Способ обезвреживания нефтешлама Российский патент 2024 года по МПК B09B3/00 B09B3/38 B09B3/60 

Изобретение относится к способам обезвреживания нефтешламов, накапливаемых на нефтеперерабатывающих заводах, на местах добычи нефти, образующихся при транспортировке и хранении нефти в резервуарах.

Нефтешлам токсичен и представляет реальную угрозу экологическим системам. Способ обезвреживания нефтешламов может осуществляться в земляных изолированных амбарах (ямах) с внесением компонентов и механическим перемешиванием.

Известен способ очистки и рекультивации нефтезагряненных почв с использованием сорбента на основе цеолита (Патент РФ №2754448, МПК В09С 1/00, опубликован 02.09.2021 бюллетень №25), заключающийся в очистке и рекультивации нефтезагрязненных почв с использованием сорбента на основе цеолита, отличающийся тем, что в очищаемую почву вносят последовательно природный цеолит с содержанием клиноптилолита 65-70% с размером фракций 1-3 мм дозой внесения 150 г/кг почвы и гуминовый порошкообразный препарат на основе бурого угля с содержанием гуминовых кислот не менее 73-82% дозой внесения 15 г/м почвы, осуществляют рыхление на глубину загрязнения, влажность почвы поддерживают на уровне 60%, рекультивацию осуществляют в течение 4-6 месяцев, температура воздуха окружающей среды должна быть выше +3°С.

Недостатком известного технического решения является то, что сорбент на основе цеолита применяется при доочистке от азотной группы элементов, особенно азота аммонийного, кроме этого цеолит характеризуются высокой ионообменной селективностью к радиоактивным элементам, сорбционной способностью к тяжелым цветным металлам (свинец, кадмий и др.), барию, фенолу, азоту аммонийному, нитратам и нитритам, 3,4 бенз(а)пирену. Доза внесения сорбента на основе цеолита составляет 15% (150 г/кг) и рекультивацию осуществляют в течение 4-6 месяцев при температуре выше +3°С, что значительно дольше аналогичных способов.

Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов (Патент РФ №2376083, МПК В09С 1/10, опубликован 20.12.2009 бюллетень №35), в котором обработку и утилизацию органосодержащих отходов осуществляют путем введения в нефтешлам органических компонентов (в том числе растительных остатков), образования пористости обрабатываемого материала, создания условий проникновения в материал кислорода, а также многокомпонентное минеральное удобрение для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры. Превращение нефтешлама или замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт происходит в течение 1-3 месяцев.

Недостатком прототипа является внесение в нефтешлам растительных остатков, которыми могут быть измельченная надземная часть сорных и культурных растений, солома, навоз и т.п., в объеме от 75 до 125% объема нефтешлама, что представляет собой значительный объем для складирования и не всегда удобный для логистики к месту переработки.

Задачей заявляемого изобретения является эффективная технология уменьшения содержания нефтепродуктов в нефтешламе, характеризующаяся быстрым по динамике снижением содержания нефтепродуктов и минимальными финансовыми, логистическими и площадными затратами.

Технический результат - снижение содержания нефтепродуктов в нефтешламе при помощи нефтеразлагающих бактерий препаратов «Дестройл» и «Гидробрейк», полимерного сорбента «Унисорб», азотно-фосфорных удобрений, торфа и песка в течение 2-3 месяцев.

Технический результат достигается путем создания смеси на основе нефтешлама с добавлением торфа, азотно-фосфорных удобрений, сорбента, и соблюдения оптимальных значений влажности и температуры окружающей среды в течение всего периода обезвреживания и обеспечения аэрирования смеси путем ее перемешивания, отличающийся тем, что в смесь на основе нефтешлама, состоящую из 79 мас. % нефтешлама, 10 мас. % песка, 10 мас. % торфа и 1 мас. % полимерного сорбента «Унисорб», добавляют азотно-фосфорные удобрения диаммофос с соотношением N₂:P₂O₅ от 1:2,5 до 1:5,0 - из расчета 7 кг на 1000 кг смеси; препарат «Гидробрейк» - из расчета 10 л на 1000 кг смеси; препарата «Дестройл» в виде 0,3% суспензии, приготовленной из пастообразной формы препарата из расчета 1 л на 1000 кг смеси, все компоненты добавляют к нефтешламу поочередно после чего обеспечивается механическое перемешивание смеси до получения однородной массы, влажность почвы поддерживают в пределах 60-65%, рекультивацию осуществляют в течение 2-3 месяцев, оптимальная температура воздуха окружающей среды +19-24°С, при ежедневном перемешивании полученной смеси.

