CZ289631B6

CZ289631B6 - Způsob oddělení hydrofobní kapalné frakce z vodné suspenze a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ289631B6
Application number: CZ19961950A
Authority: CZ
Inventors: Kurt Ing. Weihs
Original assignee: Omv Aktiengesellschaft
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 2002-03-13
Also published as: NO962774D0; PL183115B1; SK86396A3; DE59603700D1; NO962774L; EP0752459B1; EP0752459A2; HUP9601815A1; NO314538B1; SK281751B6; PL315067A1; AT402369B; DK0752459T3; CZ195096A3; HRP950461A2; HU9601815D0; EP0752459A3; HRP950461B1; ATA112895A

Abstract

Zp sob odd lov n hydrofobn kapaln frakce, zejm na ropy, ropn²ch destil t a podobn²ch l tek, z vodn suspenze s obsahem hydrofobn kapaln frakce od 10 do 40 hmotnostn ch %, zejm na od 15 do 25 hmotnostn ch %, a sedimentov frakce, nap° klad kamenn mou ky, od 25 do 40 hmotnostn ch %, p°i kter m se vodn suspenze v n dr i n kolikr t prom s s vodou a z povrchu vody se odtahuje hydrofobn kapaln frakce, a ze suspenze obsahuj c mal² pod l hydrofobn kapaln frakce se odtahuje voda. Za° zen k prov d n tohoto zp sobu sest v z n dr e, kter m alespo jednu vodot snou vrstvu (2), nap° klad s j lem, plastickou hmotou nebo podobn²mi l tkami, kter je ovrstvena drcen²m t rkem a/nebo hrub²m p skem (6, 8), p°i em v drcen m t rku nebo hrub m p sku (6, 8) je uspo° d no veden (7) pro odvod kapaliny a veden (9) pro p° vod plynu.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu oddělení hydrofobní kapalné frakce z vodné suspenze a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Při otevírání ropných polí a při těžbě ropy odpadají směsi jemnozmné kamenné moučky, písku, různých zrn a podobných látek s ropou a vodou. Tyto směsi jsou běžně označovány jako kaly a jsou zpracovávány různými způsoby. Jedna taková směs vykazuje charakteristický poměr pevných látek k ropě, který se ve hmotnostních dílech pohybuje od 1,5 do 1,7. Zbytek směsi tvoří voda, přičemž je zde přítomen relativně vysoký obsah ropných produktů činící alespoň 8 % hmotnosti. Takové kaly, které lze označit jako suspenze, obsahují až 40 hmotnostních % hydrofobní kapalné frakce, například ropy.

Dosavadní stav techniky

Ve Spojených státech amerických byly dříve takové kaly za účelem snížení jejich celkového obsahu ropy smíšeny se zemědělsky využitelnou půdou, přičemž zde docházelo k odbourání ropných produktů na oxid uhličitý a bílkovinu. Použití takového způsobu bylo však v podstatě omezeno na území, na kterých dochází pouze k malým vodním srážkám a na kterých tedy nehrozí zamoření podzemních vod.

Za účelem snížení na minimum vrtných výplachových kapalin nebo obdobně odpadajících kalů se tyto kaly vedou po oddělení hrubých podílů, například prosetím nebo odstředěním, zpět do vrtů. Uzavřené nebo téměř uzavřené systémy jsou obzvláště náročné na spotřebu energie a pracovní síly, takže mohou být použity pouze na některých mimořádných stanovištích.

