СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ Российский патент 1999 года по МПК C02F11/00 B09B3/00 

Предлагаемое изобретение относится к области экологии, а более конкретно, к способам обезвреживания нефтесодержащих отходов, например замазученных земель.

В крупных промышленных регионах сложилось крайне неблагоприятное положение с отходами, содержащими нефтепродукты, особенно с теми, которые по той или иной причине - значительные колебания химического состава, обводненность, загрязненность - не могут быть регенерированы.

Нефтесодержащие отходы, относящиеся по существующей классификации к веществам 2-3 класса опасности, в результате высокой токсичности и пожароопасности не принимаются на бытовые свалки, поэтому накапливаются на территории предприятий или незаконно сбрасываются в места, специально для этих целей не оборудованные. Такие накопители нефтесодержащих отходов пожароопасны, являются источниками загрязнения окружающей среды вследствие испарения нефтепродуктов и опасности проникновения их в грунтовые воды.

Основным направлением обезвреживания нерегенерируемых нефтесодержащих отходов в мировой практике является их централизованная переработка путем сжигания с целью получения тепловой энергии. При этом большое внимание уделяется контролю состава и очистке отходящих газов [1].

Известен также опыт применения биологической обработки отходов, обработки паром, горячей водой, водными растворами ПАВ, растворами различных химических веществ с целью отмыва грунтов от нефтепродуктов, а также химические методы обезвреживания [2].

Эффективность этих методов очистки зависит от однородности отходов и наличия примесей, например соединений тяжелых металлов.

Известен способ обезвреживания нефтесодержащих отходов, включающий смешение их с вяжущими материалами, в качестве которых используют золу-унос и цемент [3]. Цемент и зола-унос поддерживают в отходах высокое значение величины pH - в пределах 9-11 и лишают подвижности большинство многовалентных катионов (токсичных тяжелых металлов), превращая их в нерастворимые гидроксиды.

Описанный способ наиболее близок к заявляемому по совокупности существенных признаков и принят нами за прототип.

Недостатком известного способа является недостаточно полное обезвреживание нефтесодержащих отходов, что объясняется малой прочностью адсорбционных связей, удерживающих органические компоненты нефтепродуктов в составе полученного материала.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение более полного обезвреживания нефтесодержащих отходов.

Для решения поставленной задачи в способе обезвреживания нефтесодержащих отходов, включающем введение в отходы золы-уноса и последующее отверждение полученной смеси путем смешения с цементом, согласно изобретению вместе с золой-уносом в отходы вводят 10%-ную водную эмульсию гидрофобизирующей жидкости 136-41, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтесодержащие отходы - 20,8 - 41,6
Зола-унос - 8,3 - 41,6
Цемент - 12,5 - 16,6
10%-ная Водная эмульсия гидрофобизирующей жидкости 136-41 - 0,05 - 0,1
Вода - Остальное
Введение предлагаемой добавки - органического поверхностно-активного вещества существенно влияет на фиксацию углеводородов, способствует более прочному связыванию органических компонентов в обезвреженном отходе. Гидрофобные свойства, которые придает отходу добавка, увеличивают его стойкость при воздействии компонентов окружающей среды.

Нефтесодержащие отходы, обезвреженные с использованием предлагаемого способа, не вымываются водой и слабокислыми растворами в течение длительного времени после обработки, что указывает на прочность их адсорбционных связей с минералами, входящими в состав золы.

Анализ уровня техники не позволил выявить аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого решения, т.е. оно отвечает требованию новизны.

Не выявлены также признаки, являющиеся отличительными в заявляемом решении, т.е. оно отвечает требованию изобретательского уровня.

Способ осуществляют следующим образом.

