RU2853845C1 - Способ очистки загрязненного песка от мазута - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки песка от мазута при ликвидации последствий аварий и катастроф. Способ очистки загрязненного песка от мазута включает загрузку загрязненного песка, введение водного раствора, нагретого до 85-90°С, с использованием воды из водоема, интенсивное перемешивание смеси в течение 10 мин, добавление очищающего средства, состоящего из сорбента, представляющего собой эфир целлюлозы, массой 24,5 кг, и пальмового масла массой 0,5 кг, причем расход очищающего средства по отношению к загрязненному песку составляет 1:0,025, повторное перемешивание смеси в течение 10 мин, добавление водного раствора, нагретого до 85-90°С, с последующим интенсивным перемешиванием в течение 30 мин, отстаивание смеси в течение 20 мин для оседания песка, при котором происходит отделение мазута с поверхности твердых частиц песка с образованием водно-мазутной смеси, с последующей ее декантацией для завершения первого цикла очистки, дальнейшее введение водного раствора, нагретого до 85-90°С, интенсивное перемешивание в течение 20 мин, отстаивание смеси в течение 10 мин для оседания песка с последующей декантацией водно-мазутной смеси для завершения второго цикла очистки с дальнейшей ее утилизацией и выгрузкой чистого песка. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки загрязненного песка от мазута за счет использования сорбента, состоящего из эфира целлюлозы (гидроксипропилметилцеллюлоза).

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки песка от мазута при ликвидации последствий аварий и катастроф.

Мазут - вязкое плотное вещество черного цвета, получаемое в результате перегонки нефти. В результате аварий и катастроф мазут, как и другие нефтепродукты, попадает в окружающую среду, при этом мазут может находиться, как в прибрежных водах, так и на береговой линии, в том числе на песке. Из-за высокой вязкости мазут обволакивает все объекты окружающей среды, нанося большой ущерб, в том числе, и природе.

Известен способ очистки замазученного грунта, когда верхний замазученный слой снимается с помощью бульдозера, грузится ковшовым экскаватором на самосвал и вывозится в отведенное для отходов место («Технология очистки замазученного грунта» 1989, ХРУ-6, трест «Экибастузэнергоремонт»).

Недостатками этого способа являются потеря нефти, отсутствие операции отделения нефти от грунта, а замазученный грунт с одного места (с места аварийного розлива) перевозится в другое, отведенное для захоронения, и рекультивации не подлежит.

Известен способ очистки загрязненного грунта от нефтепродуктов и устройство для его осуществления, включающий снятие загрязненного грунта с поверхности земли, его транспортировку к устройству очистки , где производят промывку грунта с последующим отстоем и выгрузкой очищенного грунта в емкость, а также отделение нефтепродуктов от грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет повышения степени очистки грунта и повышения выхода нефтепродуктов, промывку грунта производят горячей водой при 70-90°С с одновременным его перемешиванием (RU 2027825, МПК E02B 15/04 , A01C 21/00 , опубл. 27.01.1995).

Недостатком этого способа является недостаточная степень очистки грунта.

Известен способ обработки высокозагрязненных нефтесодержащих вод, осадков и грунтов и аппаратная линия для его осуществления, включающий предварительную обработку грунтов и/или осадков путем их отмывки раствором технического моющего средства (ТМС), освобождения полученной пульпы от песка, сепарирования ее на три фазы - мелкую взвесь (шлам), отработанный раствор ТМС и жидкие нефтепродукты, которые направляют в распределительную емкость. Отработанный раствор ТМС восстанавливают, подогревают и возвращают в начало процесса. Одновременно обрабатывают нефтезагрязненные воды, которые отфильтровывают и тоже направляют в распределительную емкость, где они смешиваются с жидкими нефтепродуктами. Образованную смесь нефтесодержащих вод подогревают, фильтруют и затем осуществляют их ступенчатое последовательное обезвоживание. Сначала смесь сепарируют на воду и стойкую нерасслаивающуюся эмульсию с содержанием 60% эмульсионной воды, обрабатывают эту эмульсию деэмульгатором и модификатором при непрерывном перемешивании и нагревании, затем обезвоживают полученный нефтепродукт до содержания воды 1-10%. Отделенную при сепарации и обезвоживании воду отстаивают и подают в канализационный коллектор. Образуемый при отстаивании воды и отделенный из пульпы шлам сбрасывают в колодец шламовый. Отделенный от пульпы песок эвакуируют для реализации. Возможна дополнительная очистка воды до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного значения, а также восполнение потерь раствора ТМС за счет дополнительно очищенной воды (RU 2331587, МПК C02F 1/40, B09C 1/00, C02F 101/32, опубл. 20.08.2008).

