RU2372439C1

RU2372439C1 - Method for neutralisation and utilisation of rubble and/or asbestos ballast siftings

Info

Publication number: RU2372439C1
Application number: RU2008120317/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Максимович Бельков (RU); Владимир Максимович Бельков; Евгения Анатольевна Семенова (RU); Евгения Анатольевна Семенова; Алексей Валентинович Целуйко (RU); Алексей Валентинович Целуйко
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-10

Abstract

FIELD: ecology.

SUBSTANCE: : invention relates to environment protection, in particular to purification of rubble and/or asbestos rail ballast from pollution with oil and can be used on rail transport. Siftings of rubble and/or asbestos rail ballast are loaded into device for washing. Washing of ballast siftings is carried out by mechanical mixing with detergent solution. After washing ballast siftings and polluted detergent solution are removed together and separated. During separation ballast siftings are separated into fractions and removed in order to be used in proper way. Separated polluted detergent solution is supplied through nozzles into precipitation tank of centrifugal type for pollution by separating phases. From precipitation tank separated oil products, detergent and sludge are removed in separate flows. Sludge is dehydrated and after that neutralised using chemical reagents. Detergent solution is subjected to purification from heavy metal salts and residual oil products. Formed deposit of heavy metal salts is periodically removed to the stage of sludge neutralisation. Purified detergent solution is supplied again to the stage of mechanical washing of ballast siftings. Before supplying detergent solution to the stage of washing, technical detergent which does not require water heating is introduced into it.

EFFECT: high degree of ballast siftings purification is achieved with simultaneous efficient phase separation, reduction of dangerous wastes formation and energy consumption for the process.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к очистке отсева щебеночного и/или асбестового балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений, солей тяжелых металлов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте и во всех областях промышленности, в которых используются, транспортируются или хранятся нефть и нефтепродукты.The invention relates to environmental protection, in particular to cleaning the screening of crushed stone and / or asbestos ballast of railway tracks from oil pollution, salts of heavy metals, and can be used in railway transport and in all areas of industry in which oil is used, transported or stored, and petroleum products.

В результате разливов нефтепродуктов при аварийных ситуациях, утечек из цистерн во время заправки, перевозок и отстоя из-за неисправности котлов и сливных приборов цистерн происходит загрязнение щебеночного и асбестового балласта железнодорожных путей.As a result of oil spills in emergency situations, leaks from tanks during refueling, transportation, and sludge due to malfunctioning boilers and tank drain devices, railroad and ballast ballast are contaminated.

Известен способ очистки щебня рельсового пути при помощи установки грохочения для отделения мусора, перемещаемого ленточным транспортером, а также при помощи подачи воды. При этом очищенный после двойной очистки механическим способом и струями воды щебень снова вносят на рельсовый путь, загрязненную воду очищают в отстойниках, а осажденную грязь наносят на мусор для их совместной транспортировки ленточным транспортером в накопительный вагон (см. RU, №2249643, Е01В 27/06, 2005).A known method of cleaning rubble of a rail track by using a screening unit for separating debris moved by a conveyor belt, as well as by means of a water supply. At the same time, gravel cleaned after double cleaning by mechanical means and water jets is again brought onto the rail track, the contaminated water is cleaned in sedimentation tanks, and the deposited dirt is applied to the garbage for their joint transportation by a conveyor belt to a storage car (see RU, No. 2249643, ЕВВ 27 / 06, 2005).

Данный способ неэффективен для очистки щебеночного и асбестового отсева балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений вследствие того, что большое количество нефтяных загрязнений и мелкой фракции остаются связанными с обрабатываемым материалом, а также образуется значительное количество отходов III класса опасности.This method is ineffective for cleaning gravel and asbestos screening ballast of railway tracks from oil pollution due to the fact that a large amount of oil pollution and fine fractions remain associated with the processed material, and a significant amount of hazard class III waste is generated.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов (см. RU, №2219304, Е01Н 15/00, 2003).The closest technical solution is a method of cleaning the base material of the road surface from oil and oil products (see RU, No. 2219304, ЕНН 15/00, 2003).