Obvyklá praxe zpracování vrtných kalů a podobných tekutin spočívá vtom, že se tyto kaly podrobí ve velkých jímkách pomalému oddělení olejofilních a hydrofilních složek, přičemž se současně dosáhne dalekosáhlého oddělení vody. Při tomto zpracování se postupuje tak, že se kaly zavedou do nádrže, kterou je například vícekrát odizolovaná a kontrolovaná jímka, a v této jímce se převrství vodou, která případně pochází z analogického zpracování proběhlého v jiné jímce. V jímce dochází ke gravitační sedimentaci kalu, přičemž v samotném sedimentu jsou ještě uzavřeny jemně rozdružené ropné produkty. Na základě povrchového napětí ropných produktů se v průběhu času vytváří větší kapky ropných produktů, které vzhledem k rozdílu ve specifických hmotnostech ropných produktů a vody, vyplouvají k povrchu. Toto stoupání větších kapiček ropných produktů směrem k povrchu je ještě dále podporováno anaerobní fermentací v sedimentu, při které vzniká důlní plyn (methan) nebo podobné plyny, které vzhledem k velkému rozdílu mezi jejich specifickou hmotností a specifickou hmotností vody lehce stoupají stejně jako ropné produkty a vytváří tak póry nebo kanálky, kterými mohou snadněji stoupat směrem k povrchu ropné produkty. Na povrchu (u hladiny jímky) se ropa odsává, načež se zbaví ulpělé vody a zavádí do průmyslového zpracování ropy. Podle potřeby může takovéto uložení trvat delší dobu, například roky, přičemž v kalu, popřípadě v sedimentech dochází ke stále pomalejšímu oddělování hydrofobní fáze. Rovněž podle potřeby může být potom po provedení analýzy průměrného složení sedimentu odtažena převrstvující voda a sediment, který zpravidla vykazuje obsah alespoň 15 hmotnostních % ropných produktů, se potom uloží na zvláštní depoziční skládku. Taková depoziční skládka musí splňovat specifické požadavky. Tyto skládky nesmí například komunikovat s hladinou podzemní vody v okolí. Tyto podmínky splňují zejména solné doly, neboť ložiska soli existují po staletí pouze v důsledku toho, že nejsou ve spojení s žádným zdrojem vody, který by jinak tato ložiska soli v poměrně krátké době vyloužil.

-1 CZ 289631 B6

Samotný vynález vychází z výše uvedeného známého stavu techniky.

Do dosavadního stavu techniky dále spadá patent US 4 851 123, ve kterém je popsáno zpracování odpadního produktu z ropné rafinerie, přičemž tento odpadní produkt obsahuje 13 hmotnostních % pevných látek, 8 hmotnostních % ropy, mazacího tuku a podobných složek a zbytek je tvořen vodou. Tato směs se intenzivně promísí, načež se suspenze nacházející se nad pevným podílem dekantuje. K takto získanému dekantovanému podílu se přidá flotační kapalina mající pěnotvomý charakter a do směsi se zavádí tlakový vzduch. Pěna hromadící se u hladiny obsahuje velký podíl ropy přítomné v kalu.

Cílem vynálezu je najít způsob oddělení hydrofobní kapalné frakce z vodné suspenze a zařízení k provádění tohoto způsobu, za použití kterých by bylo možné provádět oddělení hydrofobní fáze z vodné suspenze při nepatrných nákladech na zařízení, energii a pracovní sílu tak, že zbylý podíl po oddělení hydrofobní fáze by bylo možné deponovat bez ohrožení okolního životního prostředí a případně jednoduše vystavit dalšímu přírodnímu mikrobiologickému odbourání.

Podstata vynálezu

Způsob oddělení hydrofobní kapalné frakce, zejména ropy, ropných destilátů nebo podobných látek, z vodné suspenze s obsahem hydrofobní kapalné frakce od 10 do 40 hmotnostních %, případně od 18 do 22 hmotnostních %, a sedimentové frakce, například kamenné moučky, od 25 do 40 hmotnostních %, přičemž se vodná suspenze uloží případně za přídavku vody do nádrže, zejména do jímky, a z povrchu vody se odtahuje hydrofobní kapalná frakce a z vodné suspenze se odvede voda, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se suspenze v nádrži několikrát promísí s vodou a na povrchu vody se odtáhne hydrofobní kapalná frakce, načež se ze suspenze obsahující malý podíl hydrofobní kapalné frakce odvede voda a případně se obsah hydrofobní kapalné frakce v suspenzi dále odbourá.

