эффективность биоразложения летучих углеводородов, дизельного топлива и других подобных загрязнителей составляет от 45 до 94 %. Стоимость обработки почвы не превышает 13-20 долл. США за 1 м.

     Необходимым условием биодеградации нефтяных загрязнений является внесение минеральных удобрений. Идеальной для биоразложения является среда с нейтральной кислотностью. Для нейтрализации щелочных грунтов вносят гипс, для нейтрализации кислых грунтов — известь.

     Одним из методов, обеспечивающих диспергирование нефтяных загрязнений и улучшающих контакт с микроорганизмами, является внесение ПАВ. Моющие вещества вымывают из грунтов нефтепродукты вместе с водой. Сочетание применения ПАВ с внесением минеральных удобрений ускоряет биодеструкцию.

     Внесение культур микроорганизмов используется только при аварийных загрязнениях или при отсутствии развитого естественного биоценоза. Однако иногда происходит вырождение микроорганизмов до достижения требуемого уровня очистки, а также их применение может нарушать естественные биоценозы. Обычно для очистки используют сообщества бактерий Bakterium, Actinomyces, Artrobactes, Thiobacterium desullfotomasilium Pseudomons, Hydiomonas, Bacillus и другие, а также низшие формы грибов.

     В России для очистки почв от нефтепродуктов используют бактериальные препараты «Деворойл» (РАН), «Биоприн (Олеоворин)» (ВНИИСинтезбелок), «Путидойл» (ЗапСибНИГНИ), «Руден» (НИИ генетики), «Сойлекс» (фирма«Полиинформ», Санкт-Петербург). Препараты эффективно окисляют нефтепродукты, ароматические углеводороды в температурном диапазоне 15—45°С при значительных начальных концентрациях загрязнений в грунтах.

     В 1997 г. на ОАО «Роснефть-Туапсенефтепродукт» было очищено 200 м³ грунта с первоначальным уровнем загрязнения 232,5 г/кг биопрепаратом «Дестройл» до остаточного уровня 5,95 г/кг, т.е. в 39 раз. Всего с самого начала было очищено 600 м³ занефтенного грунта. Проблема сбора и безопасного хранения нефтешлама решена, используется для этих целей с соответствующим переоборудованием бывший открытый пожарный водоем объемом 1000 м³. Разработан и согласован проект размещения отходов, получены необходимые разрешения на временное их хранение.

     Биотехнология относится к числу наиболее перспективных технологий обезвреживания и переработки отходов. Созданные природой бактерии и микроорганизмы, полученные методами генетической биологии, в том числе генной инженерии, приспосабливаются учеными для выполнения новых функций. В настоящее время в мире активно развивается биотехнологическая промышленность. Сегодня с ее помощью создаются лекарства, удобрения, белковые корма и многое другое. Живые компоненты биоты имеют энергетический КПД намного выше, чем технические системы, выполняющие ту же функцию [7, стр. 43-51].

         1.2.6 Методы комплексной переработки шламов

     Поскольку при обработке шламов не всегда удается достичь одностадийного процесса, как это было показано ранее, то используют комплексные схемы обработки. Зачастую только механические или физико-химические методы не могут дать эффективного разделения, и, следовательно, обезвреживания из-за высокой стабилизации дисперсии (шлама). При этом отмечается закономерность: чем более продолжительное время хранится шлам и сложнее пути его образования, перекачки и транспортировки, тем выше его стабильность. И в таких случаях обычно применяют комплексные схемы переработки, включающие отстаивание, флотацию, дегазацию, кондиционирование, осушку, обработку коагулянтами и флокулянтами, уплотнение, разделение.

     Заключительными стадиями обработки могут быть: размещение на специальных полигонах с применением биотехнологий, сжигание, использование в строительстве и других отраслях промышленности. Примером такого подхода служит приведенная на рисунке 1.10 комплексная схема обработки шламовых отходов фирмы «Дегремон» (Degremont). 

Рисунок 1.10- Комплексная схема обработки шламовых отходов фирмы             « Дегремон» 

     Представляет  интерес технология фирмы KHD, Германия, сочетающая в себе термическую обработку шламов, реагентную обработку и сепарацию, позволяющую получить чистые беспримесные фазы, что облегчает их дальнейшее использование. Комплексная технология переработки шламовых отходов и нефтезагрязненных земель американской фирмы CRS (рисунок 1.11) позволяет очищать до безопасного уровня полученные после разделения фазы, остаточное содержание нефти соответствуют нормам сброса в окружающую среду.

Рисунок 1.11 -  Поточная схема комплексной обработки шламов фирмы CRS

      Технология  предусматривает использования блока обработки шламов энзимами для отмыва нефтяных фракций. Изучение состава и экологической опасности нефтешламов различного происхождения, а также разработка метода обезвреживания связаны с необходимостью решения трех взаимосвязанных между собой задач:

      —  исследования состава нефтешлама и  его углеводородной части с целью определения экологической опасности;    

      —  анализа эффективности методов  переработки нефтешлама и использования  полученных компонентов.

      —  определение экономической и экологической составляющих затрат на внедрение выбранной технологии [2, стр. 334].

1.3 Использование нефтешламов в качестве  вторичных материальных ресурсов

     1.3.1 Основные области применения  нефтешламов

     Основными областями применения нефтеотходов в качестве вторичного сырья выступают:

• дорожное строительство,
• производство строительных материалов,
• топливная индустрия,
• нефтяная и газовая промышленность.

      Добавление  нефтешлама в состав смесей позволяет  получать качественную продукцию, удовлетворяющую требованиям нормативных документов; улучшать некоторые физико-механические характеристики аналогичных по номенклатуре продуктов (таблица 1.5).

Таблица 1.5 – Характеристика основных направлений использования             нефтеотходов в качестве вторичного сырья.