СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ С ПРОИЗВОДСТВОМ БИОГАЗА Российский патент 2013 года по МПК B09B3/00 

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды и предполагает рациональное использование природных ресурсов, а именно: использование объектов разработки, представленных локально-изолированными зонами, оторочками, линзами (подземными резервуарами) - газовыми, газоконденсатными или нефтяными месторождениями, по которым достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов, для обезвреживания промышленных и бытовых отходов с производством альтернативного источника энергии - биогаза.

Известны различные способы подземного захоронения промышленных отходов. К наиболее известным из них относятся: закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты (Гольдберг В.М., Скворцов Н.П, Лукьянчикова Л.Г. Подземное захоронение промышленных сточных вод. -М.: Недра, 1994. - С.5); захоронение отходов в искусственно созданные емкости в слабопроницаемых глинистых и соленосных породах с помощью механической выемки пород (Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. - М.: Недра, 1984. - С.210-211), гидроразрыва пласта, подземных взрывов (Гидрогеологические исследования подземного захоронения промышленных стоков. Под ред. В.А. Грабовникова. - М.: Недра, 1993. - С.5, 23), растворения соли и др.; захоронение в рыхлых породах зоны аэрации большой мощности за счет использования сорбционной емкости пород; захоронение в отработанные шахты и рудники; использование отдельных видов сточных вод в системе заводнения на нефтяных пластах (Рыбальченко А.И., Пименов М.К., Костин П.П. и др. Глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов. - М: ИздАТ, 1994. - С.168-225).

Общим основным недостатком этих способов является неэффективное использование подземного пространства для размещения в нем отходов, обусловленное, главным образом, чрезмерно жесткими требованиями к расположению участков захоронения, необходимостью капиталовложений на сооружение специальных подземных объектов захоронения отходов, опасностью преждевременного выхода загрязненных отходами подземных вод на поверхность земли или к близко расположенным водозаборам подземных вод, а также отсутствием дополнительной возможности производства альтернативного источника энергии - биогаза.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению, принимаемым нами за прототип [Патент РФ №2174939. Способ подземного захоронения жидких бытовых и дождевых стоков Ахметов А.И., Колягин П.В., Захаржевский Д.В. и др. МПК B65G 5/00, E21F 17/16, B09B 1/005], является способ подземного захоронения жидких бытовых и дождевых стоков, где изначально проводят геологические и геофизические исследования пород, выявляя природные локальные изолированные емкости в подземных породах, например, базальтовых, в которые затем производят закачку отходов, отводя газообразные продукты биологического происхождения через пробуренную вторую скважину с последующей их утилизацией.

Недостатком данного способа является необходимость выявления природных локализованных емкостей в подземных породах, а также строительство нагнетательной и добывающей скважин, что влечет удорожание и усложнение операций, проводимых как при захоронении отходов, так и при последующем извлечении биогаза.

Техническая задача изобретения заключаются в разработке экологически чистого способа захоронения отходов различного происхождения, обеспечивающего использование объектов разработки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений при надежной локализации отходов в определенных границах и в течение заданного времени, упрощении и удешевлении операций, проводимых как при захоронении отходов, так и при извлечении образующегося в процессе биодеградации отходов метансодержащего биогаза.

Указанная задача решается тем, что в способе подземного обезвреживания отходов с производством биогаза, включающем закачивание их через пробуренную скважину в подземные породы, согласно изобретению предварительно подготовленные отходы в виде суспензии pH=6…8, состоящей из, мас.%: твердых бытовых отходов (ТБО) - 45-60, буровых отходов - 15-25, бытовых и хозяйственно-фекальных сточных вод - 15-25, инициирующей добавки - 5-7%, периодически закачивают в существующие, не менее одной, нагнетательные скважины газовых, газоконденсатных или нефтяных месторождений, по которым достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов, под давлением, не превышающим давление гидроразрыва пласта, с последующим извлечением образующегося биогаза через эксплуатационные скважины.

Инициирующая добавка, используемая в предлагаемом способе, защищена патентом РФ [Патент РФ №2367529 Способ складирования твердых бытовых отходов Ягафарова Г.Г. Шаимова A.M., Насырова Л.А., МПК B09B 1/00 (2006.01)].

Изобретение иллюстрируется на чертеже. На нем в общем виде представлена принципиальная схема реализации разработанного способа и показаны следующие ее элементы: 1 - блок предварительной подготовки суспензии, 2 - ввод инициирующей добавки, 3 - ввод отходов (ТБО, буровой отход, бытовые и хозяйственно-фекальные сточные воды), 4 - нагнетательная скважина, 5 - добывающая скважина, 6 - локально-изолированная зона (газовый, газоконденсатный или нефтяной пласт), по которой достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов, 7 - суспензия, закачиваемая в локально-изолированную зону, 8 - отбор биогаза, образующегося в процессе биодеструкции суспензии, 9 - перфорационные отверстия скважины.

Способ осуществляется следующим образом. В блоке предварительной подготовки (1) получают суспензию (7) pH=6…8, состоящую из инициирующей добавки (2) и отходов (3), которую затем закачивают в существующую нагнетательную скважину (4) локально-изолированной зоны (6), по которой достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов, с последующим извлечением образующегося биогаза (8) через перфорационные отверстия (9) существующей добывающей скважины (5).

Способ обеспечивает эффективное и экономичное удаление отходов из биологической среды обитания человека с производством альтернативного источника энергии - метансодержащего биогаза.

Таким образом, в предлагаемом способе промышленные и бытовые отходы утилизируют на технически оснащенных объектах разработки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, по которым достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов, позволяющих их обезвреживать с одновременным извлечением образующегося метансодержащего биогаза и минимальными капиталовложениями.

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды. Предложен способ подземного обезвреживания отходов с производством биогаза, согласно которому предварительно подготовленные отходы в виде суспензии pH=6…8, состоящей из твердых бытовых отходов, буровых отходов, бытовых и хозяйственно-фекальных сточных вод, инициирующей добавки, периодически закачивают в существующие, не менее одной, нагнетательные скважины газовых, газоконденсатных или нефтяных месторождений, по которым достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов. При этом закачивают под давлением, не превышающим давление гидроразрыва пласта. После чего извлекают образующийся биогаз через эксплуатационные скважины. Способ обеспечивает упрощение и удешевление операций, проводимых как при захоронении отходов, так и при извлечении образующегося в процессе биодеградации отходов метансодержащего биогаза. 1 ил.

Способ подземного обезвреживания отходов с производством биогаза, включающий закачивание их через пробуренную скважину в подземные породы, отличающийся тем, что предварительно подготовленные отходы в виде суспензии pН 6…8, состоящей из твердых бытовых отходов, буровых отходов, бытовых и хозяйственно-фекальных сточных вод, инициирующей добавки, периодически закачивают в существующие, не менее одной, нагнетательные скважины газовых, газоконденсатных или нефтяных месторождений, по которым достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов, под давлением, не превышающим давления гидроразрыва пласта с последующим извлечением образующегося биогаза через эксплуатационные скважины.