Недостатком этого способа является многостадийность процесса, требующего большого количества ресурсов.

Известен способ очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, включающий отмывку грунта (почвы, шлама) моющей жидкостью, которую нагревают до 40-95°С, регенерацию жидкости путем фазового разделения с отделением органической фазы и возвратом моющей жидкости в цикл очистки. Перед отмывкой грунт разделяют на плавающую массу и осаждаемый грунт, а затем осуществляют отмывку каждой отдельной фракции на виброситах струей моющей жидкости. Отмывку осаждаемого грунта проводят в три этапа. На первом этапе отмывку осуществляют при осаждении в потоке моющей жидкости, на втором этапе осуществляют струйную отмывку материала на наклонном винтовом конвейере при перемещении материала, на третьем этапе осуществляют струйную обработку на вибросите с одновременным отделением отмываемого грунта от загрязненной моющей жидкости. Регенерацию моющей жидкости проводят путем гравитационного отстоя (RU 2244685, МПК C02F 1/40, опубл. 20.01.2005).

Однако этот способ позволяет получить хорошо отмытый грунт и не приводит к получению отделенных нефтепродуктов и воды, пригодных к коммерческой реализации.

Известен способ очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов, в котором отмывка почвы (грунта, песка) осуществляется моющей жидкостью (3,0% водный раствор моющего средства с температурой 20-80°С, образующий неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями), регенерация жидкости происходит путем фазового разделения с отделением органической фазы и возвратом водной фазы в цикл очистки. При этом перед отмывкой грунт (почву, шлам) разделяют на плавающую массу и осаждаемый грунт (почву, шлам), а затем только осуществляют отмывку каждой отделенной фракции. Процесс включает отмывку плавающей массы посредством струйной обработки на вибросите одновременным отделением отмываемой массы от загрязняющей моющей жидкости. Отмывку осаждаемой почвы (грунта, песка) проводят в три этапа. На первом этапе отмывку осуществляют при осаждении в потоке моющей жидкости при объемном соотношении осаждаемой почвы (грунта, песка) и жидкости не менее 1:1. На втором этапе осуществляют струйную отмывку песка на наклонном винтовом конвейере при перемещении материала. На третьем отмывку осуществляют струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением отмываемой почвы (грунта, песка ) от загрязненной моющей жидкости (RU 2244685, МПК С02F 1/40, С02F 103/34, опубл. 20.01.2005).

Недостатком данного способа является сложность процесса также характеризуется многоступенчатостью процесса очистки. Применение моющих средств на начальной стадии отмывки требует их большой концентрации. Такая ситуация приводит к образованию большого количества продуктов распада, что обусловливает невозможность отделения нефтепродуктов от продуктов распада. В связи с этим высвобожденные в процессе очистки нефтепродукты теряют свои товарные качества.

Известен способ очистки грунтов и почв от нефти и нефтепродуктов. Предлагаемое решение заключается в предварительной подготовке загрязненной поверхности, перемешивании с подогретой водой, интенсивном отмывании с применением моющих средств в высокоскоростном турбулентном потоке замкнутой гидравлической обвязки и разделении жидкой и твердой фаз методом гидроциклонирования (RU 2381995, МПК С02F 1/40, B09С 1/02, опубл. 20.02.2010).

