SK281751B6

SK281751B6 - Spôsob oddeľovania hydrofóbnej kvapalnej frakcie z vodnej suspenzie a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu

Info

Publication number: SK281751B6
Application number: SK863-96A
Authority: SK
Inventors: Kurt Weihs
Original assignee: Omv Aktiengesellschaft
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 2001-07-10
Also published as: NO314538B1; EP0752459B1; CZ289631B6; HRP950461B1; SK86396A3; EP0752459A2; CZ195096A3; ATA112895A; DE59603700D1; HU9601815D0; PL315067A1; HUP9601815A1; HRP950461A2; NO962774D0; EP0752459A3; PL183115B1; DK0752459T3; AT402369B; NO962774L

Abstract

Spôsob oddeľovania hydrofóbnej kvapalnej frakcie, najmä ropy, ropných destilátov a podobných látok, z vodnej suspenzie s obsahom hydrofóbnej kvapalnej frakcie od 10 do 40 hmotnostných %, najmä od 15 do 25 hmotnostných %, prípadne od 18 do 22 hmotnostných % a sedimentovej frakcie, napríklad kamennej múčky od 25 do 40 hmotnostných %, pri ktorom je vodná suspenzia, prípadne s pridaním vody, uložená v nádrži, najmä v odpadovej nádrži, a z povrchu vody sa odťahuje hydrofóbna kvapalná frakcia a z vodnej suspenzie sa odťahuje voda, ktorého podstata spočíva v tom, že sa suspenzia v nádrži niekoľkokrát premieša s vodou a na povrchu vody sa odťahuje hydrofóbna kvapalná frakcia, načo sa zo suspenzie obsahujúcej malý podiel hydrofóbnej kvapalnej frakcie odtiahne voda a podiel hydrofóbnej kvapalnej frakcie v suspenzii sa prípadne ďalej odbúra. Je opísané i zariadenie na uskutočňovanie tohto spôsobu.ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu oddeľovania hydrofóbnej kvapalnej frakcie z vodnej suspenzie a zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu.

Pri otváraní ropných polí a pri ťažbe ropy odpadajú zmesi jemnozmnej kamennej múčky, piesku, rôznych zŕn a podobných látok s ropou a vodou. Tieto zmesi sa bežne označujú ako kaly a spracúvajú sa rôznymi spôsobmi. Jedna takáto zmes má charakteristický pomer pevných látok k rope, ktorý sa v hmotnostných dieloch pohybuje od 1,5 do 1,7. Zvyšok zmesi tvorí voda, pričom je tu prítomný relatívne vysoký obsah ropných produktov tvoriaci aspoň 8 % hmotnosti. Takéto kaly, ktoré sa dajú označiť ako suspenzie, obsahujú až 40 hmotnostných % hydrofóbnej kvapalnej frakcie, napríklad ropy.

Doterajší stav techniky

V Spojených štátoch amerických sa pred tým takéto kaly s cieľom znížiť ich celkový obsah ropy miešali s poľnohospodársky využiteľnou pôdou, pričom tu dochádzalo k odbúraniu ropných produktov na oxid uhličitý a bielkovinu. Použitie takého spôsobu sa však v podstate obmedzilo na územia s malými vodnými zrážkami, na ktotých takto nehrozí zamorenie podzemných vôd.

Aby sa vrtné výplachové kvapaliny alebo obdobne odpadajúce kaly znížili na minimum, vedú sa tieto kaly po oddelení hrubých podielov, napríklad preosiatím alebo odstredením, späť do vrtov. Zatvorené alebo takmer zatvorené systémy sú obzvlášť náročné na spotrebu energie a pracovnej sily, takže sa môžu použiť iba na niektorých mimoriadnych stanovištiach.