Takové vodné suspenze odpadají v ropném průmyslu v různých provozních stupních a mají typický poměr pevných látek kropě nebo podobné látce od 1,5 do 1,7. Takové kompozice odpadají například při otevírání ropných polí, a to jak při zaměřovačích vrtech, tak také při těžebních vrtech v průběhu těžby ropy nebo při výplaších ropných sond, ale také v provozu zpracování ropy. Sedimentová frakce, například kamenná moučka, ropný koks, vyplavená zemina a podobné látky, zpravidla jež není vodou extrahovatelné nebo není vysokou měrou dále extrahovatelné, takže tato inertní látka může být bez nebezpečí zavedena zpět. Podíl vody, který se normálně zmenšuje přirozeným odpařováním, může být v podstatě recirkulován za účelem dalšího zpracování odpadních látek. Pouze kalový podíl, který vykazuje příliš vysoký podíl hydrofobních kapalných složek, musí být podroben dalšímu zpracování. Vzhledem k nadměrně vysokému množství takového kalového podílu je myslitelný pouze jeden pokud možno jednoduchý a s malými pracovními náklady proveditelný způsob zpracování těchto kalů. Takové kaly mohou být sice tepelně inertizovány, avšak takovéto zpracování je natolik nákladné, pokud jde o celkovou spotřebu energie a dále zařazené čištění odpadních plynů, že je třeba se obávat značného zatížení životního prostředí, například neošetřenými filtračními popely, filtračními zbytky a podobnými látkami. Také zde existuje možnost extrahovat kaly s obsahem hydrofobní kapalné frakce organickými rozpouštědly, přičemž však potom musí být zase extrahované hydrofobní složky odděleny od organických rozpouštědel. Takový způsob zpracování je obzvláště nákladný a nelze ho použít při velkém množství odpadajících suspenzí s obsahem hydrofobní kapalné frakce. Bylo naprosto překvapující, že k vysoké míře oddělení hydrofobního kapalného podílu mohlo vést několik jednoduchých způsobových kroků, a sice to, že se suspenze v nádrži několikrát promísí s vodou a potom se na povrch vody vyplavené frakce hydrofobních kapalných frakcí odtáhnou a nakonec se provede dehydratace suspenze. Takto získaná drolivá suspenze nebo zbytek suspenze, obsahující malé množství vody, mohou bát vzhledem kjejich nepatrnému obsahu uhlovodíků odbourány, například mikrobiologicky.

-2CZ 289631 B6

Provádí-li se promísení suspenze s vodou za použití proudů plynu, zejména vzduchu, potom se dosáhne obzvláště dobrého promísení, přičemž současně vlivem stoupajících plynových bublin vznikají například v suspenzi póry s minimálním průřezem, který odpovídá asi velikosti plynových bublin, a tyto póry mohou sloužit k dalšímu oddělení hydrofobních kapalných podílů. Vzduch jako mísící plyn poskytuje další výhodu spočívající vtom, že může proběhnout fermentace, například fakultativně aerobní fermentace, přičemž zpravidla jako produkty látkové výměny vznikají také plyny, které mohou společně s hydrofobními kapalnými podíly stoupat pak k hladince převrstvující vody.

V případě, že je do suspenze vháněn vzduch pulzně, výhodně pod tlakem 0,5 až 1 MPa po určitou dobu, zejména po dobu 1 až 5 sekund, potom může dojít na základě odlišného tlaku k obzvláště dobrému a jednoduchému promísení suspenze s vodou, přičemž na základě časové limitace může proběhnout desintegrace olejofilních kapiček, takže se tyto kapičky mohou rychleji spojovat a tím bez zábran vyplouvat k povrchu vody.

V případě, že se plyn, zejména vzduch, zavádí do suspenze nebo/a pod suspenzi plynovými potrubími, potom se v suspenzi vytvoří jednoduchým způsobem póry, které vzhledem k možnosti, že plyn může také mít jen nepatrný přetlak, příznivě ovlivňují spojování hydrofobních kapiček v suspenzi.

