RU2691422C1 - Oil sludge processing method - Google Patents
Oil sludge processing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691422C1 RU2691422C1 RU2018113932A RU2018113932A RU2691422C1 RU 2691422 C1 RU2691422 C1 RU 2691422C1 RU 2018113932 A RU2018113932 A RU 2018113932A RU 2018113932 A RU2018113932 A RU 2018113932A RU 2691422 C1 RU2691422 C1 RU 2691422C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- sludge
- concentration
- water
- surfactant solution
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000009264 composting Methods 0.000 claims abstract description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 29
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 4
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 3
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 3
- -1 sawdust Substances 0.000 description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical group [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000007714 electro crystallization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004801 process automation Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/01—Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/005—Waste disposal systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.The invention relates to the processing of oily waste and can be used in the oil, oil refining and petrochemical industries.
Известен способ обработки нефтешлама (Патент РФ №2396219), заключающийся в его подогреве, нейтрализации и разделении на твердую, водную и нефтяную фазы водяным паром, нагретым до температуры 60-200°С и активированным в электролизере. Нефтешлам и активированный нагретый водяной пар подают в теплообменник-смеситель через направляющие штуцера, установленные тангенциально, смешивают нефтешлам до однородной массы за счет центробежного вращения перерабатываемого нефтешлама и активированного нагретого пара с последующим отстаиванием в условиях каскадного течения обрабатываемого нефтешлама через верхние перегородки отстойника. Из отстойника нефтяную фазу направляют в буферную емкость для отбора готового продукта, а замазученные механические примеси и водноиловую суспензию обрабатывают в культиваторе микроорганизмами и грибной микрофлорой с получением тяжелых металлов, песка и глины для использования в промышленности.A known method of processing sludge (Patent RF №2396219), which consists in its heating, neutralization and separation into solid, water and oil phases with water vapor, heated to a temperature of 60-200 ° C and activated in the electrolyzer. Oil sludge and activated heated water vapor are fed into the heat exchanger-mixer through tangentially mounted nozzles, mix oil sludge to a homogeneous mass due to the centrifugal rotation of the processed sludge and activated heated steam, followed by sedimentation of the processed sludge through the upper partitions through the upper partitions through the upper partitions. From the sump oil phase is sent to the buffer tank for the selection of the finished product, and oily mechanical impurities and vodnou suspension are treated in the cultivator with microorganisms and fungal microflora to obtain heavy metals, sand and clay for use in industry.
Недостатком изобретения является то, что процесс отстаивания трехфазной системы протекает с большой сложностью и невысоким эффектом, в результате чего образуется нефтяная фаза с высоким содержанием воды и взвешенных веществ, водная фаза с высокой концентрацией нефтепродуктов и твердая фаза замазученных взвешенных веществ. Биологическая очистка водной и твердой фазы требует большого времени, что приводит к большим габаритам культиватора и малой производительности сооружения. Для реализации способа требуются большие затраты энергии на получение пара с температурой 60-200°С, а также на электролиз воды, так как электролизеры имеют невысокий выход по току 30-40% (что эквивалентно коэффициенту полезного действия).The disadvantage of the invention is that the process of settling the three-phase system proceeds with great complexity and low effect, resulting in an oil phase with a high content of water and suspended solids, a water phase with a high concentration of oil products and a solid phase of oiled suspended substances. Biological purification of the aqueous and solid phases requires a long time, which leads to large dimensions of the cultivator and low productivity of the structure. To implement the method, large energy costs are required for generating steam with a temperature of 60–200 ° C, as well as for water electrolysis, since electrolyzers have a low current efficiency of 30–40% (equivalent to the efficiency).
Таким образом, способ невозможно использовать для крупнотоннажных нефтешламов, реально накопившихся в топливно-энергетическом комплексе, из-за его сложности, высоких энергозатрат, существенных инвестиций для строительства сооружений.Thus, the method cannot be used for large-tonnage sludge, really accumulated in the fuel and energy complex, because of its complexity, high energy costs, significant investments for the construction of facilities.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является способ переработки нефтешлама (Патент РФ №2549657).The closest analogue to the claimed invention is a method of processing sludge (RF Patent No. 2549657).