Obvyklá prax spracovania vrtných kalov a podobných tekutín spočíva v tom, že sa tieto kaly podrobia vo veľkých odpadových nádržiach pomalému oddeleniu oleofilných a hydrofilných zložiek, pričom sa súčasne dosiahne ďalekosiahleho oddelenia vody. Pri tomto spracovaní sa postupuje tak, že sa kaly zavedú do nádrže, ktorou je napríklad viackrát izolovaná a kontrolovaná odpadová nádrž, a v tejto odpadovej nádrži sa prevrství vodou, ktorá prípadne pochádza z analogického spracovania, ktoré prebehlo v inej odpadovej nádrži. V odpadovej nádrži dochádza ku gravitačnej sedimentácii kalu, pričom v samotnom sedimente sú ešte uzatvorené jemne rozdružené ropné produkty. Na základe povrchového napätia ropných produktov sa v priebehu času vytvárajú väčšie kvapky ropných produktov, ktoré vzhľadom na rozdiel v špecifických hmotnostiach ropných produktov a vody vyplávajú na povrch. Toto stúpanie väčších kvapôčok ropných produktov smerom na povrch ešte ďalej podporuje anaeróbna fermentácia v sedimente, pri ktorej vzniká banský plyn (metán) alebo podobné plyny, ktoré vzhľadom na veľký rozdiel medzi ich špecifickou hmotnosťou a špecifickou hmotnosťou vody ľahko stúpajú rovnako ako ropné produkty a vytvárajú tak póry alebo kanáliky, ktorými môžu ropné produkty ľahšie stúpať smerom na povrch. Na povrchu (na hladine odpadovej nádrže) sa ropa odsáva, načo sa zbaví priľnutej vody a zavádza sa do priemyselného spracovania ropy. Podľa potreby môže takéto uloženie trvať dlhší čas, napríklad roky, pričom v kale, prípadne v sedimentoch, dochádza k stále pomalšiemu oddeľovaniu hydrofóbnej fázy. Taktiež sa potom môže podľa potreby po uskutočnení analýzy priemerného zloženia sedimentu odtiahnuť prevrstvujúca voda a sediment, ktorý spravidla má obsah aspoň 15 hmotnostných % ropných produktov, sa potom uloží na zvláštnu depozičnú skládku. Takáto dcpozičná skládka musí spĺňať špecifické požiadavky. Tieto skládky nesmú napríklad komunikovať s hladinou podzemnej vody v okolí. Tieto podmienky spĺňajú napríklad soľné bane, pretože ložiská soli jestvujú po stáročia iba dôsledkom toho, že nie sú v spojení so žiadnym zdrojom vody, ktorý by inak tieto ložiská soli v pomerne krátkom čase vylúhoval.

Samotný vynález vychádza z uvedeného známeho stavu techniky.

Do doterajšieho stavu techniky ďalej patrí patent US-A-4851123, v ktorom sa opísalo spracovanie odpadového produktu z ropnej rafinérie, pričom tento odpadový produkt obsahuje 13 hmotnostných % pevných látok, 8 hmotnostných % ropy, mazacieho tuku a podobných zložiek a zvyšok tvorí voda. Táto zmes sa intenzívne premieša, načo sa suspenzia nachádzajúca sa nad pevným podielom dekantuje. K takto získanému dekantovanému podielu sa pridá flotačná kvapalina majúca penotvomý charakter a do zmesi sa zavádza tlakový vzduch. Pena hromadiaca sa pri hladine obsahuje veľký podiel ropy prítomnej v kale.

Cieľom vynálezu je nájsť spôsob oddelenia hydrofóbnej kvapalnej frakcie z vodnej suspenzie a zariadenie na realizáciu tohto spôsobu, použitím ktorých by bolo možné uskutočňovať oddelenie hydrofóbnej fázy z vodnej suspenzie pri nepatrných nákladoch na zariadenie, energiu a pracovnú silu tak, že zvyšný podiel po oddelení hydrofóbnej fázy by sa mohol deponovať bez ohrozenia okolného životného prostredia a pripadne jednoducho vystaviť ďalšiemu prírodnému mikrobiologickému odbúraniu.

Podstata vynálezu

Spôsob oddelenia hydrofóbnej kvapalnej frakcie, najmä ropy, ropných destilátov alebo podobných látok, z vodnej suspenzie s obsahom hydrofóbnej kvapalnej frakcie od 10 do 40 hmotnostných %, prípadne od 18 do 22 hmotnostných %, a sedimentovej frakcie, napríklad kamennej múčky, od 25 do 40 hmotnostných %, pričom sa vodná suspenzia uloží prípadne s prídavkom vody do nádrže, najmä do odpadovej nádrže, a z povrchu vody sa odťahuje hydrofóbna kvapalná frakcia a z vodnej suspenzie sa odvedie voda, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že sa suspenzia v nádrži niekoľkokrát premieša s vodou a na povrchu vody sa odtiahne hydrofóbna kvapalná frakcia, načo sa zo suspenzie obsahujúcej malý podiel hydrofóbnej kvapalnej frakcie odvedie voda, a prípadne sa obsah hydrofóbnej kvapalnej frakcie v suspenzii ďalej odbúra.