В смеситель помещают золу и добавляют определенное количество нефтесодержащего отхода и гидрофобизирующей жидкости, после чего производят перемешивание компонентов в течение 10 мин. Зола-унос в присутствии воды создает и поддерживает в системе высокое значение величины pH. В таких условиях катионы содержащихся в отходах металлов переходят в состав труднорастворимых гидроксидов по следующей схеме:
Meⁿ⁺ + OH^- = Me(OH)_n
В состав труднорастворимых гидроксидов переходят следующие ионы металлов: Ni²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Ti⁴⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Ba²⁺, Sn²⁺, Be²⁺, Mo⁴⁺, V⁴⁺, W⁴⁺ и др.

Затем в смесь добавляют воду и цемент и производят отверждение, позволяющее получить на основе обезвреженного отхода достаточно прочный материал. Смесь вновь перемешивают в течение 10 мин. После этого производят выгрузку обезвреженной смеси в бункер.

Отверждение обезвреженных отходов, протекающее в результате процессов гидратации введенного в систему цемента, приводит к еще более прочному дополнительному связыванию в образовавшемся материале нейтрализованных соединений. Образующаяся при отверждении прочная консервирующая матрица предотвращает растворение токсичных веществ под воздействием компонентов окружающей среды, дополнительно связывает их физически и химически, снижает поверхность контакта с окружающей средой. Затвердевший материал удерживает также в своей структуре компоненты, оставшиеся после обработки золой и гидрофобизирующей жидкостью в водорастворимой форме (хлориды и нитраты щелочных металлов и кальция и т.п.).

Для обезвреживания 1 т нефтесодержащих отходов необходимо следующее количество реагентов, т:
Зола-унос - 0,2 - 2,0
Цемент - 0,4 - 0,6
10%-ная Водная эмульсия гидрофобизирующей жидкости 136-41 - 0,0025 - 0,005
Вода - 0,8 - 1,2
до получения пластичной массы с подвижностью, характеризующейся осадкой стандартного конуса 7 - 10 см (ГОСТ 10181.0-81).

Продукт, полученный по предлагаемой технологии, может быть уложен в форме блоков, уплотнен, отвержден и транспортирован на нужное расстояние.

Возможна перевозка незатвердевшей обезвреженной массы на место ее укладки с последующим уплотнением.

Обезвреживание можно проводить непосредственно на месте хранения загрязненных грунтов.

Объемная масса обезвреженных незатвердевших смесей составляет в среднем 1800 кг/м³, после отверждения объемный вес готовых изделий около 1700 кг/м³.

Прочность образцов, изготовленных из обезвреженной массы с применением цемента, составляет после двух месяцев твердения около 50 кг/см².

Проведенные Свердловским областным центром государственного санэпиднадзора исследования показали, что отходы, обезвреженные заявляемым способом, относятся к малотоксичным (4-й класс опасности) и могут использоваться для изготовления строительных блоков, для возведения подпорных стен, отсыпки и т.п.

Сптсок литературы
1. The reuse of petroleum and petrochemical waste in cement hilns /Coss man David//Еnviron. Progc. - 1992. - 11, N 1, c.1-6.

2. Нориюки Нома. Исследование способов обработки промышленных отходов. Х. "РРМ". - 1987. 18 N 1, с. 42-50.

3. Сьюпренент Б., Ларс М., Смит Р. Отвержденные нефтяные отходы - ойлкрит. Строительство в США, -1990, N 3, с. 10.

Использование: обезвреживание нефтесодержащих отходов, например замазученных земель. Сущность изобретения: в отходы вводят золу-унос и 10%-ную водную эмульсию гидрофобизирующей жидкости 136-41, после чего полученную смесь отверждают путем смешения с цементом.

Способ обезвреживания нефтесодержащих отходов, включающий введение в отходы золы-уноса и последующее отверждение полученной смеси путем смешения с цементом, отличающийся тем, что вместе с золой-уносом в отходы вводят 10%-ную водную эмульсию гидрофобизирующей жидкости 136-41 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтесодержащие отходы - 20,8 - 41,6
Зола-унос - 8,3 - 41,6
Цемент - 12,5 - 16,6
10%-ная водная эмульсия гидрофобизирующей жидкости 136-41 - 0,05 - 0,1
Вода - Остальное