К недостаткам описываемого решения можно отнести высокую стоимость приборного оснащения для очистки грунта от нефти и нефтепродуктов, низкая мобильность установки, вследствие чего ее размещение невозможно непосредственно вблизи места аварии или катастрофы.

Известен способ переработки нефтесодержащего шлама и устройство для его реализации, включающий загрузку рабочего агента, содержащего окись кальция в качестве основного компонента и модификатор, в качестве которого применяют полные эфиры глицерина, растительные или минеральные масла и жиры, а также другие производные высших жирных кислот, и нефтесодержащего шлама, интенсивное перемешивание, с последующим введением жидкости, реагирующей с рабочим агентом, выгрузка или извлечение полученного гранулированного продукта, отличающийся тем, что нефтесодержащий шлам перед загрузкой предварительно обрабатывают до получения равномерной по составу и вязкости смеси путем его перемешивания, разогрева и/или введения органического разжижителя, загрузку рабочего агента осуществляют двумя порциями, причем первую - до загрузки обработанного нефтесодержащего шлама, а вторую - одновременно с ним, затем вводят жидкость, нагретую до 60-70°С, в количестве, определяемом по результату анализа пробы обработанного нефтесодержащего шлама (RU 2266258, МПК C02F 11/14, B09B 3/00, опубл. 20.12.2005).

Недостатком этого способа является использование рабочего агента, состоящего из смеси неорганических и органических компонентов, негативно влияющих на экологическую безопасность очищенного грунта.

Известен способ очистки поверхностей от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку поверхностей дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта, в качестве полимера используют линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте, нанесенный на инертный минеральный или органический наполнитель (RU 2080298, МПК E02B 15/04, C02F 1/28, опубл. 27.05.1997).

Однако известный способ малоэффективен из-за низкой сорбционной способности сорбента.

Известен способ очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов, включающий обработку загрязненной поверхности сорбентом, в качестве которого применяют полиуретановый пенопласт, сбор насыщенного нефтью сорбента с последующей транспортировкой его к отжимному механизму и возврат очищенного сорбента к месту очистки поверхности, обработку загрязненной поверхности ведут полиуретановым полужестким мелкопористым пенопластом с низкой кажущейся плотностью 8-12 кг/м³ и размерами пор 0,3-1,2 мм, предварительно разрезанным на пласты любых размеров или в виде крошки, крошку получают из отходов при резке полиуретанового пенопласта на пластины, сорбент укладывают на обрабатываемую поверхность предварительно упакованным в сетчатые мешки (RU 2241803, МПК E02B 15/04, C02F 1/28, B01J 20/00, опубл. 20.12.2003).

Недостатком данного способа является низкая удерживающая способность сорбента.

Известен способ отчистки грунта от нефтепродуктов, включающий смешение грунта с гидрофобным сорбентом на основе терморасщепленного графита, добавление воды с одновременным перемешиванием, последующий отжим и отделение нефтепродуктов (RU 2124954, МПК B09C 1/00, B09C 101/00, опубл. 20.01.1999).

К недостаткам предлагаемого решения можно отнести высокую стоимость терморасщепленного графита, используемого в качестве сорбента, затруднения при очистке прибрежного песка в виду повышенных требований к его чистоте и высокий расход сорбента.

Известен способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, включающий нанесение хлопкосодержащего сорбента с последующим сбором и утилизацией нефти, с использованием в качестве сорбента хлопковые отходы ватного производства (RU 1430355, МПК С02F 1/28, опубл. 15.10.1988).

Недостатком этого способа является трудность и сложность сбора пропитанных нефтью и нефтепродуктами хлопковых отходов ватного производства с поверхности почвы в силу неровности рельефа местности; техническая и технологическая сложность утилизации нефти и нефтепродуктов из отдельных окатышей хлопковых отходов ватного производства, пропитанных ими в ходе ликвидации загрязнения водной поверхности; относительно невысокая сорбционная емкость хлопковых отходов ватного производства по нефти и нефтепродуктам (7 г нефти на 1 г хлопковых отходов); недостаточность ресурсов хлопковых отходов ватного производства для борьбы с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов (до 1 млн. т/г).