V případě, že se plyn, zejména vzduch, zahřeje před zavedením, zejména na teplotu 40 až 50 °C, zvýší se tím vztlak plynu v suspenzi, popřípadě ve vodě, přičemž se současně dosáhne ohřátí suspenze a tím i podstatného zvýšení míry fermentace mikroorganismů v suspenzi, přičemž je dále snižováno povrchové napětí jednotlivých olejofilních kapiček v suspenzi, takže se zvýší iychlost jejich vzájemného spojování a tím i rychlost jejich výstupu k povrchu vody.

Jestliže se plyn, zejména vzduch, zavádí do suspenze nosičem vedeným po povrchu vody, výhodně pomocí voru, potom se dosáhne dokonce i u velkých nádrží nebo jímek požadovaného diskontinuálního přivádění plynu při zachování obzvláště nízkých pořizovacích nákladů, takže lze počítat s požadovaným promísením v celém rozsahu nádrže, popřípadě jímky realizovaným obzvláště jednoduchým způsobem.

V případě, že se na povrch vody vyplavená suspenze zpětně vede do suspenze u dna nádrže, například pomocí kalového čerpadla a případně společně se vzduchem, může se dosáhnout obzvláště vysokého stupně rozdělení suspenze na hydrofilní a hydrofobní složky, přičemž se současně zvýší míra promísení jako důsledek opětovně ke dnu hnané suspenze.

Jestliže se po ukončeném oddělení hydrofobní kapalné frakce odtáhne voda, zejména pomocí kapalinových potrubí uspořádaných pod suspenzí, může být provedeno obzvláště účinné zbavení suspenze vody, čímž může být celková hmotnost frakce, která má být podrobena dodatečnému zpracování, udržována na obzvláště nízké hodnotě, přičemž se současně zajistí výhodné hospodaření s vodou.

Jestliže se suspenze, ze které byla odtažena voda, uloží na krechtech, které jsou obraceny, zejména mechanicky, může být takto provedena aerobní fermentace již částečně vysušené suspenze, přičemž je možné použít obvyklé technologie, jakými jsou například obracení krechtů mechanickými prostředky, uložení krechtů na vodonepropustné podklady, půdy a podobné podložky.

Jestliže se suspenze, ze které byla odtažena voda, smísí se strukturujícími materiály, například se slámou, kůrou nebo podobnými materiály, potom se takto zajistí obzvláště jednoduchým způsobem přístup vzduchu obsahujícího kyslík, přičemž je dále obzvláště jednoduchým a účinným způsobem zajištěno rovněž unikání produktů látkové výměny, například oxidu uhličitého, důlních plynů a podobných plynů, z uvedené směsi vzhledem kjejí prostupné struktuře.

-3CZ 289631 B6

Jestliže se suspenze smísí s mikroorganismy, zejména s nosičovými substráty mikroorganismů, například s dřevěnými vrtnými deskami těžebných zařízení, přičemž tyto mikroorganismy odbourávají kapalné hydrofobní látky, může být takto dosaženo výhodného rozkladu specifických rop nebo podobných produktů, přičemž mohou být zpravidla použity mikroorganismy specializované na tyto speciální uhlovodíky.

Obzvláště výhodná forma provedení vynálezu spočívá v tom, že se suspenze smísí se zeleným pokosem, například s pokosenou trávou nebo nařezaným křovím. Tento zpravidla obsahuje termofilní mikroorganismy, které způsobují urychlený rozklad zelené hmoty při zvýšené teplotě. Tím může být jednak provedeno výhodné vysušení substrátu, přičemž vzhledem ke zvýšené teplotě může být proveden urychlený rozklad olejofílních složek těmi samými odbourávajícími mikroorganismy za předpokladu, že pouze ostrůvkové obvody, a sice ty, které jsou ve styku se zelenou hmotou, mají zvýšenou teplotu od 60 do 70 °C.

Jestliže se k suspenzi přimísí zdroje dusíku, potom je třeba obzvláště výhodně přihlédnout k nadměrné nabídce uhlíku vztahující se k odbourání mikroorganismy a k výstavbě tělu vlastních látek.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení pro ekologicky šetrné zpracování látek obsahujících ropu a podobné látky, které by bylo schopné pojmout velké objemy uvedených látek s obsahem ropy a které by umožňovalo zpracovat s minimálními nároky na energii a pracovní sílu velké množství suspenzí kontaminovaných hydrofobními látkami.