Také vodné suspenzie odpadajú v ropnom priemysle v rôznych prevádzkových stupňoch a majú typický pomer pevných látok k rope alebo podobnej látke od 1,5 do 1,7. Také prostriedky odpadajú napríklad pri otváraní ropných polí, a to tak pri zameriavacích vrtoch, ako tiež pri ťažobných vrtoch v priebehu ťažby ropy alebo pri výplachoch ropných sond, ale tiež v prevádzke spracovania ropy. Sedimentová frakcia, napríklad kamenná múčka, ropný koks, vyplavená zemina a podobné látky, spravidla už nie je vodou extrahovateľná alebo nie je vysokou mierou ďalej extrahovateľná, takže sa táto inertná látka môže bez nebezpečenstva zaviesť späť. Podiel vody, ktorý sa normálne zmenšuje prirodzeným odparovaním, sa môže v podstate recirkulovať na účely ďalšieho spracovania odpadových látok. Iba kalový podiel, ktorý má príliš vy

SK 281751 Β6 soký podiel hydrofóbnych kvapalných zložiek, sa musí podrobiť ďalšiemu spracovaniu. Vzhľadom na nadmerne vysoké množstvo takého kalového podielu je mysliteľný iba jeden, pokiaľ možno jednoduchý a s malými pracovnými nákladmi, uskutočniteľný spôsob spracovania týchto kalov. Takéto kaly sa síce môžu tepelne inertizovať, ale také spracovanie je tak nákladné, pokiaľ ide o celkovú spotrebu energie a ďalej zaradené čistenie odpadových plynov, že sa treba obávať značného zaťaženia životného prostredia, napríklad neošetreným filtračným popolom, filtračnými zvyškami a podobnými látkami. Tiež tu existuje možnosť extrahovať kaly s obsahom hydrofóbnej kvapalnej frakcie organickými rozpúšťadlami, pričom sa však potom musia zasa extrahovať hydrofóbne zložky oddelené od organických rozpúšťadiel. Taký spôsob spracovania je obzvlášť nákladný a nedá sa použiť pri veľkom množstve odpadajúcich suspenzií s obsahom hydrofóbnej kvapalnej frakcie. Bolo veľmi prekvapujúce, že k vysokej miere oddelenia hydrofóbneho kvapalného podielu mohlo viesť niekoľko jednoduchých spôsobových krokov, a síce to, že sa suspenzia v nádrži niekoľkokrát premieša s vodou a potom sa na povrch vody vyplavené frakcie hydrofóbnych kvapalných frakcií odtiahnu a nakoniec sa uskutoční dehydratácia suspenzie. Takto získaná drobivá suspenzia alebo zvyšok suspenzie obsahujúci malé množstvo vody, sa môžu vzhľadom na ich nepatrný obsah uhľovodíkov odbúrať, napríklad mikrobiologický.

Ak sa uskutočňuje premiešanie suspenzie s vodou s použitím prúdov plynu, najmä vzduchu, potom sa dosiahne obzvlášť dobrého premiešania, pričom súčasne vplyvom stúpajúcich plynových bublín vznikajú napríklad v suspenzii póry s minimálnym prierezom, ktorý zodpovedá asi veľkosti plynových bublín, a tieto póry môžu slúžiť na ďalšie oddelenie hydrofóbnych kvapalných podielov. Vzduch ako miešací plyn poskytuje ďalšiu výhodu spočívajúcu v tom, že môže prebehnúť fermentácia, napríklad fakultatívne aeróbna fermentácia, pričom spravidla ako produkty látkovej výmeny vznikajú tiež plyny, ktoré môžu spoločne s hydrofóbnymi kvapalnými podielmi stúpať k hladine prevrstvujúcej vody.

V prípade, že sa do suspenzie vháňa vzduch pulzne, výhodne pod tlakom 0,5 až 1 MPa po určitý čas, najmä počas 1 až 5 sekúnd, potom môže dôjsť na základe odlišného tlaku k obzvlášť dobrému a jednoduchému premiešaniu suspenzie s vodou, pričom na základe časovej limitácie môže prebehnúť dezintegrácia oleofilných kvapôčok tak, že sa tieto kvapôčky môžu rýchlejšie spájať a tým bez zábran vyplávať na povrch vody.