Известный способ очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов включает предварительную очистку загрязненного материала от мусора, обладающего парусностью, сбор загрязненного материала путем засасывания его воздухом, загрузку его в промывочную емкость, отмывку моющим раствором, содержащим поверхностно-активные вещества, при одновременной подаче сжатого воздуха в противоток загружаемому материалу, причем часть сжатого воздуха подают в верхнюю часть промывочной емкости вдоль поверхности жидкости; выгрузку из промывочной емкости отмытого материала с использованием его по назначению и подачу нефтесодержащей эмульсии и загрязненного моющего раствора из промывочной емкости в многосекционную установку для последующей их очистки путем разделения фаз, причем нефтесодержащую эмульсию перед очисткой фильтруют; удаление из многосекционной установки выделенных нефтепродуктов, очищенного моющего раствора с повторным его использованием для отмывки и шлама, который затем подвергают дополнительному фазовому разделению с последующим направлением выделенной жидкой фазы в установку на повторную очистку.A known method of cleaning the base material of the road surface from oil and oil products includes the preliminary cleaning of the contaminated material from garbage having windage, collecting the contaminated material by sucking it in with air, loading it into a washing tank, washing with a detergent solution containing surfactants, while supplying compressed air in countercurrent to the feed material, and part of the compressed air is fed into the upper part of the washing tank along the surface of the liquid; unloading the washed material from the washing tank with its intended use and supplying an oil-containing emulsion and a contaminated washing solution from the washing tank to a multi-unit for subsequent cleaning by phase separation, the oil-containing emulsion being filtered before cleaning; removal of the separated oil products from the multisectional unit, the purified washing solution with its repeated use for washing and sludge, which is then subjected to additional phase separation with the subsequent direction of the separated liquid phase to the unit for re-treatment.

Недостатками известного способа очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов являются ограничение размера фракции промываемого материала (не более 3-5 мм), низкая эффективность очистки материала основы дорожного покрытия от нефтепродуктов методом барботирования суспензии в промывочной камере, невозможность удаления солей тяжелых металлов, необходимость нагрева моющего раствора до температуры 40-55°C и связанный с этим расход топлива.The disadvantages of the known method of cleaning the base material of the road surface from oil and oil products are the limitation of the size of the fraction of the washed material (not more than 3-5 mm), the low efficiency of cleaning the base material of the road surface from oil products by sparging the suspension in the washing chamber, the inability to remove heavy metal salts, the need heating the washing solution to a temperature of 40-55 ° C and the associated fuel consumption.

Задачей изобретения является создание нового экологически чистого способа для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта.The objective of the invention is the creation of a new environmentally friendly method for the disposal and disposal of screenings of crushed stone and / or asbestos ballast.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в высокой степени очистки отсева балласта при одновременном эффективном разделении фаз, снижении образования опасных отходов и энергозатрат на процесс.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in a high degree of purification of screening ballast while effectively separating the phases, reducing the formation of hazardous waste and energy costs for the process.

Указанный технический результат достигается в способе для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта, заключающемся в том, что загружают отсев щебеночного и/или асбестового балласта в устройство для промывки, промывку ведут путем механического перемешивания отсева балласта с моющим раствором, содержащим техническое моющее средство, после промывки отсев балласта и загрязненный моющий раствор отводят совместно и разделяют, причем при разделении отсев балласта рассеивают на фракции с последующей подачей их для использования по назначению, отделенный загрязненный моющий раствор через сопла подают в отстойник центробежного типа для очистки путем разделения фаз, отводят из отстойника раздельными потоками выделенные нефтепродукты, моющий раствор и шлам, который обезвоживают и затем обезвреживают с использованием химических реагентов, а моющий раствор подвергают очистке от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов и вновь подают на стадию промывки отсева балласта, при этом образующийся осадок солей тяжелых металлов периодически отводят на стадию обезвреживания шлама.The specified technical result is achieved in a method for the disposal and disposal of screenings of crushed stone and / or asbestos ballast, consisting in the fact that the screened stone and / or asbestos ballast is loaded into the washing device, the washing is carried out by mechanical mixing of the ballast screening with a washing solution containing technical detergent means, after washing, the ballast screening and the contaminated washing solution are discharged together and separated, and when separating, the ballast screening is scattered into fractions, followed by feeding they are used for their intended purpose, the separated contaminated washing solution is fed through nozzles to a centrifugal sump for separation by phase separation, separated oil products, washing solution and sludge are drained from the sump, which are dehydrated and then decontaminated using chemical reagents, and the washing solution is subjected purification from salts of heavy metals and residual oil products and again served on the stage of washing the screening of ballast, while the resulting precipitation of salts of heavy metals is periodically and taken to the stage of disposal of sludge.