Podstata zařízení podle vynálezu pro oddělení hydrofobní kapalné frakce, zejména ropy, ropných destilátů a obdobných látek, z vodné suspenze, majícího jímku, která má alespoň jednu vodotěsnou vrstvu jílu, umělé hmoty nebo podobné látky, která je ovrstvena drceným štěrkem nebo/a hrubým pískem, a odtahové zařízení povrchové vrstvy, spočívá vtom, že v drceném štěrku nebo/a hrubém písku je uspořádáno vedení pro odtahování kapaliny nebo/a vedení pro přivádění plynu. Takové zařízení umožňuje obzvláště jednoduchým a ekologicky šetrným způsobem ukládání suspenzí obsahujících ropné produkty, přičemž rovněž jednoduchým způsobem umožňuje odtah kapaliny, tedy odtah vody, ze substrátu a rovněž jednoduše může být proveden přívod plynu, který napomáhá spojování ropných kapiček nebo podobných látek.

V případě, že se předpokládá použití voru, který bude pohyblivý po povrchu vodní hladiny a který ponese zařízení pro vhánění plynu nebo/a kalové čerpadlo, potom může být dosaženo bez vysokých pořizovacích nákladů směšování suspenze s vodou probíhající v celé nádrži, přičemž je dále umožněno recirkulací kalu dosáhnout hlubokého ostřiku suspenze nacházející se u dna, přičemž na povrch vynesený kal se zpětně vede k rozdělení do suspenze a ke kontaktu s ostatními olejofilními částicemi.

V případě, že zařízení pro vhánění plynu obsahuje tlakový kotel, potom může být v krátkém čase odebráno velké množství plynu pod vysokým tlakem, což způsobí obzvláště dobré promíšení suspenze s vodou.

V případě, že kalové čerpadlo obsahuje odsávání, které ústí v blízkosti vodní hladiny, může být takto obzvláště jednoduchým způsobem k povrchu vyplavená suspenze, která například obsahuje plynové bublinky, vedena zpět do suspenze nacházející se u dna.

-4CZ 289631 B6

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím textu bude vynález blíže objasněn pomocí odkazů na připojené výkresy, na kterých

- obr. 1 znázorňuje průřez jímkou a

- obr. 2 znázorňuje průřez dvěma vedle sebe ležícími krechty.

Příklady provedení vynálezu

Jímka zobrazená na obr. 1 má fólii 1 z umělé hmoty, kterou je v tomto případě polyethylen, přičemž tloušťka fólie činí 2 mm. Pod touto fólií a vedle této fólie se nachází vrstva jílu 2 s průměrnou tloušťkou 60 cm. Pod fólií 1 a vrstvou jílu 2 jsou uspořádány odsávací trubky 3, které slouží k indikaci kapaliny nahodile uniknuvší z jímky 4. Na dně 5 jímky 4 se nachází vrstva hrubého písku 6, ve které jsou uspořádány vedení 7 pro odsávání vody. Tato vedení mají podél jejich povrchových přímek perforace, takže voda může být odsávána po celém dnu 5 jímky 4. Nad vrstvou hrubého písku 6 se nachází další jemnozmná vrstva 8, ve které jsou uspořádána vzduchová vedení 9, která mají rovněž perforace. Nad těmito dvěma vrstvami 6 a 8 o síle 25 cm (každá) je uložena suspenze 10, jejíž výška činí asi 300 cm. Na hladině 11 vody plave vor 12, který může být pomocí neznázoměného lanového tažného zařízení tažen po hladině vody. Na voru 12 jsou uspořádána zařízení pro vhánění vzduchu 13 a kalové čerpadlo 14. Zařízení pro vhánění vzduchu 13 má vzdušník o obsahu 150 litrů, ve kterém je vzduchotěsně skladován vzduch, který může být během sekundy paprskovitě vypouštěn směrem ke dnu. Ventil se otevře automaticky, když tlak uvnitř vzdušníku dosáhne hodnoty 1 MPa. Taková zařízení pro vhánění vzduchu jsou známá z vybavení sil, kde slouží například k oddělování shluků obilných zm od stěn sila. Kalové čerpadlo 14 odsává z povrchu hladiny kal zvířený zařízením pro vhánění vzduchu a tlačí ho zpět do suspenze 10. Odtahové zařízení 15 povrchové vrstvy má hadici 16, která má hydrofobní provedení a která při svém pohybu po hladině 11 vody jímá vyplavenou hydrofobní frakci. Hadice je vymačkána mezi dvěma válci 17 a hydrofobní fáze, tvořená zpravidla ropou, je odváděna vedením 18 do vyrovnávacího zásobníku. Z vyrovnávacího zásobníku je odsátá kapalina vedena do dělicí nádrže, ve které se provádí další dělení na olejofilní fázi a hydrofílní fázi. Takto oddělená olejofilní fáze se potom vede do rafinerie k dalšímu obvyklému zpracování. Popsaná jímka má například schopnost pojmout 15 000 m³kapaliny, přičemž, jak již bylo uvedeno, činí výška kalové, popřípadě suspenzní vrstvy asi 300 cm a výška vodní vrstvy činí asi 100 cm.