Способ включает отделение водной фазы и свободных углеводородов, смешение нефтешлама с породообразующими, инокулирующими и нейтрализующими добавками, формирование штабелей, компостирование с аэрацией, продувкой или перемешиванием. Нефтешлам предварительно перемешивают с раствором ПАВ, обладающим деэмульгирующими свойствами, с температурой 60-70°С, затем смесь промывают раствором ПАВ в направлении снизу вверх, отмытый нефтешлам смешивают с породообразующими, инокулирующими, нейтрализующей и каталитической добавками. В качестве нейтрализующей добавки используют силицированный кальцит. Фильтрат, полученный при промывании нефтешлама, отстаивают, удаляют твердые взвешенные вещества в нефтешлам, удаляют всплывшие нефтепродукты на утилизацию, фильтруют водонефтяную эмульсию в слое углеводородной жидкости, корректируют концентрацию ПАВ, нагревают раствор ПАВ, перемешивают с исходным нефтешламом.The method includes the separation of the aqueous phase and free hydrocarbons, mixing the sludge with rock-forming, inoculating and neutralizing additives, forming piles, composting with aeration, blowing or mixing. The sludge is pre-mixed with a surfactant solution with demulsifying properties with a temperature of 60-70 ° C, then the mixture is washed with a surfactant solution in the bottom-up direction, the washed sludge is mixed with rock-forming, inoculation, neutralizing and catalytic additives. Silicized calcite is used as a neutralizing additive. The filtrate obtained by washing the sludge, defend, remove suspended solids in the sludge, remove the floating oil products for disposal, filter the oil-water emulsion in the hydrocarbon liquid layer, adjust the surfactant concentration, heat the surfactant solution, mix with the original sludge.
Образуют смесь следующего состава (% масс):Form a mixture of the following composition (% mass):
- осадки биологических очистных сооружений НПЗ - 1;- sediments of biological refinery treatment facilities - 1;
- птичий помет - 1;- bird droppings - 1;
- солома, опилки, торф, бумага - 8;- straw, sawdust, peat, paper - 8;
- осадки биологических очистных сооружений канализации населенных пунктов - 15;- sediments of biological sewage treatment plants of settlements - 15;
- осадки очистных сооружений водоснабжения населенных пунктов - 10;- precipitation of sewage treatment plants for water supply of settlements - 10;
- минеральный зернистый материал силицированный кальцит - 10;- mineral granular material siliconized calcite - 10;
- катализатор окислительных процессов - 5;- oxidation catalyst - 5;
- нефтешлам - остальное.- sludge - the rest.
Недостатком изобретения является невысокая скорость биодеструкции нефтепродуктов.The disadvantage of the invention is the low rate of biodegradation of petroleum products.
Задачей изобретения является повышение скорости биодеструкции нефтепродуктов с получением товарных почвогрунтов.The objective of the invention is to increase the rate of biodegradation of petroleum products with the production of commodity soil.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе обработки нефтешлама, заключающемся в том, что нефтешлам перемешивают с раствором ПАВ с температурой 60-70°С, затем смесь промывают тем же раствором ПАВ в направлении снизу вверх, отмытый нефтешлам смешивают с породообразующими, инокулирующими и щелочными добавками, активным илом биологических сооружений НПЗ, формируют штабели, причем в качестве щелочных добавок используют зернистый минеральный материал - силицированный кальцит, дополнительно используют зернистый каталитический материал, причем фильтрат, полученный при промывании нефтешлама, используют повторно, а именно, отстаивают, удаляют твердые взвешенные вещества в нефтешлам, удаляют всплывшие нефтепродукты на утилизацию, фильтруют водонефтяную эмульсию в слое углеводородной жидкости, корректируют концентрацию ПАВ, нагревают раствор ПАВ, перемешивают с исходным нефтешламом, согласно изобретению в основании штабеля размещают электрохимические источники тока, состоящие из электроположительных и электроотрицательных материалов, создающих электродвижущую силу, превышающую напряжение разложения воды с образованием газообразного кислорода и водорода, а в теле штабеля размещают электроды, подключенные к внешнему источнику постоянного тока, производящие электролиз воды, причем электроды положительной полярности выполнены из коксопековой композиции, нерастворимой при анодной поляризации, а в процессе компостирования штабель орошают водным раствором минеральных солей с содержанием NaCl в концентрации 10-50 г/л, при