V prípade, že sa plyn, najmä vzduch, zavádza do suspenzie a/alebo pod suspenziu plynovým potrubím, potom sa v suspenzii vytvoria jednoduchým spôsobom póry, ktoré vzhľadom na možnosť, že plyn tiež môže mať iba nepatrný pretlak, priaznivo ovplyvňujú spájanie hydrofóbnych kvapôčok v suspenzii.

V prípade, že sa plyn, najmä vzduch, zohreje pred zavedením, najmä na teplotu 40 až 50 °C, zvýši sa tým vztlak plynu v suspenzii, prípadne vo vode, pričom sa súčasne dosiahne zohriatie suspenzie a tým aj podstatného zvýšenia miery fermentácie mikroorganizmov v suspenzii, pričom sa ďalej znižuje povrchové napätie jednotlivých oleofilných kvapôčok v suspenzii, takže sa zvýši rýchlosť ich vzájomného spájania a tým aj rýchlosť ich výstupu na povrch vody.

Ak sa plyn, najmä vzduch, zavádza do suspenzie nosičom vedeným po povrchu vody, výhodne pomocou plte, potom sa dosiahne dokonca aj pri veľkých nádržiach alebo odpadových nádržiach požadovaného diskontinuálneho privádzania plynu pri zachovaní obzvlášť nízkych zriaďovacích nákladov, takže sa dá rátať s požadovaným premiešaním v celom rozsahu nádrže, prípadne odpadovej nádrže realizovaným obzvlášť jednoduchým spôsobom.

V prípade, že sa na povrch vody vyplavená suspenzia spätne vedie do suspenzie pri dne nádrže, napríklad pomocou kalového čerpadla a prípadne spoločne so vzduchom, môže sa dosiahnuť obzvlášť vysokého stupňa rozdelenia suspenzie na hydrofilné a hydrofóbne zložky, pričom sa súčasne zvýši miera premiešania ako dôsledok opätovne na dno hnanej suspenzie.

Ak sa po ukončenom oddelení hydrofóbnej kvapalnej frakcie odtiahne voda, najmä pomocou kvapalinového potrubia usporiadaného pod suspenziou, môže sa uskutočniť obzvlášť účinné zbavenie suspenzie vody, čím sa môže celková hmotnosť frakcie, ktorá sa má podrobiť dodatočnému spracovaniu, udržiavať na obzvlášť nízkej hodnote, pričom sa súčasne zaistí výhodné hospodárenie s vodou.

Ak sa suspenzia, z ktorej sa odtiahla voda, uloží do hroblí, ktoré sa obracajú, najmä mechanicky, môže sa takto urobiť aeróbna fermentácia už čiastočne vysušenej suspenzie, pričom sa môžu použiť obvyklé technológie, akými sú napríklad obrátenie hroblí mechanickými prostriedkami, uloženie hroblí na vodonepriepustné podklady, pôdy a podobné podložky.

Ak sa suspenzia, z ktorej sa odtiahla voda, zmieša so štrukturujúcimi materiálmi, napríklad slamou, kôrou alebo podobnými materiálmi, potom sa takto zaistí obzvlášť jednoduchým spôsobom prístup vzduchu obsahujúceho kyslík, pričom sa ďalej obzvlášť jednoduchým a účinným spôsobom zaistí tiež unikanie produktov látkovej výmeny, napríklad oxidu uhličitého, banských plynov a podobných plynov, z uvedenej zmesi vzhľadom na jej priestupnú štruktúru.

Ak sa suspenzia zmieša s mikroorganizmami, najmä s nosičovými substrátmi mikroorganizmov, napríklad s drevenými vrtnými doskami ťažobných zariadení, ktoré mikroorganizmy odbúravajú kvapalné hydrofóbne látky, môže sa takto dosiahnuť výhodného rozkladu špecifickej ropy alebo podobných produktov, pričom sa môžu spravidla použiť mikroorganizmy špecializované na tieto špeciálne uhľovodíky.

