PL227865B1

PL227865B1 - Sposób wytwarzania substytutu gleby służącej do rekultywacji wyrobisk z wykorzystaniem zużytych płuczek wiertniczych

Info

Publication number: PL227865B1
Application number: PL408947A
Authority: PL
Inventors: Małgorzata Pawłowska; Lucjan Pawłowski; Stanisław Baran; Zygmunt Kwiatkowski; Marian Wesołowski; Artur Pawłowski; Wojciech Cel; Justyna Kujawska
Original assignee: Politechnika Lubelska; Uniwersytet Przyrodniczy W Lublinie
Priority date: 2014-07-21
Filing date: 2014-07-21
Publication date: 2018-01-31
Also published as: EP2977118A1; PL408947A1

Abstract

Sposób wytwarzania substytutu gleby służącej do rekultywacji wyrobisk z wykorzystaniem zużytych płuczek wiertniczych charakteryzuje się tym, że miesza się zużytą płuczkę wiertniczą w ilości od 30% do 50%, korzystnie 50% z osadami pochodzącymi z biologicznej oczyszczalni ścieków w ilości od 50% do 70% obj., korzystnie 50% i otrzymaną mieszaninę podaje się na wirówki i oddziela się fazę stałą od cieczy, po czym ciecz kieruje się do oczyszczalni ścieków, zaś odwodnioną mieszaninę fazy stałej ze zużytej płuczki i osadu z biologicznej oczyszczalni ścieków miesza się z wapnem palonym w ilości do 10% lub z popiołem ze spalania węgla w ilości 15 - 30% wag., a otrzymany produkt miesza się z pokruszonym łupkiem węglowym tak, aby jego zawartość w produkcie wynosiła 65% do 90%.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania substytutu gleby służącej do rekultywacji wyrobisk z wykorzystaniem zużytych płuczek wiertniczych.

Przy poszukiwaniu gazu łupkowego powstają duże ilości odpadów ciekłych zwanych płuczkami odpadowymi. W ich skład wchodzi płuczka wiertnicza, materiał skalny oraz związki wypłukane z przewierconych skał. Dotychczasowe metody utylizacji tego rodzaju odpadów wiertniczych koncentrowały się na rozdzieleniu fazy stałej i ciekłej oraz oddzielnej utylizacji obu składników.

W celu ułatwienia rozdzielania faz stosuje się dodatki koagulantów. W opisie patentowym polskim Nr PL 201 552 do płuczki wiertniczej dodaje się wodny roztwór siarczanu glinu Al2(SO₄)3 w ilości do 15% obj. i mieszanie intensywnie do uzyskania jednorodnego płynu. Według metody przedstawionej w opisie patentowym polskim Nr PL 201 551 płyn taki może być skierowany na prasy filtracyjne, co pozwala na otrzymanie materiału o zawartości suchej masy do 40% wag.

W opisie patentowym polskim Nr PL 189 842 proponuje się użycie płynnego koagulantu mineralnego, zawierającego 18% AhO3 w ilości do 10% obj. w stosunku do masy płuczki wiertniczej, który miesza się intensywnie do czasu rozpoczęcia procesu koagulacji.

W opisie patentowym polskim Nr PL 200969, do odpadowej płuczki wiertniczej dozuje się płynny chlorek poliglinowy w ilości 15% obj., a następnie płuczkę kieruje się na taśmę filtracyjną i odwadnia się przez wyciskanie. Tak uzyskany materiał o wysokiej zawartości suchej masy może być wykorzystany do rekultywacji gruntów lub do przykrywania odpadów komunalnych na składowiskach odpadów.

W opisie patentowym polskim Nr PL 212 941 przedstawiono metodę polegającą na przeprowadzeniu fazy stałej wydzielonej z płuczki do drobnoziarnistej formy mineralnej. Proces polega na homogenizacji i uformowaniu kształtek, które suszy i wypala się w temperaturze nie wyższej niż 650°C przez około 2 godz. Wypalony produkt rozdrabnia się i stosuje jako dodatek do cementu.

Uzyskany za pomocą opisanych metod materiał, o wysokiej zawartości suchej masy składuje się na specjalnych składowiskach lub przerabia na inne produkty. Problemem pozostaje jednak utylizacja fazy ciekłej, zwierającej szereg związków chemicznych. Najczęściej utylizuje się do odwiertów lub, po doczyszczeniu, stosuje się do nawadniania pól lub zrzuca do wód powierzchniowych.

W opisie patentowym amerykańskim Nr US 4482459A zaproponowano, aby ciecz uzyskaną po procesie rozdzielenia faz w odpadach wiertniczych, prowadzonym za pomocą dodatku koagulanta i kontroli pH, doczyszczać przy użyciu technik membranowych. Pozwala to na zawracanie odzyskanej wody do użycia w procesie wiercenia.