этом текущую концентрацию нефтепродуктов Ci определяют по формулеThe essence of the invention lies in the fact that in the method of processing sludge, which consists in mixing sludge with a surfactant solution with a temperature of 60-70 ° C, then the mixture is washed with the same surfactant solution in the upward direction, the washed sludge is mixed with rock-forming, inoculating and alkaline additives, activated sludge of biological refinery structures, form piles, and granulated mineral material, silicified calcite, is used as alkaline additives, additionally using a granular catalytic mat Rial, and the filtrate obtained by washing the sludge is reused, namely, defend, remove suspended solids in the sludge, remove the floating oil products for disposal, filter the water-oil emulsion in the hydrocarbon liquid layer, adjust the surfactant concentration, heat the surfactant solution, mix with the original Oil sludge according to the invention is placed at the base of the stack electrochemical current sources consisting of electropositive and electronegative materials that create an electromotive a force greater than the decomposition voltage of water to form gaseous oxygen and hydrogen, and electrodes connected to an external source of direct current producing electrolysis of water are placed in the body of the stack, with positive polarity electrodes made of a coke-brittle composition insoluble during anodic polarization, and in the process of composting a stack irrigated with an aqueous solution of mineral salts with a NaCl content in a concentration of 10-50 g / l, while the current concentration of petroleum products C i is determined by the formula
где Co - исходная концентрация нефтепродуктов, г/кг; Ci - текущая концентрация нефтепродуктов в момент времени ti, г/кг; k - константа скорости окисления нефтепродуктов, 1/сут.where C o - the initial concentration of petroleum products, g / kg; C i - the current concentration of petroleum products at time t i , g / kg; k is the rate constant for the oxidation of petroleum products, 1 / day.
На фиг. 1 показана технологическая схема обработки нефтешлама. На фиг. 2 показано сечение штабеля. На фиг. 3 представлены графические зависимости содержания нефтепродуктов от времени компостирования.FIG. 1 shows a flow chart for processing sludge. FIG. 2 shows the cross section of the stack. FIG. 3 shows the graphical dependence of the content of petroleum products from the time of composting.
Технологическая схема состоит из смесителя 1, соединенного последовательно с фильтром 2, смесителем 3 и штабелем 4. Для аэрации штабеля 4 предусмотрен теплообменный аппарат 5 и компрессор 6. Смеситель 3 оборудован дозатором породообразующих добавок 7. Раствор ПАВ используют в циркуляционном контуре, состоящем из фильтра 2, насоса 8, отстойника 9, сблокированного с нефтеловушкой 10, гидрофобного фильтра 11, дозатора ПАВ 12, теплообменного аппарата 13 и смесителя 1.Technological scheme consists of mixer 1 connected in series with
Штабель 4 расположен на бетонном основании, окружен водоотводящей канавой 14, соединенной с колодцем 15. В колодце 15 расположено водозаборное устройство 16, соединенное с насосом 17. В основании штабеля 4 размещены вдоль штабеля лотки 18 с воздуховодом 19, выполненным из перфорированных труб.The stack 4 is located on a concrete base, surrounded by a drainage ditch 14 connected to the well 15. In the well 15 there is a
В бетонном основании штабеля 4 размещены электрохимические источники тока, состоящие из электроположительного электрода 20 и электроотрицательного электрода 21, разделенные минеральной ватой 22. Наружные стороны электродов 20 и 21 отделены от бетона аналогично минеральной ватой 22. Электроды 20 и 21 размещены по всей длине штабеля 4. Одноименные электроды соединены токопроводом и подключены к блоку управления 23. К блоку управления 23 подключены теплообменный аппарат 5, компрессор 6, насос 17.In the concrete base of the stack 4 are placed electrochemical current sources consisting of
В теле штабеля 4 дополнительно размещены стержневые электроды 24 и 25, подключены к источнику постоянного тока, размещенного в блоке управления 23.In the body of the stack 4 is additionally placed
Способ обработки нефтешлама реализуется следующим образом. Исходный обводненный нефтешлам подают в смеситель 1, куда дозируют водный раствор поверхностно активных веществ (ПАВ).The method of processing sludge is implemented as follows. The original flooded sludge is fed to the mixer 1, where the aqueous solution of surfactant is metered.