В моющий раствор, очищенный от растворимых солей тяжелых металлов, перед подачей на стадию промывки отсева балласта для восполнения потерь дополнительно вводят техническое моющее средство (ТСМ), не требующее нагрева воды.Before washing to the stage of washing the screening ballast to fill the losses, a technical detergent (TCM) is added to the washing solution, purified from soluble salts of heavy metals, which does not require heating of water.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена схема секции промывки отсева щебеночного и/или асбестового балласта, на фиг.2 - схема секции очистки и подготовки моющего раствора.Figure 1 presents a diagram of the washing section of the screening of crushed stone and / or asbestos ballast, figure 2 is a diagram of a section for cleaning and preparing a washing solution.

На фиг.1 показаны: 1 - приемный бункер, 2 - транспортер, 3 - загрузочное устройство, 4 - устройство для механической промывки, 5 - трубопровод для подачи моющего раствора, 6 - устройство для разделения, 7 - транспортеры для выгрузки очищенных фракций отсева балласта, 8 - насос, 9 - трубопровод для отвода загрязненного моющего раствора, содержащего фракции отсева балласта размером менее 1 мм.Figure 1 shows: 1 - a receiving hopper, 2 - a conveyor, 3 - a loading device, 4 - a device for mechanical washing, 5 - a pipeline for supplying a washing solution, 6 - a separation device, 7 - conveyors for unloading cleaned ballast screening fractions , 8 - pump, 9 - pipeline for removal of contaminated washing solution containing ballast screening fractions of less than 1 mm in size.

На фиг.2 показаны: 10 - отстойник центробежного типа, 11 - сопла, 12 - нефтесборник, 13 - трубопровод для отвода всплывших нефтепродуктов, 14 - насос, 15 - трубопровод для вывода шлама, 16 - трубопровод для подачи загрязненного моющего раствора, 17 - устройство для очистки от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов, 18 - насос-дозатор для подачи технического моющего средства, 19 - трубопровод для отвода очищенного моющего раствора, 20 - трубопровод для сброса осадка из устройства для очистки, 21 - устройство для обезвоживания шлама, 22 - трубопровод для отвода обезвоженного шлама, 23 - устройство для химического обезвреживания шлама, 24 - транспортер для подачи химического реагента, 25 - бункер для обезвреженного шлама, 26 - транспортер для загрузки обезвреженного шлама в бункер, 27 - трубопровод для возврата сточных вод в отстойник центробежного типа, 28 - электрощит управления.Figure 2 shows: 10 — a centrifugal sump, 11 — nozzles, 12 — an oil collector, 13 — a pipeline for discharging surfaced oil products, 14 — a pump, 15 — a pipeline for discharging sludge, 16 — a pipeline for supplying a contaminated washing solution, 17 — a device for cleaning salts of heavy metals and residual oil products, 18 - a metering pump for supplying technical detergent, 19 - a pipeline for draining the cleaned washing solution, 20 - a pipeline for discharging sludge from a cleaning device, 21 - a device for dewatering sludge, 22 - pipeline for drainage of dehydrated sludge, 23 - device for chemical decontamination of sludge, 24 - conveyor for supplying chemical reagent, 25 - hopper for decontaminated sludge, 26 - conveyor for loading decontaminated sludge into the hopper, 27 - pipeline for returning wastewater to a centrifugal type sump, 28 - electrical control panel.

Загрязненный отсев балласта загружают грейдером в приемный бункер 1, далее транспортером 2 направляют через загрузочное устройство 3 в устройство 4 для механической промывки, производительностью 15 м³ отсева балласта в час. В устройство 4 для механической промывки одновременно с отсевом балласта подают по трубопроводу 5 очищенный моющий раствор из расчета 4 объема моющего раствор на 1 объем отсева балласта или 60 м³ в час. Механическое перемешивание загрязненного отсева балласта с моющим раствором обеспечивает непрерывный контакт моющего раствора с загрязненным отсевом балласта, что увеличивает степень его очистки и уменьшает время обработки. Кроме того, механическое перемешивание обеспечивает высокую степень промывки без дополнительного нагрева моющего растворa перед подачей его на стадию промывки, что приводит к снижению энергозатрат на процесс.The contaminated ballast screening is loaded by a grader into the receiving hopper 1, then the conveyor 2 is sent through the loading device 3 to the mechanical washing device 4 with a capacity of 15 m ³ ballast screening per hour. In the device 4 for mechanical washing, simultaneously with the ballast screening, a cleaned washing solution is fed through line 5 at the rate of 4 volumes of the washing solution per 1 ballast screening volume or 60 m ³ per hour. The mechanical mixing of the contaminated ballast screening with the washing solution provides continuous contact of the washing solution with the contaminated ballast screening, which increases the degree of purification and reduces the processing time. In addition, mechanical stirring provides a high degree of washing without additional heating of the washing solution before feeding it to the washing stage, which leads to a reduction in energy consumption for the process.