К отличительным признакам, влияющим на достижение заявленного технического результата относится использование смеси на основе нефтешлама: нефтешлам в количестве 79 мас. %, песок - 10 мас. %, торф - 10 мас. %; сорбент «Унисорб» полимерный - 1 мас. %; с добавлением к смеси на основе нефтешлама азотно-фосфорного удобрения из расчета 7 кг на 1000 кг смеси; препарата «Гидробрейк» - из расчета 10 л на 1000 кг смеси; препарата «Дестройл» в виде 0,3% суспензии, приготовленной из пастообразной формы препарата из расчета 1 л на 1000 кг смеси, и поддержании влажности полученной смеси в пределах 60-65% на протяжении всего периода обезвреживания нефтешлама (см. таблицу).

Полимерный сорбент «Унисорб» изготовлен на основе вспененного полимера, где пустоты заполнены воздухом и характеризуется развитой пористой структурой, что позволяет собирать за короткое время значительные количества нефти и нефтепродуктов. Полимерный сорбент «Унисорб» за счет большого количества открытых пор эффективно удерживает в себе нефтепродукты без их вымывания. Полимерный сорбент «Унисорб» способен к самостоятельному разложению: продукты разложения абсолютно безвредны и представляют собой природные вещества - мелиоранты, которые являются стимулятором роста растений. Полимерный сорбент «Унисорб» является структурообразователем, субстратом и мелиорантом почвы с одновременным кондиционированием (аэрированием) кислорода в грунте, предотвращает эрозию почвы, улучшает фитосанитарное состояние нарушенных земель.

Действие препарата «Дестройл» основано на высокой окислительной активности микробной культуры в отношении углеводородов нефти и нефтепродуктов. Нефтеразлагающие бактерии, содержащиеся в препарате «Дестройл» разрушают углеводороды и переводят их в экологически нейтральные соединения.

Для ускорения процесса разрушения длинных углеводородных цепей на более короткие вносят биодеструктор препарат «Гидробрейк», состав которого стимулирует рост бактерий.

Важную роль в обезвреживании нефтешламов отводится азотно-фосфорным удобрениям, которые способствуют благоприятной работе нефтеразлагающих бактерий.

Краткая характеристика применяемых компонентов (см. таблицу):

Способ обезвреживания нефтешлама осуществляется следующим образом.

Приготовление смеси на основе нефтешлама 1000 кг: нефтешлам в количестве 790 кг смешивают с песком - 100 кг, торфом - 100 кг, полимерным сорбентом «Унисорб» - 10 кг; азотно-фосфорные удобрения, например, диаммофос с соотношением N₂:P₂O₅ от 1:2,5 до 1:5,0 - из расчета 7 кг на 1000 кг смеси; препарат «Гидробрейк» - из расчета 10 л на 1000 кг смеси; препарата «Дестройл» в виде 0,3% суспензии, приготовленной из пастообразной формы препарата из расчета 1 л на 1000 кг смеси.

Поддерживают влажность полученной смеси в пределах 60-65% на протяжении всего периода обезвреживания нефтешлама.

Температуру окружающей среды поддерживают на уровне +19-24°С, именно при такой температуре условия работы нефтеразлагающих бактерий являются оптимальными.

Полученную смесь ежедневно перемешивают с целью наилучшего воздухообмена смеси и улучшения биодеградации нефтешламов.

Период биологического разложения нефтешлама, как сложной углеводородной системы, происходит за 2-3 месяца, именно в течение этого периода достигается технический результат, данный период установлен в ходе эксперимента.

Способ обезвреживания может осуществляться в земляных изолированных амбарах, где формируется смесь.

Способ обезвреживания нефтешлама поясняется лабораторным примером.

Приготавливается смесь на основе нефтешлама (100 мас. %): нефтешлам в количестве 79 мас. % смешивают со следующими компонентами смеси: песок - 10 мас. % смеси, торф - 10 мас. % смеси, полимерный сорбент «Унисорб» - 1 мас. % смеси; азотно-фосфорные удобрения, например, диаммофос с соотношением N₂:P₂O₅ от 1:2,5 до 1:5,0 - из расчета 7 кг на 1000 кг смеси; препарат «Гидробрейк» - из расчета 10 л на 1000 кг смеси; препарата «Дестройл» в виде 0,3% суспензии, приготовленной из пастообразной формы препарата из расчета 1 л на 1000 кг смеси.

В нефтешлам последовательно добавляют песок, торф и полимерный сорбент «Унисорб» все перемешивают механическим способом до получения однородной смеси. После чего в приготовленную смесь на основе нефтешлама добавляют поочередно добавки в пересчете на лабораторную массу смеси - азотно-фосфорные удобрения, препараты «Гидробрейк» и «Дестройл», все перемешивают механическим способом (например, при помощи экскаватора) до получения однородной смеси.

Влажность сформировавшейся смеси поддерживают в пределах 60-65%. Массу смеси ежедневно перемешивают для поддержания воздухообмена. Температуру окружающей среды поддерживают на уровне +19-24°С. Полученную смесь ежедневно перемешивают с целью наилучшего воздухообмена смеси и улучшения биодеградации нефтешламов.