В смесителе 1 происходит перемешивание нефтешлама и раствора ПАВ, в результате чего нефтепродукты частично отмываются от твердых частиц нефтешлама и переводятся в эмульгированное в воде состояние. Для увеличения эффекта отмыва температуру раствора ПАВ следует поддерживать в интервале 60-70°С. При большей температуре эффект отмыва был бы выше, но повышение температуры выше 70°С приводит к гибели микроорганизмов, которые присутствуют в добавках, образующих компост.In the mixer 1, the sludge and the surfactant solution are mixed, as a result of which the oil products are partially washed from the solid sludge particles and transferred to a state emulsified in water. To increase the effect of washing, the temperature of the surfactant solution should be maintained in the range of 60-70 ° C. At higher temperatures, the effect of washing off would be higher, but increasing the temperature above 70 ° C leads to the death of microorganisms that are present in the compost additives.
Частично отмытый нефтешлам перемещают в фильтр 2, в котором фильтрующим материалом является сам нефтешлам. Раствор ПАВ подают вниз фильтра, фильтрование происходит снизу вверх. Процесс фильтрования похож на процесс добычи нефти из нефтенасыщенной породы. Нефтепродукты вытесняются водным раствором ПАВ в верхнюю часть фильтра, откуда насосом 8 перекачиваются в виде водонефтяной эмульсии в отстойник 9. В отстойнике 9 осаждаются твердые взвешенные вещества, а образовавшийся осадок отводят в смеситель 3. Из отстойника 9 водонефтяную эмульсию направляют в нефтеловушку 10 для частичного извлечения нефтепродуктов, которые направляют на утилизацию. Далее водонефтяную эмульсию направляют на глубокую очистку в гидрофобный фильтр 11, в котором она фильтруется в слое углеводородной жидкости (жидкостная фильтрация). Эффект очистки водонефтяной эмульсии в промышленных гидрофобных фильтрах составляет 98-99%, то есть большая часть нефтепродуктов извлекается жидкостным фильтрованием и направляется на утилизацию. Извлеченные нефтепродукты соответствуют качеству мазута, печного топлива. Осветленная вода после корректировки концентрации ПАВ с помощью дозатора 12 и подогрева в теплообменном аппарате 13 возвращается в смеситель 1.Partially washed sludge is transferred to the
Нефтешлам после частичного отмыва от нефтепродуктов из фильтра 2 подают в смеситель 3, в который с помощью дозатора 7 подают все компоненты компостной смеси, в том числе осадок из отстойника 9. После перемешивания из образованной компостной смеси формируют штабели 4, оборудованные системой аэрации теплым воздухом температурой 60-70°С. Начальный разогрев компостной смеси ускоряет выход на термофильный режим, за счет чего сокращается срок компостирования с достижением качества почвогрунта, являющегося ценным товарным продуктом для рекультивации почв, для выращивания декоративных и сельскохозяйственных культур. Почвогрунт содержит высокую концентрацию органических веществ, гумуса, азотных, фосфорных и калийных удобрений.After partial washing off oil products from the
В смесителе 3 образуют смесь следующего состава (% масс):In the
- осадки биологических очистных сооружений НПЗ - 1;- sediments of biological refinery treatment facilities - 1;
- птичий помет - 1;- bird droppings - 1;
- солома, опилки, торф, бумага - 8;- straw, sawdust, peat, paper - 8;
- осадки биологических очистных сооружений канализации населенных пунктов - 10;- sediments of biological sewage treatment plants of settlements - 10;
- осадки очистных сооружений водоснабжения населенных пунктов - 5;- precipitation of sewage treatment facilities of water supply of settlements - 5;
- минеральный зернистый материал силицированный кальцит - 10;- mineral granular material siliconized calcite - 10;
- катализатор окислительных процессов - 15;- oxidation catalyst - 15;
- нефтешлам - остальное.- sludge - the rest.
Состав смеси подобран таким образом, чтобы в ней было высокое содержание нефтеокисляющих микроорганизмов, биогенных элементов (азот, фосфор, калий), органических веществ, определяющих качество почвогрунтов. Большую роль играют структурообразователи - зернистый материал, солома, опилки, торф, бумага, а также гидроксиды алюминия, содержащиеся в осадках очистных сооружений водоснабжения. Особую роль играет минеральный зернистый материал - силицированный кальцит (Патент РФ №2086510), который подщелачивает смесь и создает прочные комплексы с гумусом, образующимся в процессе компостирования, а также катализатор окислительных процессов.The composition of the mixture is selected in such a way that it contains a high content of oil-oxidizing microorganisms, biogenic elements (nitrogen, phosphorus, potassium), organic substances that determine the quality of soil grounds. An important role is played by structure-formers - granular material, straw, sawdust, peat, paper, and also aluminum hydroxides contained in sediments of water treatment facilities. A special role is played by mineral granular material - silicified calcite (RF Patent No. 2086510), which alkalinizes the mixture and creates durable complexes with humus formed during the composting process, as well as a catalyst for oxidative processes.