Известен способ очистки поверхности воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающий нанесение на очищаемую поверхность хлопкосодержащего сорбента с последующим сбором его и утилизацией нефти и нефтепродуктов, отличающийся тем, что хлопкосодержащий сорбент формируют в маты, внешнюю сторону которых предварительно обрабатывают напылением тонкого слоя машинного или трансформаторного масла, причем слой хлопкосодержащего сорбента в мате фиксируют между слоями хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения или хлопчатобумажной сетки с расстоянием между нитями ткани или размером ячейки сетки, фиксирующих сорбент в мате, меньшим размера частиц хлопкосодержащего сорбента, при этом мат выполняют длиной и шириной в пределах 0,5 1 м и толщиной, отношение которой к толщине слоя разлитой нефти или нефтепродукта составляет (0,5:1) (1:1), а в качестве хлопкосодержащего сорбента используют хлопковые отходы прядильного производства (RU 2091539, МПК E02B 15/10, опубл. 27.09.1997).

К недостаткам предлагаемого решения относится невозможность применения для ликвидации последствий разливов мазута, высокий расход хлопкосодержащего сорбента и недостаточную степень очистки нефтяного загрязнения.

Известен способ очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов, включающий обработку загрязненной поверхности сорбентом, сбор насыщенного нефтью и жидкими нефтепродуктами сорбента с последующей его транспортировкой, отличающийся тем, что в качестве сорбента применяют шлакощелочную вяжущую смесь, а насыщенный нефтью и нефтепродуктами сорбент после транспортировки утилизируют (RU 2390606, МПК E02B 15/04, C02F 1/28, опубл. 27.05.2010).

Недостатком данного способа является высокий расход сорбента и необходимость точечного варьирования состава компонентов шлакощелочной вяжущей смеси.

Близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ очистки песка от нефти и нефтепродуктов, заключающийся в обработке загрязненного песка подогретой водой, отделением отстоявшейся нефти и нефтепродуктов, и дополнительным промыванием песка водой с добавлением поверхностно-активного вещества для отделения нефтяной пленки от песка и последующей обработкой деэмульгатором (RU 2049871, МПК E01H 12/00, опубл. 10.12.1995).

К недостаткам предлагаемой технологии можно отнести существенные экономические затраты за счет использования поверхностно-активного вещества и деэмульгатора, высокая длительность промывания песка деэмульгатором и необходимость контролирования содержания поверхностного-активного вещества в песке, что влияет на расход деэмульгатора для очистки.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности очистки загрязненного песка от мазута, за счет использования очищающего средства, состоящего из сорбента, представляющего собой эфир целлюлозы (гидроксипропилметилцеллюлоза), и пальмового масла.

Сущность изобретения заключается в том, что способ очистки загрязненного песка от мазута, включает загрузку загрязненного песка, введение водного раствора, нагретого до 85-90°С, с использованием воды из водоема, интенсивное перемешивание смеси в течение 10 мин, добавление очищающего средства, состоящего из сорбента, представляющего собой эфир целлюлозы, массой 24,5 кг, и пальмового масла массой 0,5 кг, причем расход очищающего средства по отношению к загрязненному песку составляет 1:0,025, повторное перемешивание смеси в течение 10 мин, добавление водного раствора, нагретого до 85-90°С, с последующим интенсивным перемешиванием в течение 30 мин, отстаивание смеси в течение 20 мин для оседания песка, при котором происходит отделение мазута с поверхности твердых частиц песка с образованием водно-мазутной смеси, с последующей ее декантацией для завершения первого цикла очистки, дальнейшее введение водного раствора, нагретого до 85-90°С, интенсивное перемешивание в течение 20 мин, отстаивание смеси в течение 10 мин для оседания песка с последующей декантацией водно- мазутной смеси для завершения второго цикла очистки с дальнейшей ее утилизацией и выгрузкой чистого песка.

