СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2006 года по МПК B09B1/00 

Изобретение относится к способам временного или постоянного захоронения осадка сточных вод с целью последующего использования в различных отраслях народного хозяйства, в частности, для консервации донных и других токсичных нефтешламов из отстойных прудов нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств.

Известен способ захоронения отходов, заключающийся в бурении скважин, в каждую из которых засыпают некоторое количество отходов. Эту массу уплотняют вибрацией или прессованием. После заполнения выработки ее устьевую часть заполняют слоем почвы /Патент РФ №2075357, МКИ В 09 В 1/00, Бюл.№8 от 1997 г./.

Недостатком этого способа является высокая вероятность загрязнения природной среды вследствие фильтрации подземных вод.

Известен способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающий последовательную укладку водонепроницаемого экрана на почвенно-растительный грунт, уплотнение его, укладку и уплотнение отходов, покрытие последних вторым водонепроницаемым слоем, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, причем в качестве водонепроницаемых экранов используют мореные суглинки и глины /Патент РФ №2070102, МКИ В 09 В 1/00, Бюл.№34 от 10.12.96 г./.

Используемые суглинки в качестве водонепроницаемых экранов недостаточно эффективны против фильтрации грунтовых вод, атмосферных осадков и токсичных нефтепродуктов.

Суглинки - это неплавкие глины и содержат основные химические компоненты SiO₂ - 70-82%, Al₂О₃ - 8-12%, FeO+Fe₂O₃ - 2,0-5,6%, СаО до 5,0%, MgO до 7,0%, R₂O до 3%, органические вещества - 0...0,3%.

Суглинки не содержат структурных элементов группы монтмориллонита /(OH)₄Si₈·Al₄O₂₀/Н₂О, которая в результате воздействия фильтрационных вод набухает в 10...15 раз и тем самым создает противофильтрационные свойства.

Отсутствие монтмориллонита в суглинках приводит к повышенной фильтрации грунтовых вод, атмосферных осадков и токсичных нефтепродуктов и загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающий последовательную укладку и уплотнение водонефтенепроницаемого экрана и отходов, покрытие последних водонефтенепроницаемым экраном, причем в качестве водонефтенепроницаемого экрана используют буровой шлам, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений /Заявка №2002103186/13, МКИ В 09 В 1/00, Бюл.№27 от 27.09.2003 г./.

Недостатком известного способа (прототип) является высокая обводненность экрана, что усложняет процесс захоронения.

Для эффективного использования бурового шлама в качестве водонефтенепроницаемого экрана необходимо его обезводить до 5-30% остаточной влажности.

На нефтеперерабатывающих, нефтехимических производствах, в нефтедобывающей отрасли ежегодно образуется до 5...10 кг токсичных отходов на одну перерабатываемую тонну нефти. Свежие и застарелые (донные) нефтешламы, шламы синтетических жирных кислот, различные кубовые остатки масляного производства и другие относятся к 3...4 классу опасности. Захоронение и утилизация этих токсичных отходов практически до конца не решена.

Изобретение решает техническую задачу упрощения способа временного или постоянного захоронения токсичных отходов 3...4 класса опасности.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в защите окружающей среды и в обеспечении возможности дальнейшего использования захороненного отхода в других отраслях народного хозяйства.

Технический результат достигается тем, что в способе захоронения токсичных промышленных отходов, включающем последовательную укладку и уплотнение водонефтенепроницаемого экрана в виде бурового шлама и отходов, покрытие последних водонефтенепроницаемым экраном, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, согласно изобретению перед укладкой буровой шлам подвергают обезвоживанию до остаточной влажности 5-30%.

Причем обезвоживание осуществляют путем испарения на открытом воздухе. Обезвоженный буровой шлам имеет плотность 1450-1500 кг/м³. Буровой шлам с влажностью 30% и менее хорошо уплотняется, что позволяет использовать его в качестве изоляционного материала при захоронении опасных отходов 3 и 4 классов опасности.

Буровые шламы содержат до 92% воды, текучи и не подвергаются уплотнению. Буровые шламы образуются при горизонтально-наклонном бурении нефтяных и подрусловых переходов рек в процессе строительства подводного перехода магистрального нефтепровода. Например, при бурении подруслового перехода реки шириной 400 м при диаметре трубопровода 0,8 м образуется 8-10 тыс. куб.м бурового шлама. Буровой шлам представляет собой суспензию, выходящую из ствола строящегося перехода. Суспензия имеет плотность 1120-1170 кг/м³ и содержит в своем составе исходный буровой раствор и шлам выбуренной породы. Данные компоненты обладают 4 классом токсичности (приложение) и имеют следующий состав (табл. 1 и табл. 2).