Катализатор получен смешением бурового шлама, содержащего не меньше 9% многовалентных металлов, с древесными опилками и глиной. Отношение бурового шлама к этим наполнителям 1:1. Далее смесь доводится до вязкотекучего состояния смешением с водой, формируется в виде гранул. Гранулы подсушивают, а затем подвергают обжигу при температуре 800-850°С. Дроблением получают зернистый материал фракции 1-5 мм. Катализатор ускоряет процесс окисления нефтепродуктов кислородом воздуха, что уменьшает срок обработки нефтешламов.The catalyst is obtained by mixing drill cuttings containing not less than 9% of multivalent metals with sawdust and clay. The ratio of drill cuttings to these fillers is 1: 1. Next, the mixture is brought to a viscous state by mixing with water, formed in the form of granules. The granules are dried, and then subjected to firing at a temperature of 800-850 ° C. Crushing get a granular material fraction 1-5 mm. The catalyst accelerates the oxidation of petroleum products with oxygen in the air, which reduces the processing time of sludge.
Процесс биодеструкции нефтешламов привлекателен, т.к. за счет природных механизмов самовосстановления элементов природы происходит образование гумусоподобных веществ из токсичных углеводородов, однако скорость процесса низка, вследствие чего нефтегазовый комплекс не склонен внедрять подобные технологии.The process of biodegradation of oil sludge is attractive because Due to the natural self-healing mechanisms of the elements of nature, humus-like substances are formed from toxic hydrocarbons, but the process speed is low, as a result of which the oil and gas complex is not inclined to introduce such technologies.
Предложено совместить во времени окисление углеводородов биологическим и двумя физико-химическими методами.It is proposed to combine in time the oxidation of hydrocarbons by biological and two physicochemical methods.
Во-первых, в бетонном основании штабеля 4 уложены параллельно электроположительный электрод 20 из коксопековой композиции и электроотрицательный электрод 21 из магния. Электроды разделены минеральной ватой 22. Во влажной среде компостной смеси между электродами возникает электродвижущая сила (ЭДС), равная 2,5 В. При ЭДС более 1,7 В происходит электролиз водных растворов с образованием на катоде газообразного водорода, а на аноде - кислорода и хлора. Газообразные продукты приникают в пористую среду штабеля 4, окисляя нефтепродукты кислородом и хлором, и восстанавливая водородом металлы, находящиеся в высокой концентрации в нефтешламах. Кроме окислительно-восстановительных реакций происходит электрофоретическое движение заряженных частиц в электрическом поле, адсорбция органических веществ, осаждение металлов на электроотрицательных электродах (электрокристаллизация). Электрохимические источники тока генерируют электроэнергию, подаваемую в блок управления 23, в котором она используется для системы управления и автоматизации процесса.Firstly, in the concrete base of the stack 4, the
Известно, что скорость образования пузырьков газа при электролизе воды (скорость барботажа) электрохимическим источником тока зависит от концентрации хлоридов-ионов в интервале 0,5-200 г/л. (Назаров М.В. Очистка природных и сточных вод с применением электрохимических методов / Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук.: Уфа. - УГНТУ. - 2008, с. 12-13).It is known that the rate of formation of gas bubbles during the electrolysis of water (bubbling rate) by an electrochemical current source depends on the concentration of chloride ions in the range of 0.5–200 g / l. (Nazarov MV. Purification of natural and waste waters using electrochemical methods / Abstract of dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences: Ufa. - UGNTU. - 2008, pp. 12-13).
Зависимость скорости барботажа q от концентрации удовлетворительно описывается следующей формулойThe dependence of the speed of bubbling q concentration is satisfactorily described by the following formula
где qmax=0,18 м/ч - максимальная скорость; С - концентрация раствора, г/л; Сτ=40 г/л - постоянная процесса.where q max = 0.18 m / h is the maximum speed; С - solution concentration, g / l; С τ = 40 g / l is the process constant.