Rozwiązanie, które nie wymaga stosowania wstępnego rozdzielenia faz jest sposób przetwarzania odpadowych płuczek wiertniczych na granulat pylasty, przedstawiony w opisie patentowym polskim PL 216255. Sposób polega na dodaniu do odpadu wysokoreaktywnego wapna palonego o zawartości korzystnie powyżej 90% CaO, w ilości do 300% wag. W stosunku do zawartości wody w odpadzie. Tak przygotowaną mieszaninę miesza się intensywnie z prędkością mieszadła do 180 obr./min, do rozpoczęcia reakcji egzotermicznej, po czym zmniejsza się prędkość mieszadła korzystnie poniżej 60 obr./min i miesza się do zakończenia procesu odparowania wody.

Istotą sposobu wytwarzania substytutu gleby służącej do rekultywacji wyrobisk z wykorzystaniem zużytych płuczek wiertniczych jest to, że miesza się zużytą płuczkę wiertniczą w ilości od 30% do 50% obj., korzystnie 50% z osadami pochodzącymi z biologicznej oczyszczalni ścieków w ilości od 50% do 70% obj., korzystnie 50% i otrzymaną mieszaninę podaje się na wirówki, i oddziela się fazę stałą od cieczy, po czym ciecz kieruje się do oczyszczalni ścieków, zaś odwodnioną mieszaninę fazy stałej ze zużytej płuczki i osadu z biologicznej oczyszczalni ścieków miesza się z wapnem palonym w ilości do 10% wag. lub z popiołem ze spalania węgla w ilości 15-30% wag., a otrzymany produkt miesza się z pokruszonym łupkiem węglowym tak, aby jego zawartość w produkcie wynosiła 65% do 90% obj.

Wytworzony produkt, sposobem według wynalazku w ilości 10-35% po zmieszaniu z pokruszonym łupkiem węglowym pochodzącym z wydobycia węgla, nadaje się jako materiał do rekultywacji wyrobisk, takich jak wyrobiska powstałe po eksploatacji surowców skalnych.

P r z y k ł a d 1

Zużytą płuczkę wiertniczą w ilości 100 m³ wymieszano z osadem pochodzącym z biologicznej oczyszczalni ścieków w ilości 150 m³. Otrzymaną mieszaninę podano na wirówki i oddzielono fazę stałą w ilości 55 m³ od cieczy, po czym ciecz skierowano do oczyszczenia, zaś odwodnioną miesza ninę fazy stałej ze zużytej płuczki i osadu z biologicznej oczyszczalni ścieków wymieszano z 6 Mg

PL 227 865 B1 wapna palonego. Otrzymany produkt wymieszano z 500 m³ pokruszonego łupka węglowego. Tak wytworzoną mieszaniną wypełniono wyrobisko po eksploatacji żwiru na potrzeby budownictwa drogowego, po czym zasadzono wierzbę energetyczną.

P r z y k ł a d 2

Zużytą płuczkę wiertniczą w ilości 100 m³ wymieszano z osadem pochodzącym z biologicznej oczyszczalni ścieków w ilości 150 m³. Otrzymaną mieszaninę podano na wirówki i oddzielono fazę stałą w ilości 55 m³ od cieczy, po czym ciecz skierowano do oczyszczalni ścieków, zaś odwodnioną mieszaninę fazy stałej ze zużytej płuczki i osadu z biologicznej oczyszczalni ścieków wymieszano z popiołem ze spalania węgla w ilości 15 Mg. Otrzymany produkt wymieszano z 500 m³ łupków węglowych. Tak otrzymaną mieszaniną wypełniono wyrobisko po eksploatacji żwiru na potrzeby budownictwa drogowego, po czym zasadzono wierzbę energetyczną.

Claims

1. Sposób wytwarzania substytutu gleby służącej do rekultywacji wyrobisk z wykorzystaniem zużytych płuczek wiertniczych, znamienny tym, że miesza się zużytą płuczkę wiertniczą w ilości od 30% do 50% obj., korzystnie 50% z osadami pochodzącymi z biologicznej oczyszczalni ścieków w ilości od 50% do 70% obj., korzystnie 50% i otrzymaną mieszaninę podaje się na wirówki, i oddziela się fazę stałą od cieczy, po czym ciecz kieruje się do oczyszczalni ścieków, zaś odwodnioną mieszaninę fazy stałej ze zużytej płuczki i osadu z biologicznej oczyszczalni ścieków miesza się z wapnem palonym w ilości do 10% wag. lub z popiołem ze spalania węgla w ilości 15-30%, wag. a otrzymany produkt miesza się z pokruszonym łupkiem węglowym tak, aby jego zawartość w produkcie wynosiła 65% do 90% obj.