Через каждые две недели осуществляют определение содержания нефтепродуктов в смеси. Определение массовой доли нефтепродуктов проводится по ПНД Ф 16.1:2.21-98 с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02» (фиг. 1); значение водородного показателя (рН) проводится по ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.33-02; и содержание органического вещества определяется по ГОСТ 27753.10-98.

В результате проведенных исследований получены положительные результаты по динамике снижения нефтепродуктов в нефтешламе. При первых измерениях содержания нефтепродуктов в смеси после смешивания всех компонентов соответствовало 75000 мг/кг, спустя две недели замеры показали снижение до 43050 мг/кг, спустя 4 недели - 26400 мг/кг, спустя 6 недель - 20925 мг/кг. Таким образом, за 8 недель содержание нефтепродуктов в смеси уменьшилось на 57225 мг/кг и составило спустя 8 недель - 17775 мк/кг.

Динамика изменения содержания нефтепродуктов в нефтешламе и компонентов смеси представлена на фигуре.

Таким образом, заявленный способ биологического обезвреживания нефтешлама, как сложной углеводородной системы, позволяет сократить содержание нефтепродуктов в нефтешламе.

Предлагаемый способ позволяет достичь снижения содержания нефтепродуктов в нефтешламе при помощи препарата «Дестройл», состоящего из нефтеразлагающих бактерий, препарата «Гидробрейк», полимерного сорбента «Унисорб», азотно-фосфорных удобрений, торфа и песка в течение 2-3 месяцев за счет создания оптимальных условий для функционирования бактерий, и при оптимальной температуре окружающей среды и влажности сформированной смеси, а также ежедневного перемешивания для улучшения аэрационного режима и активной работы нефтеразлагающих бактерий. В результате применения полимерного сорбента «Унисорб», в количестве 1 мас. % смеси на основе нефтешлама достигаются оптимальные показатели необходимые для получения заявленного технического результата, при изменении содержания сорбента увеличивается срок и качество очистки почвы от нефти. Дозы внесения полимерного сорбента «Унисорб» в количестве 1 мас. % смеси на основе нефтешлама подтверждены опытно-экспериментальным путем и являются достаточными и необходимыми, так как при их уменьшении снижается степень очистки почвы от нефти.

Изобретение относится к способам обезвреживания нефтешламов, накапливаемых на нефтеперерабатывающих заводах, на местах добычи нефти, образующихся при транспортировке и хранении нефти в резервуарах. В смесь на основе нефтешлама, состоящую из 79 мас. % нефтешлама, 10 мас. % песка, 10 мас. % торфа и 1 мас. % полимерного сорбента «Унисорб» добавляют азотно-фосфорное удобрение диаммофос с соотношением N₂: P₂O₅ от 1:2,5 до 1:5,0 - из расчета 7 кг на 1000 кг смеси; препарат «Гидробрейк» - из расчета 10 л на 1000 кг смеси; препарат «Дестройл» в виде 0,3% суспензии, приготовленной из пастообразной формы препарата из расчета 1 л на 1000 кг смеси. Все компоненты добавляют к нефтешламу поочередно после чего обеспечивается механическое перемешивание смеси до получения однородной массы. Влажность почвы 60-65%, рекультивацию осуществляют в течение в течение 2-3 месяцев, температура воздуха +19-24°С, при ежедневном перемешивании полученной смеси. Обеспечивается снижение содержания нефтепродуктов в нефтешламе. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ обезвреживания нефтешлама включающий создание смеси на основе нефтешлама с добавлением торфа, азотно-фосфорных удобрений, сорбента, и соблюдения оптимальных значений влажности и температуры окружающей среды в течение всего периода обезвреживания и обеспечения аэрирования смеси путем ее перемешивания, отличающийся тем, что в смесь на основе нефтешлама, состоящую из 79 мас. % нефтешлама, 10 мас. % песка, 10 мас. % торфа и 1 мас. % полимерного сорбента «Унисорб», добавляют азотно-фосфорные удобрения диаммофос с соотношением N₂:P₂O₅ от 1:2,5 до 1:5,0 - из расчета 7 кг на 1000 кг смеси; препарат «Гидробрейк» - из расчета 10 л на 1000 кг смеси; препарата «Дестройл» в виде 0,3% суспензии, приготовленной из пастообразной формы препарата из расчета 1 л на 1000 кг смеси, все компоненты добавляют к нефтешламу поочередно после чего обеспечивается механическое перемешивание смеси до получения однородной массы, влажность почвы поддерживают в пределах 60-65%, рекультивацию осуществляют в течение 2-3 месяцев, оптимальная температура воздуха окружающей среды +19-24°С, при ежедневном перемешивании полученной смеси.