Из этого следует, что для повышения эффекта деструкции нефтепродуктов окислением необходимо увеличить концентрацию хлорид-ионов в диапазоне 0,5-200 г/л. С этой целью орошение штабеля целесообразно проводить минерализованной пластовой водой нефтяных месторождений или морской водой.From this it follows that in order to increase the effect of oxidation of oil products by oxidation, it is necessary to increase the concentration of chloride ions in the range of 0.5–200 g / l. To this end, it is advisable to irrigate the piles with saline water from oil fields or sea water.
На электроды 24 и 25 подается напряжение 10-20 В. Электроды положительной полярности 25 выполнены из коксопековой композиции, также как электроды 20, т.к. они нерастворимы при анодной поляризации. Электроды отрицательной полярности 24 выполнены из алюминия. Механизм действия этих электродов такой же, как электродов 20 и 21, но процессы протекают более интенсивно из-за более высокого напряжения и из-за равномерного распределения электрического поля в теле штабеля 4.Voltage 10-20 V is applied to
Коксопековая композиция имеет следующий состав:Cokepipe composition has the following composition:
- нефтяной кокс - 65% масс.;- petroleum coke - 65% of the mass .;
- нефтяной пек - 20% масс.;- oil pitch - 20% of the mass .;
- пиритные хвосты горно-обогатительного комбината - остальное.- pyrite tailings of mining and processing plant - the rest.
Исходная композиция заливается в формы, выдерживается в печи при температуре 250°С в течение 4 часов, охлаждается.The original composition is poured into molds, aged in an oven at 250 ° C for 4 hours, cooled.
Химический состав пиритных хвостов горно-обогатительного комбината приведены в таб. 1.The chemical composition of pyrite tailings of mining and processing plant are given in tab. one.
По периметру штабеля 4 устроена водоотводящая канава 14 для отведения ливневых и талых вод в колодец 15, из которого насосом 17 и водозаборным устройством 16 вода подается для орошения штабеля 4.A drainage ditch 14 is arranged around the perimeter of the stack 4 to discharge storm and melt water to the well 15, from which
Аэрация штабеля 4 производится периодически горячим воздухом температурой 70°С с помощью компрессора 6 и теплообменного аппарата 5.Aeration of the stack 4 is performed periodically with hot air at a temperature of 70 ° C using a compressor 6 and a heat exchanger 5.
Экспериментально установлено, что скорость окисления органических веществ определяется дифференциальным уравнением:It was established experimentally that the rate of oxidation of organic substances is determined by the differential equation:
где с - концентрация органических веществ, г/кг; t - время компостирования, сут; k - константа скорости окисления органических веществ, 1/сут.where c is the concentration of organic matter, g / kg; t is the composting time, days; k is the rate constant for the oxidation of organic substances, 1 / day.
Интегрирование дифференциального уравнения приводит к следующему уравнению:Integrating a differential equation leads to the following equation:
где Co - исходная концентрация органических веществ, г/кг; Ci - текущая концентрация органических веществ в момент времени ti, г/кг.where C o - the initial concentration of organic substances, g / kg; C i - the current concentration of organic substances at time t i , g / kg.
Установлено, что константа скорости окисления нефтепродуктов по прототипу k=0,0055, при применении электрохимических источников тока, расположенных в основании штабеля, k=0,0108, дополнительное применение электродов, подключенных к внешнему источнику постоянного тока, увеличило скорость окисления нефтепродуктов, а соответственно k=0,0147.It was found that the oxidation rate constant of petroleum products of the prototype, k = 0.0055, when using electrochemical current sources located at the base of the stack, k = 0.0108, the additional use of electrodes connected to an external DC source increased the oxidation rate of petroleum products, and accordingly k = 0.0147.
Опыты по деструкции нефтешламов проводили с орошением компоста до влажности 70-80% масс.Experiments on the destruction of sludge was performed with irrigation of compost to a moisture content of 70-80% of the mass.