Полученная суспензия из отсева балласта и загрязненного моющего раствора из устройства 4 для механической промывки выдавливается в устройство 6 для разделения, в котором происходит разделение отсева балласта на фракции, а загрязненный моющий раствор, содержащий нефтепродукты и фракцию отсева балласта менее 1 мм, подают в секцию очистки и подготовки моющего раствора. При этом за счет отделения крупных фракций соотношение объема моющего раствора к объему отсева балласта увеличивается и составляет 12/1. Соли тяжелых металлов переходят в моющий раствор, а нефтепродукты адсорбируются на поверхности микрочастиц.The resulting suspension from the ballast screening and the contaminated washing solution from the mechanical washing device 4 is squeezed into the separation device 6, in which the ballast screening is divided into fractions, and the contaminated washing solution containing oil products and a ballast screening fraction of less than 1 mm is fed to the cleaning section and preparing a cleaning solution. Moreover, due to the separation of large fractions, the ratio of the volume of the washing solution to the screening volume of the ballast increases and is 12/1. Salts of heavy metals pass into the washing solution, and oil products are adsorbed on the surface of microparticles.

Очищенные фракции отсева балласта 40 - 20 мм, 20 - 5 мм, 5 - 1 мм транспортерами 7 направляют на площадки накопления. С площадок накопления очищенные фракции далее отгружают потребителю.The cleaned ballast screening fractions 40 - 20 mm, 20 - 5 mm, 5 - 1 mm by conveyors 7 are sent to the accumulation sites. From the storage sites, the purified fractions are then shipped to the consumer.

Загрязненный моющий раствор, содержащий нефтепродукты и фракцию отсева балласта менее 1 мм, насосом 8 перекачивают по трубопроводу 9 и подают через сопла 11 в отстойник 10 центробежного типа секции очистки и подготовки моющего раствора (фиг.2). В отстойнике 10 происходит расслоение загрязненного моющего раствора на всплывающие нефтепродукты, загрязненный моющий раствор и шлам. Объем отстойника центробежного типа составляет 120 м³. За счет создаваемого в отстойнике системой сопел вращения загрязненного моющего раствора эффективность расслоения его повышается в 4 раза по сравнению с обычными отстойниками. В верхней части отстойника 10 в виде пленки накапливаются нефтепродукты, в средней части - загрязненный моющий раствор, вблизи дна - шлам.A contaminated washing solution containing oil products and a ballast screening fraction of less than 1 mm is pumped through a pipe 9 by a pump 8 and fed through a nozzle 11 to a sump 10 of a centrifugal type cleaning and preparation section of the washing solution (FIG. 2). In the sump 10, the contaminated washing solution is stratified into pop-up oil products, contaminated washing solution and sludge. The volume of the centrifugal sump is 120 m ³ . Due to the rotation of the contaminated washing solution created in the sump by a system of nozzles, its separation efficiency is increased by 4 times in comparison with conventional sumps. Petroleum products accumulate in the form of a film in the upper part of sump 10, in the middle part - contaminated washing solution, and sludge near the bottom.

Нефтяные пленки собираются плавающим нефтесборником 12 и выводятся через трубопровод 13 в емкость некондиционных нефтепродуктов (на чертеже не показана), далее их передают на специализированное предприятие для утилизации. Выделенные нефтепродукты могут быть использованы как добавка к котельному топливу.Oil films are collected by a floating oil collector 12 and removed through a pipe 13 to a tank of substandard oil products (not shown in the drawing), then they are transferred to a specialized enterprise for disposal. The extracted oil products can be used as an additive to boiler fuel.