Na obr. 2 jsou zobrazeny krechty 19 ze suspenze ochuzené o část ropného podílu, která již má drolivou konzistenci a do které byly přimíšeny sláma a kůra. Tyto krechty mají šířku b 300 cm a výšku h 170 cm. V případě, že je to žádoucí, mohou být do těchto krechtu zabudovány snadno hnijící látky, jako pokosený zeleň z polního hospodářství a parků, zejména tráva a křoví, za účelem zvýšení teploty pro následnou fermentaci. Krechty jsou uspořádány tak, že mohou být použity konvenční obraceče.

V následující části popisu bude vynález popsán na konkrétních příkladech jeho provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků.

-5CZ 289631 B6

Příklad 1

Do jímky podle obr. 1 se zavede 10 000 m³ suspenze, mající následující složení:

18,0	hmotnostních % ropy	(2135,2 t),
30,0	hmotnostních % kamenné moučky	(3558,61) a
52,0	hmotnostních % vody	(6170,01).

Tato směs se potom převrství asi 3 000 m³ vody, která byla odtažena ze sousední jímky.

V suspenzní vrstvě dochází během uložení suspenze k bezvýznamné anaerobní fermentaci, přičemž v průběhu deseti roků může být odtaženo asi 390 tun ropy. Po odtažení vody je suspenze uložena na svahu jímky a má následující složení:

15,2 hmotnostních % ropy,

31,0 hmotnostních % kamenné moučky a

53,8 hmotnostních % vody.

V průběhu deseti let bylo odděleno pouze asi 20 hmotnostních % ropy z celkového množství ropy přítomného v suspenzi.

Příklad 2

Do jímky, která je provedena analogicky jako jímka z příkladu 1 a má stejnou velikost, se zavede 10 000 m³ suspenze podle příkladu 1. Tento kal byl potom převrstven 3 000 m³ vody. Potom byl nad jímku, která má povrchovou plochu 25 x 120 m, zaveden vor, na kterém jsou uspořádány zařízení pro vhánění vzduchu a kalové čerpadlo. Zařízení pro vhánění vzduchu bylo vedeno v příčném směru jímky sem a tam rychlostí 2 metry za minutu, přičemž v průběhu pulzního vhánění vzduchu v množství 1 m³ za minutu a pod tlakem 1 MPa dochází k intenzivnímu promíchávání vody se suspenzí nacházející se u dna jímky. V průběhu skladování suspenze v jímce se dále provádí přivádění vzduchu skrze vzduchová vedení uložená na dnu jímky v množství 60 m³/m².h. Vzduch byl ohřát na teplotu 40 až 50 °C. Suspenze vyplavená k vodní hladině se recirkulačním čerpadlem vede společně se vzduchem zpět do suspenze.