Пример 1. Проводили опыты по деструкции застарелых нефтешламов компостированием путем создания рекомендуемого состава смеси. Исходная концентрация нефтепродуктов составила 29 г/кг. Предельно допустимая концентрация нефтепродуктов (ПДК) в товарных почвогрунтах - 1 г/кг. Опыты проводили в лабораторных условиях в термостате при фиксированной температуре 30°С.Example 1. Conducted experiments on the destruction of old sludge composting by creating the recommended composition of the mixture. The initial concentration of petroleum products was 29 g / kg. The maximum permissible concentration of oil products (MPC) in the commodity soil grounds is 1 g / kg. The experiments were performed under laboratory conditions in a thermostat at a fixed temperature of 30 ° C.
Опыты проводили параллельно по прототипу и по изобретению. Орошение компоста проводили водным растворимом NaCl концентрацией 1 г/л. Результаты приведены на фиг. 3.Experiments were performed in parallel on the prototype and according to the invention. Compost irrigation was performed with 1 g / l aqueous soluble NaCl. The results are shown in FIG. 3
Из результатов следует, что по прототипу (кривая 1) ПДК достигается в течение 612 суток (k=0,0055). Применение электрохимических источников тока, расположенных в основании штабеля, сократило время компостирования (кривая 2) до 312 суток (k=0,0108). Применение дополнительно системы электродов, подключенных к внешнему источнику тока с напряжением 10 В, сократило время компостирования (кривая 3) до 230 суток (k=0,0147).From the results it follows that the prototype (curve 1) of the MPC is achieved within 612 days (k = 0.0055). The use of electrochemical current sources located at the base of the stack reduced the composting time (curve 2) to 312 days (k = 0.0108). The use of an additional system of electrodes connected to an external current source with a voltage of 10 V reduced the composting time (curve 3) to 230 days (k = 0.0147).
Таким образом, время компостирования смеси, содержащей 29 г/кг нефтепродуктов, по изобретению уменьшилось по сравнению с прототипом в 2,66 раз.Thus, the composting time of a mixture containing 29 g / kg of petroleum products according to the invention has decreased by a factor of 2.66 compared with the prototype.
Пример 2. Проводили опыты по примеру 1. Орошение компоста проводили водным раствором NaCl концентрацией 1, 10, 50, 100 г/л. Результаты приведены в табл. 2.Example 2. Conducted experiments according to example 1. Irrigation of the compost was performed with an aqueous solution of NaCl with a concentration of 1, 10, 50, 100 g / l. The results are shown in Table. 2
Из результатов следует, что оптимальной концентрацией NaCl является 10-50 г/л.From the results it follows that the optimal concentration of NaCl is 10-50 g / l.
Пример 3. Определили электродвижущую силу (ЭДС) электродной пары магний-коксопек в зависимости от концентрации минерального наполнителя пиритных хвостов горно-обогатительного комбината в составе коксопековой композиции. Концентрацию наполнителя меняли в диапазоне 1-20% мас. Результаты приведены в табл. 3.Example 3. The electromotive force (EMF) of an electrode pair of magnesium-coke oven was determined depending on the concentration of the mineral filler of the pyrite tailings of the mining and processing plant in the coke-extract composition. The concentration of the filler was changed in the range of 1-20% wt. The results are shown in Table. 3
Из результатов следует, что ЭДС практически линейно увеличивается с увеличением концентрации наполнителя, но механическая прочность композиции существенно уменьшается при концентрации более 15% масс. Оптимальной следует считать концентрацию наполнителя 5-15% масс.From the results it follows that the EMF increases almost linearly with increasing concentration of the filler, but the mechanical strength of the composition decreases significantly at a concentration of more than 15% by weight. The optimum should be considered the concentration of the filler 5-15% of the mass.