Obzvlášť výhodná forma uskutočnenia vynálezu spočíva v tom, že sa suspenzia zmieša so zelenou kosbou, napríklad s pokosenou trávou alebo narezaným krovím. Tento spravidla obsahuje termofilné mikroorganizmy, ktoré spôsobujú urýchlený rozklad zelenej hmoty pri zvýšenej teplote. Tým sa môže jednak uskutočniť výhodné vysušenie substrátu, pričom vzhľadom na zvýšenú teplotu sa môže uskutočniť urýchlený rozklad oleofilných zložiek tými istými odbúravajúcimi mikroorganizmami za predpokladu, že iba ostrovčekové obvody, a síce tie, ktoré sú v styku so zelenou hmotou, majú zvýšenú teplotu od 60 do 70 °C.

Ak sa k suspenzii primieša zdroj dusíka, potom je potrebné obzvlášť výhodne prihliadnuť na nadmernú ponuku uhlíka vzťahujúcu sa na odbúranie mikroorganizmami a na výstavbu teluvlastných látok.

Predmetom vynálezu je tiež zariadenie na ekologicky šetrné spracovanie látok obsahujúcich ropu a podobné látky, ktoré by bolo schopné pojať veľké objemy uvedených látok s obsahom ropy a ktoré by umožňovalo spracovať s minimálnymi nárokmi na energiu a pracovnú silu veľké množstvo suspenzií kontaminovaných hydrofóbnymi látkami.

Podstata zariadenia podľa vynálezu na oddelenie hydrofóbnej kvapalnej frakcie, najmä ropy, ropných destilátov a obdobných látok, z vodnej suspenzie, majúceho odpadovú nádrž, ktorá má aspoň jednu vodotesnú vrstvu ílu, plastu alebo podobnej látky, ktorá je ovrstvená drveným štrkom a/alebo hrubým pieskom, a odťahové zariadenie povrchovej vrstvy, spočíva v tom, že v drvenom štrku a/alebo hrubom piesku je usporiadané vedenie na odťahovanie kvapaliny a/alebo vedenie na privádzanie plynu. Také zariadenie umožňuje obzvlášť jednoduchým a ekologicky šetrným spôsobom ukladania suspenzií obsahujúcich ropné produkty, pričom tiež jednoduchým spôsobom umožňuje odťah kvapaliny, teda odťah vody, zo substrátu a tiež jednoducho sa môže urobiť prívod plynu, ktorý pomáha spájaniu ropných kvapôčok alebo podobných látok.

V prípade, že sa predpokladá použitie plte, ktorá bude pohyblivá na povrchu vodnej hladiny a ktorá ponesie zariadenie na vháňanie plynu a/alebo kalové čerpadlo, potom sa môže dosiahnuť bez vysokých zriaďovacích nákladov zmiešavame suspenzie s vodou prebiehajúce v celej nádrži, pričom sa ďalej umožní recirkuláciou kalu dosiahnuť hlboký ostrek suspenzie nachádzajúcej sa na dne, pričom na povrch vynesený kal sa spätne vedie na rozdelenie do suspenzie a ku kontaktu s ostatnými oleofilnými časticami.

V prípade, že zariadenie na vháňanie plynu obsahuje tlakový kotol, potom sa môže v krátkom čase odobrať veľké množstvo plynu pod vysokým tlakom, čo spôsobí obzvlášť dobré premiešanie suspenzie s vodou.

V prípade, že kalové čerpadlo obsahuje odsávanie, ktoré ústi v blízkosti vodnej hladiny, môže sa takto obzvlášť jednoduchým spôsobom na povrch vyplavená suspenzia, ktorá napríklad obsahuje plynové bublinky, viesť späť do suspenzie nachádzajúcej sa na dne.

V nasledujúcom texte sa vynález bližšie objasní pomocou odkazov na pripojené výkresy, na ktorých

- obr. 1 znázorňuje prierez odpadovou nádržou a

- obr. 2 znázorňuje prierez dvoma vedľa seba ležiacimi hrabľami.