Буровой шлам в большом количестве образуется также в процессе бурения горнопроходческих стволов для добычи нефти и газоконденсата, характеристика которой приведена в табл.3. Коэффициент фильтрации составляет 0.00003 см/сут. При градиенте напора >15 при потоке фильтрующей жидкости снизу вверх на противоположной поверхности образца образуется корка толщиной 2 мм и образец при испытаниях становится непроницаемым экраном для воды и нефтепродуктов.

На фиг.1 представлен общий вид сверху захоронения токсичных отходов. На фиг.2 - разрез фиг 1.

Захоронение содержит слой почвенно-растительного грунта 1, водонефтенепроницаемые экраны из обезвоженного бурового шлама 2, токсичные отходы 3, трубу для сбора возможно загрязненных стоков 4, емкость для сбора стоков 5, дорогу 6.

Способ захоронения токсичных промышленных отходов осуществляют следующим образом.

На слой почвенно-растительного грунта 1 последовательно укладывают водонефтенепроницаемый экран 2 из предварительно обезвоженного до остаточной влажности 5-30% бурового шлама с уклоном 3-5 градусов в южном направлении, уплотняют катками, на поверхность водонефтенепроницаемого экрана из предварительно обезвоженного бурового шлама 2 укладывают токсичные промышленные отходы 3, уплотняют катками, затем укладывают другой водонефтенепроницаемый экран 2 из предварительно обезвоженного до остаточной влажности 5-30% бурового шлама, снова уплотняют катками и засыпают слоем почвенно-растительного грунта 1 с последующей посадкой растений.

В пониженной части захоронения располагают канаву и емкость 5 для сбора водонефтяной эмульсии, которая может образоваться в период обильных осадков при заполнении токсичными промышленными отходами. Эту эмульсию закачивают в нефтяные горизонты для поддержания пластового давления.

Таким образом, предлагаемый способ захоронения по сравнению с прототипом за счет предварительного обезвоживания упрощает процесс укладки и уплотнения водонефтенепроницаемого экрана и токсичных отходов и может быть использован для консервации данных и других токсичных нефтешламов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.

Таблица 1Состав бурового раствора для бурения подрусловых переходов рекСодержание компонентов, %1.Вода (Н₂O)91,072. Бентонит (глина), аттапульгит (глина)7,03. Na-карбоксиметилцеллюлоза очищенная (CMC HV, CMC LV)0,74. Полиакриламид частично гидролизованный (ИКСТАБL(S))0,285. Бактерицид (ИКБАК-О, ИКБАК11L, ИКБИОЦИД)0,036. Буровой детергент (ИКД)0,27. Натрия гидроокись (каустическая сода) NaOH0,18. Динатрия карбонат (кальцинированная сода) Na₂CO₃0,19. Экологически чистая смазочная добавка (ИКЛУБ)0,510. Пеногаситель (ИКДЕФОМ)0,02Таблица 2Состав выбуренной породыСодержание компонентов, %1. Суглинок, глина15,02. Супесь10,03. Песок гравелистый60,04. Песок средней крупности15,0

Таблица 3
Вводно-физические свойства бурового шлама Самотлорского месторожденияНаименование показателейЗначение1. Влажность отбора, дол.ед.0,5662. Плотность, г/куб, см1,823. Влажность на границе текучести, дол.ед.0,2874. Влажность на границе раскатывания, дол.ед0,1645. Число пластичности, дол.ед0,1236. Показатель текучести, дол.ед.3,37. Коэффициент фильтрации, см/сут.0,000038. Содержание фракций, %
0,1-15 мм
<0,1 мм26,0
74

Изобретение относится к способам временного или постоянного захоронения осадка сточных вод, в частности, для консервации донных и других токсичных нефтешламов из отстойных прудов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Позволяет упростить захоронение токсичных промышленных отходов. Способ заключается в последовательной укладке и уплотнении водонефтенепроницаемого экрана в виде предварительного обезвоженного до остаточной влажности 5-30% бурового шлама и отходов. Последние покрывают водонефтенепроницаемым экраном, уплотняют и засыпают его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений. Обезвоживание до остаточной влажности осуществляют путем испарения на открытом воздухе. 1 з. п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

1. Способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающий последовательную укладку и уплотнение водонефтенепроницаемого экрана в виде бурового шлама и отходов, покрытие последних водонефтенепроницаемым экраном, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, отличающийся тем, что перед укладкой буровой шлам подвергают обезвоживанию до остаточной влажности 5-30%.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обезвоживание осуществляют путем испарения на открытом воздухе.