V šedesáti dnech bylo z povrchu odtaženo 1 801 tun ropy. Nad suspenzí se nacházející voda byla potom odtažena vedeními nacházejícími se pod suspenzí a suspenze byla podrobena sušení přiváděním vzduchu, zejména vzduchu ohřátého na teplotu 40 až 50 °C. Takto získaná předsušená suspenze má následující složení:

6,0 hmotnostních % ropy,

64,0 hmotnostních % kamenné moučky a

30,0 hmotnostních % vody.

Tato suspenze se potom smísí s asi 1 hmotnostním % slámy a asi 4 hmotnostními % nařezaného roští. K tomuto nařezanému roští byly také přidány dřevěné řízky z vrtných desek, které obsahují mikroorganismy. Takové desky ze dřeva se požívají na vrtech. Takto získaná směs má nyní následující složení:

5,70 hmotnostních % ropy,

60,95 hmotnostních % kamenné moučky,

28,55 hmotnostních % vody,

0,95 hmotnostních % slámy a

3,85 hmotnostních % ropy zelené řezanky.

-6CZ 289631 B6

Tato směs, která je na počátku ještě schopná tečení a která se časem stala drolivou, se uloží do krechtů, majících šířku 300 cm a výšku 170 mm. Po pěti týdnech má uvedená směs následující složení:

2.4 hmotnostních % ropy,

69,5 hmotnostních % kamenné moučky,

25,2 hmotnostních % vody a

2,9 hmotnostních % slámy a zeleného řeziva.

Během fermentace byla směs v intervalech 3 dnů obracena, čímž se dosáhlo její homogenizace a jejího provzdušnění.

Směs byla fermentována ještě dalších jedenáct měsíců, přičemž obracení krechtů bylo nyní prováděno v týdenních intervalech, přičemž bylo podle potřeby provedeno zvlhčení na obsah vody asi 15 hmotnostních %. Směs má potom následující složení:

0,8 hmotnostních % ropy,

84,8 hmotnostních % kamenné moučky a

15.4 hmotnostních % vody.

Takto bylo asi 98,5 hmotnostního % ropy regenerováno, popřípadě převedeno mikroorganismy na oxid uhličitý.

Při příliš nízkém obsahu dusíku mohou být jak do kalu, tak i do krechtů přidány další živiny.

Obsah ropy byl v jednotlivých frakcích stanoven extrakcí n-heptanem. Podíl sedimentového produktu byl stanoven filtrací a následným žíháním zbytku na filtru za přístupu kyslíku při teplotě 650 °C. Při této teplotě dochází k oxidaci jak mikroorganismů, tak také slámy a zelené řezanky. Zelená řezanka a sláma se stanoví filtrací, přičemž se musí volit takový průměr pórů filtru, aby přešly do filtrátu vedle ropy a vody také sedimenty.

Namísto vzduchu mohou být použity také další plyny, například odpadající při spalování, ale také kyslíkem obohacený vzduch nebo podobné plyny.

Ačkoliv se mícháním suspenze pomocí proudů vháněného plynu dosáhne obzvláště intenzivního promíchání suspenze s vodou, přičemž se současně usnadní spojování olejofilních kapiček, lze použít také další míchací zařízení, například mechanická míchadla, ale také mamutí čerpadla, pomocí kteiých je suspenze odsávána ode dna a znovu zaváděna do jímky.