Odpadová nádrž zobrazená na obr. 1 má fóliu 1 z plastu, ktorým je v tomto prípade polyetylén, pričom hrúbka fólie je 2 mm. Pod touto fóliou a vedľa tejto fólie sa nachádza vrstva ílu 2 s priemernou hrúbkou 60 cm. Pod fóliou 1 a vrstvou ílu 2 sú usporiadané odsávacie rúrky 3, ktoré slúžia na indikáciu kvapaliny náhodne unikajúcej z odpadovej nádrže 4. Na dne 5 odpadovej nádrže 4 sa nachádza vrstva hrubého piesku 6, v ktorej je usporiadané vedenie 7 na odsávanie vody. Toto vedenie má pozdĺž povrchových priamok perforácie, takže voda sa môže odsávať po celom dne 5 odpadovej nádrže 4. Nad vrstvou hrubého piesku 6 sa nachádza ďalšia j emnozmná vrstva 8, v ktorej je usporiadané vzduchové vedenie 9, ktoré má tiež perforácie. Nad týmito dvoma vrstvami 6 a 8 s hrúbkou 25 cm (každá) je uložená suspenzia 10, ktorej výška je asi 300 cm. Na hladine 11 vody pláva plť 12, ktorá sa môže pomocou neznázorneného lanového ťažného zariadenia ťahať po hladine vody. Na plti 12 sú usporiadané zariadenia na vháňanie vzduchu 13 a kalové čerpadlo 14. Zariadenie na vháňanie vzduchu 13 má vzdušník s obsahom 150 litrov, v ktorom sa vzduchotesne skladuje vzduch, ktorý sa môže behom sekundy paprskovito vypustiť smerom na dno. Ventil sa otvorí automaticky, keď tlak vnútri vzdušníka dosiahne hodnotu 1 MPa. Takéto zariadenia na vháňanie vzduchu sú známe z vybavenia v silách, kde slúžia napríklad na oddeľovanie zhlukov obilných zŕn od stien sila. Kalové čerpadlo 14 odsáva z povrchu hladiny kal zvírený zariadením na vháňanie vzduchu a tlačí ho späť do suspenzie 10. Odťahové zariadenie 15 povrchovej vrstvy má hadicu 16, ktorá má hydrofóbne uskutočňenie a ktorá pri svojom pohybe po hladine 11 vody odoberá vyplavenú hydrofóbnu frakciu. Hadica sa vytlačí medzi dvoma valcami 17 a hydrofóbna fáza, tvorená spravidla ropou, sa odvádza vedením 18 do vyrovnávacieho zásobníka. Z vyrovnávacieho zásobníka sa odsatá kvapalina vedie do deliacej nádrže, v ktorej sa uskutočňuje ďalšie delenie na oleofilnú fázu a hydrofilnú fázu. Takto oddelená oleofllná fáza sa potom vedie do rafinérie na ďalšie obvyklé spracovanie. Opísaná odpadová nádrž má napríklad schopnosť pojať 15 000 m³ kvapaliny, pričom, ako sa už uviedlo, tvorí výška kalovej, prípadne suspenznej vrstvy asi 300 cm a výška vodnej vrstvy je asi 100 cm.

Na obr. 2 sú zobrazené hrable 19 zo suspenzie ochudobnenej o časť ropného podielu, ktorá má už drobivú konzistenciu, a do ktorej sa primiešali slama a kôra. Tieto hroble majú šírku b 300 cm a výšku h 170 cm. V prípade, že je to žiaduce, môžu sa do týchto hrablí zabudovať ľahko hnijúce látky, ako pokosená zeleň z poľného hospodárstva a parkov, najmä tráva a krovie, s cieľom zvýšiť teplotu na následnú fermentáciu. Hroble sú usporiadané tak, že sa môžu použiť konvenčné obracače.

V nasledujúcej časti opisu je vynález opísaný na konkrétnych príkladoch jeho realizácie, pričom tieto príklady majú iba ilustračný charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený definíciou patentových nárokov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Do odpadovej nádrže podľa obr. 1 sa zavedie 10 000 cm³ suspenzie s nasledujúcim zložením: 18,0 hmotnostných % ropy (2 135,21),

30,0 hmotnostných % kamennej múčky (3 558,61) a 52,0 hmotnostných % vody (6 170,01).

Táto zmes sa potom prevrství asi 3000 m³ vody, ktorá sa odtiahla zo susednej odpadovej nádrže.

V suspenznej vrstve dochádza počas uloženia suspenzie k bezvýznamnej anaeróbnej fermentácii, pričom v priebehu desiatich rokov sa môže odtiahnuť asi 390 ton ropy. Po odtiahnutí vody sa suspenzia uloží na svahu odpadovej nádrže a má nasledujúce zloženie:

15,2 hmotnostných % ropy,

31,0 hmotnostných % kamennej múčky a

53,8 hmotnostných % vody.