Шлам по мере накопления и сигналу емкостного датчика, устанавливаемого вблизи дна отстойника 10, выдавливается столбом жидкости и по трубопроводу 15 подается в устройство 21 для обезвоживания шлама. Скорость образования шлама равна порядка 5 м³/час. Остаточная концентрация нефтепродуктов в шламе после стадии промывки раствором ТМС составляет не более 1%. Остаточная концентрация солей тяжелых металлов не выше предельно допустимой концентрации.The sludge as it accumulates and the signal of the capacitive sensor installed near the bottom of the sump 10 is squeezed out by a column of liquid and fed through a pipe 15 to the device 21 for dewatering the sludge. The rate of formation of sludge is about 5 m ³ / hour. The residual concentration of petroleum products in the sludge after the washing stage with a TMS solution is not more than 1%. The residual concentration of salts of heavy metals is not higher than the maximum permissible concentration.

Моющий раствор из середины отстойника 10 насосом 14 по трубопроводу 16 подают в устройство 17 для очистки от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов. После каждого цикла очистки отсева балласта до 10-15% ТМС адсорбируется на механических частицах и выводится из процесса, поэтому насосом-дозатором 18 в очищенный раствор добавляют ТМС. Очищенный моющий раствор отводят по трубопроводу 19 и направляют по трубопроводу 5 в устройство 4 для механической промывки (см. фиг.1).The washing solution from the middle of the sump 10 by a pump 14 is fed through a pipe 16 to a device 17 for cleaning heavy metal salts and residual oil products. After each cleaning cycle of ballast screening, up to 10-15% TMS is adsorbed on mechanical particles and removed from the process; therefore, TMS is added to the purified solution by metering pump 18. The purified washing solution is discharged through a pipe 19 and sent via a pipe 5 to a mechanical washing device 4 (see FIG. 1).

Обезвоженный шлам после устройства 21 по трубопроводу 22 направляют в устройство 23 для химического обезвреживания, в который также подают по трубопроводу 20 осадок солей тяжелых металлов из устройства 17 для очистки от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов. Сточные воды из устройства 21 для обезвоживания шлама по трубопроводу 27 возвращают в отстойник центробежного типа. В устройстве 23 для химического обезвреживания происходит смешение загрязненного нефтепродуктами шлама и подаваемого по транспортеру 24 химического реагента на основе извести с образованием гидрофобных нерастворимых комплексов, не опасных для окружающей среды. Обработанный в реакторе 23 шлам через транспортер 26 поступает в бункер 25.The dehydrated sludge after the device 21 through the pipe 22 is sent to the device 23 for chemical disposal, which also serves through the pipe 20 sediment of salts of heavy metals from the device 17 for cleaning salts of heavy metals and residual oil. Wastewater from the sludge dewatering device 21 is returned via a conduit 27 to a centrifugal sump. In the device 23 for chemical decontamination, a mixture of sludge contaminated with oil products and lime-based chemical reagent 24 are transferred through a conveyor 24 to form hydrophobic insoluble complexes that are not harmful to the environment. Processed in the reactor 23 sludge through the conveyor 26 enters the hopper 25.

Claims

1. A method for the disposal and disposal of screenings of crushed stone and / or asbestos ballast, including loading it into a washing device, washing with a washing solution containing technical detergent, removing the washed ballast screening and supplying it for its intended use, removal of contaminated washing solution and subsequent its cleaning by phase separation, removal of separated oil products and the supply of a purified washing solution for reuse for washing ballast screenings, characterized in that the washing is ballast separation is carried out by mechanical mixing of the ballast screening with a washing solution containing technical detergent, after washing, the ballast screening and the contaminated washing solution are discharged together and separated, and when separated, the ballast screening is scattered into fractions, followed by their supply for intended use, the separated contaminated washing the solution is fed through nozzles to a centrifugal type sump for purification by phase separation, the separated oil products are removed from the sump in separate streams, washing solution and sludge, which is dehydrated and then neutralized using chemical reagents, and the washing solution is purified from salts of heavy metals and residual oil products and again fed to the stage of washing the ballast screening, while the resulting precipitate of salts of heavy metals is periodically taken to the stage of neutralization of sludge.

2. The method according to claim 1, characterized in that a technical detergent that does not require heating of water is additionally introduced into the washing solution, purified from soluble salts of heavy metals, before applying to the stage of washing out screening of ballast to make up for losses.