Ačkoliv byl vynález objasněn pomocí ropných produktů, je vynález vhodný také pro další olejofilní látky, které se vyskytují ve směsi s pevnou látkou a vodovou fází, zpravidla vodou. Předpokladem pro použití způsobu podle vynálezu je, aby suspenze měla vysokou viskozitu, takže může jen obtížně docházet ke slučování olejofilních kapiček. Jako příklady takových olejofilních látek mohou být uvedeny lněný olej, podzemnicový olej a podobné oleje. Jako příklady sedimentů mohou být dále například jmenovány saze, křída, jíl, pevné iontoměniče, prach a podobné látky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob oddělení hydrofobní kapalné frakce, zejména ropy, ropných destilátů a podobných látek, z vodné suspenze s obsahem hydrofobní kapalné frakce od 10 do 40 hmotnostních %, zejména od 15 do 25 hmotnostních %, případně od 18 do 22 hmotnostních %, a sedimentové frakce, například kamenné moučky, od 25 do 40 hmotnostních %, při kterém je vodná suspenze, případně za přidání vody, uložena v nádrži, zejména jímce, a z povrchu vody se odtahuje hydrofobní kapalná frakce a z vodné suspenze se odtahuje voda, vyznačený tím, že se suspenze v nádrži několikrát promísí s vodou a na povrchu vody se odtahuje hydrofobní kapalná frakce, načež se ze suspenze obsahující malý podíl hydrofobní kapalné frakce odtáhne voda a podíl hydrofobní kapalné frakce v suspenzi se případně dále odbourá.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se promísení suspenze svodou provádí proudy plynu, zejména vzduchu.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že se plyn, zejména vzduch, zavádí do suspenze pulzně, výhodně pod tlakem 0,5 až 1 MPa, po dobu zejména 1 až 5 sekund.
4. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačený tím, že se plyn, zejména vzduch, zavádí plynovými vedeními, která jsou uspořádána v suspenzi nebo/a pod suspenzí.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že se plyn, zejména vzduch, zahřeje před zavedením zejména na teplotu 40 až 50 °C.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že se plyn, zejména vzduch, zavádí do suspenze prostřednictvím nosiče, výhodně voru, vedeného podél povrchu vody.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že se kpovrchu vody vyplavená suspenze vrací zpět, například kalovým čerpadlem, případně společně se vzduchem, do suspenze nacházející se u dna nádrže.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačený tím, že se po ukončeném oddělení hydrofobní kapalné frakce odtáhne voda, zejména kapalinovými vedeními uspořádanými pod suspenzí.
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že se suspenze, ze které byla odtažena voda, uloží do krechtů, které jsou obraceny, zejména mechanicky.
10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačený tím, že se suspenze, ze které byla odtažena voda, smísí se strukturotvomými materiály, například se slámou, kůrou nebo podobnými materiály.
11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, vyznačený tím, že se suspenze smísí s mikroorganismy, zejména s nosičovými substráty mikroorganismů, například s dřevěnými vrtnými deskami, které odbourávají hydrofobní kapalnou frakci.
12. Způsob podle některého z nároků 1 až 11, vyznačený tím, že se suspenze smísí s pokosem zelené vegetace, například trávy nebo křoví.
13. Způsob podle některého z nároků 1 až 12, vyznačený tím, že se ksuspenzi přidají zdroje dusíku.

-8CZ 289631 B6
14. Zařízení pro oddělení hydrofobní kapalné frakce, zejména ropy, ropných destilátů a podobných látek, z vodné suspenze, zejména podle některého z nároků 1 až 13, s nádrží, která má alespoň jednu vodotěsnou vrstvu, například vrstvu jílu (2) a fólii (1) z umělé hmoty, která je ovrstvena vrstvou hrubého písku (6) nebo/a jemnozmnou vrstvou (8), a která má odtahové zřízení (15) povrchové vrstvy pro odtahování vodné povrchové vrstvy nebo/a vrstvy nacházející se na této vrstvě, vyznačené tím, že ve vrstvě hrubého písku (6) nebo/a v jemnozmné vrstvě (8) je uspořádáno vedení (7) pro odsávání vody nebo/a vzduchové vedení (9) pro přívod vzduchu.
15. Zařízení podle nároku 14, v y z n a č e n é t í m, že zahrnuje vor (12), který je pohyblivý podél povrchu vody a který nese zařízení pro vhánění vzduchu (13) nebo/a kalové čerpadlo (14) pro čerpání kalu.
16. Zařízení podle nároku 14 nebo 15, vyznačené tím, že zařízení pro vhánění vzduchu (13) obsahuje tlakovou nádobu pro vzduch.
17. Zařízení podle nároků 14, 15 nebo 16, vyznačené tím, že kalové čerpadlo (14) pro čerpání kalu má odsávání, které ústí v blízkosti povrchu vody.