Предлагаемый способ может быть осуществлен на примере 1 (одной) тонны песка, загрязненного мазутом, следующим образом:

1. В емкость с перемешивающим устройством объемом 5 м³ загружается песок, загрязненный мазутом, массой 1 т;

2. В емкость с песком при помощи насоса вводится водный раствор, с использованием воды из водоема (например, морской воды), предварительно нагретый до температуры 85-90°С, объемом 100 л (0,1 м³);

3. После добавления водного раствора, смесь интенсивно перемешивают в течение 10 минут;

4. Далее, к полученной смеси добавляют очищающее средство, состоящее из сорбента, представляющего собой эфир целлюлозы (гидроксипропилметилцеллюлоза), массой 24,5 кг, и пальмового масла, массой 0,5 кг, (расход очищающего средства по отношению к загрязненному песку составляет 1:0,025);

5. После добавления очищающего средства к песку, загрязненному мазутом, все ингредиенты интенсивно перемешивают в течение 10 минут;

6. Затем добавляют водный раствор, предварительно нагретый до температуры 85-90°С, объемом 1900 л (1,9 м³);

7. После добавления водного раствора, смесь интенсивно перемешивают в течение 30 минут;

8. По окончании процесса перемешивания, смеси дают отстоятся в течение 20 минут для оседания песка, при этом происходит отделение мазута с поверхности твердых частиц песка с образованием водно-мазутной смеси;

9. Водно-мазутную смесь декантируют в емкость, объемом 10 м³, для завершения первого цикла очистки;

10. Затем в емкость с песком снова добавляют водный раствор, предварительно нагретый до температуры 85-90°С, объемом 2000 л (2 м³), и смесь интенсивно перемешивают в течение 20 минут;

11. По окончании процесса перемешивания, смеси дают отстоятся в течение 10 минут для оседания песка;

12. Далее водно-мазутную смесь декантируют в емкость, объемом 10 м³, для завершения второго цикла очистки с дальнейшей ее утилизацией;

13. Очищенный песок удаляют из промывной емкости.

Анализ содержания нефтепродуктов в песке, очищенном предлагаемым способом, показал содержание нефтепродуктов менее 0,5 мг/кг.

Сравнительный анализ представленных на сегодняшний день технологий показал, что предлагаемый способ отличается использованием нового очищающего средства, предназначенного для очистки песка от мазута, с невысоким расходом очищающего средства по отношению к загрязненному песку (1:0,025), высокой скоростью очистки и доступным аппаратурным исполнением, которое возможно варьировать в зависимости от места аварии или катастрофы.

Claims (1)

1. Способ очистки загрязненного песка от мазута, включающий загрузку загрязненного песка, введение водного раствора, нагретого до 85-90°С, с использованием воды из водоема, интенсивное перемешивание смеси в течение 10 мин, добавление очищающего средства, состоящего из сорбента, представляющего собой эфир целлюлозы, массой 24,5 кг, и пальмового масла массой 0,5 кг, причем расход очищающего средства по отношению к загрязненному песку составляет 1:0,025, повторное перемешивание смеси в течение 10 мин, добавление водного раствора, нагретого до 85-90°С, с последующим интенсивным перемешиванием в течение 30 мин, отстаивание смеси в течение 20 мин для оседания песка, при котором происходит отделение мазута с поверхности твердых частиц песка с образованием водно-мазутной смеси, с последующей ее декантацией для завершения первого цикла очистки, дальнейшее введение водного раствора, нагретого до 85-90°С, интенсивное перемешивание в течение 20 мин, отстаивание смеси в течение 10 мин для оседания песка с последующей декантацией водно-мазутной смеси для завершения второго цикла очистки с дальнейшей ее утилизацией и выгрузкой чистого песка.