Технический результат заключается в уменьшении времени компостирования нефтешламов с получением товарных почвогрунтов.The technical result is to reduce the time of composting of sludge with the production of commodity soil.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113932A RU2691422C1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Oil sludge processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113932A RU2691422C1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Oil sludge processing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2691422C1 true RU2691422C1 (en) | 2019-06-13 |
Family
ID=66947502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018113932A RU2691422C1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Oil sludge processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2691422C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115340266A (en) * | 2022-06-13 | 2022-11-15 | 重庆大学 | Method for recycling oil sludge generated in industrial production |
| CN115521203A (en) * | 2022-10-21 | 2022-12-27 | 山东德普新材料科技有限公司 | Method for preparing electronic grade dimethyl carbonate by urea alcoholysis method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998003229A1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-01-29 | H & H Eco Systems, Inc. | Method for accelerated chemical and/or biological remediation and method of using an apparatus therefor |
| RU2450873C2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method of processing oil slimes and cleaning of oil contaminated soils |
| RU2471725C2 (en) * | 2011-03-30 | 2013-01-10 | ООО Научно-Производственное Объединение "ГРЕЙС" | Method of decontaminating and recycling oily sludge |
| RU2549657C2 (en) * | 2013-03-19 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Oil sludge treatment method |
| RU2584031C1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-05-20 | Открытое акционерное общество "Куйбышевский нефтеперерабатывающий завод" | Method of processing oil sludge and cleaning oil contaminated soil |
-
2018
- 2018-04-16 RU RU2018113932A patent/RU2691422C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998003229A1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-01-29 | H & H Eco Systems, Inc. | Method for accelerated chemical and/or biological remediation and method of using an apparatus therefor |
| RU2450873C2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method of processing oil slimes and cleaning of oil contaminated soils |
| RU2471725C2 (en) * | 2011-03-30 | 2013-01-10 | ООО Научно-Производственное Объединение "ГРЕЙС" | Method of decontaminating and recycling oily sludge |
| RU2549657C2 (en) * | 2013-03-19 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Oil sludge treatment method |
| RU2584031C1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-05-20 | Открытое акционерное общество "Куйбышевский нефтеперерабатывающий завод" | Method of processing oil sludge and cleaning oil contaminated soil |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115340266A (en) * | 2022-06-13 | 2022-11-15 | 重庆大学 | Method for recycling oil sludge generated in industrial production |
| CN115521203A (en) * | 2022-10-21 | 2022-12-27 | 山东德普新材料科技有限公司 | Method for preparing electronic grade dimethyl carbonate by urea alcoholysis method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Poelman et al. | Potential of electrolytic flocculation for recovery of micro-algae | |
| EP0284754B1 (en) | A process for treating polluted soils | |
| CN104556601B (en) | The not Application way of oil-containing oil drilling mud | |
| CN106395926A (en) | Gas field produced wastewater reduction and harmless treatment methods | |
| CN105621823B (en) | The treatment process for the oily sludge that disposing polluted water in oil generates | |
| CN105731745B (en) | A kind of oil drilling Treatment of Sludge and the method for comprehensive utilization | |
| RU2125039C1 (en) | Humin concentrate, method of its preparing, devices for electrochemical preparing humin concentrate (variants), method of water treatment from impurities, method of dehydration of viscous-flowing media, method of detoxication of organic compounds, method of utilization of sewage, method of making soil from natural and artificial grounds and recovery of fertility of degraded soils, method of composting organic waste, method of utilization of tap water sediments | |
| RU2691422C1 (en) | Oil sludge processing method | |
| CN109607999A (en) | A kind of petroleum greasy filth environment-friendly treatment method | |
| CN101987754A (en) | Treatment of a waste stream through production and utilization of oxyhydrogen gas | |
| CN110526494A (en) | A kind of processing method of waste emulsified mixture | |
| CN106316019A (en) | Comprehensive utilization method for petroleum and petrochemical oily sludge resources | |
| Xiong et al. | Facile sand enhanced electro-flocculation for cost-efficient harvesting of Dunaliella salina | |
| US20130153509A1 (en) | Wastewater treatment comprising electrodissolution, flocculation and oxidation | |
| CN108911318A (en) | A kind of purification device and purification method of black and odorous water | |
| CN108128983A (en) | A kind of high sulfur-bearing, high saliferous gas field produced water deep purification process technique | |
| RU2549657C2 (en) | Oil sludge treatment method | |
| Kumar et al. | Electrical flocculation of the unicellular green alga Chlorella vulgaris Beijerinck | |
| KR100853693B1 (en) | Mixing fuel manufacture method and the device that use excrementitious matter and food wastewater | |
| EA033771B1 (en) | Method and device for treating organic effluents | |
| RU2630552C1 (en) | Method of cleaning standing water reservoirs from heavy metals and oil products | |
| CN103626367A (en) | Method for recycling polymer-containing air flotation oil sludge | |
| CN1281736C (en) | Biology method for treating oily sludge | |
| RU2704654C1 (en) | Method of oil sludge utilization | |
| CN104129897A (en) | Dehydration technology of domestic sludge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200417 |