V priebehu desiatich rokov sa oddelilo iba asi 20 hmotnostných % ropy z celkového množstva ropy prítomného v suspenzii.

Príklad 2

Do odpadovej nádrže, ktorá je zrealizovaná analogicky ako odpadová nádrž z príkladu 1 a má rovnakú veľkosť, sa zavedie 10 000 cm³ suspenzie podľa príkladu 1. Tento kal sa potom prevrstvil 3000 m³ vody. Potom sa nad odpadovú nádrž, ktorá má povrchovú plochu 25 x x 120 m, zavedie plť, na ktorej sú usporiadané zariadenia na vháňanie vzduchu a kalové čerpadlo. Zariadenie na vháňanie vzduchu sa viedlo v priečnom smere odpadovej

SK 281751 Β6 nádrže sem a tam rýchlosťou 2 metre za minútu, pričom v priebehu pulzného vháňania vzduchu v množstve 1 m³ za minútu a pod tlakom 1 MPa dochádza k intenzívnemu premiešavaniu vody so suspenziou nachádzajúcou sa na dne odpadovej nádrže. V priebehu skladovania suspenzie v odpadovej nádrži sa ďalej privádza vzduch cez vzduchové vedenie uložené na dne odpadovej nádrže v množstve 60 m³/m²/h. Vzduch sa zohrial na teplotu 40 až 50 °C. Suspenzia vyplavená k vodnej hladine sa recirkulačným čerpadlom vedie spoločne so vzduchom späť do suspenzie.

Za šesťdesiat dní sa z povrchu odtiahlo 1801 ton ropy. Voda nachádzajúca sa nad suspenziou sa potom odtiahla vedením nachádzajúcim sa pod suspenziou a suspenzia sa podrobila sušeniu privádzaním vzduchu, najmä vzduchu zohriateho na teplotu 40 až 50 °C. Takto získaná predsušená suspenzia má nasledujúce zloženie:

6,0 hmotnostných % ropy,

64,0 hmotnostných % kamennej múčky a

30,0 hmotnostných % vody.

Táto suspenzia sa potom zmieša asi s 1 hmotnostným % slamy a asi 4 hmotnostnými % narezaného raždia. K tomuto narezanému raždiu sa tiež pridali drevené rezky z vrtných dosiek, ktoré obsahujú mikroorganizmy. Takéto dosky z dreva sa používajú pri vrtoch. Takto získaná zmes má teraz nasledujúce zloženie:

5,70 hmotnostných % ropy,

60,95 hmotnostných % kamennej múčky,

28,55 hmotnostných % vody,

0,95 hmotnostných % slamy a

3,85 hmotnostných % zelenej sečky.

Táto zmes, ktorá je na začiatku ešte schopná tečenia a ktorá sa časom stane drobivou, sa uloží do hrablí, so šírkou 300 cm a výškou 170 cm. Po piatich týždňoch má uvedená zmes nasledujúce zloženie:

2,4 hmotnostných % ropy,

69,5 hmotnostných % kamennej múčky,

25,2 hmotnostných % vody a

2,9 hmotnostných % slamy a zelenej sečky.

Počas fermentácie sa zmes v intervaloch 3 dní obracala, čím sa dosiahlo jej homogenizácie a prevzdušnenia.

Zmes sa fermentovala ešte ďalších jedenásť mesiacov, pričom obracanie hrablí sa teraz uskutočňovalo v týždenných intervaloch a podľa potreby sa urobilo zvlhčenie na obsah vody asi 15 hmotnostných %. Zmes má potom nasledujúce zloženie:

0,8 hmotnostných % ropy,

84,8 hmotnostných % kamennej múčky a

15,4 hmotnostných % vody.

Takto sa asi 98,5 hmotnostných % ropy regenerovalo, prípadne previedlo mikroorganizmami na oxid uhličitý.

Pri príliš nízkom obsahu dusíka sa môžu či už do kalu, alebo do hrablí pridať ďalšie živiny.

Obsah ropy sa v jednotlivých frakciách stanovil extrakciou n-heptánom. Podiel sedimentového produktu sa stanovil filtráciou a následným vypaľovaním zvyšku na filtri s prístupom kyslíka pri teplote 650 °C. Pri tejto teplote dochádza k oxidácii tak mikroorganizmov, ako tiež slamy a zelenej sečky. Zelená sečka a slama sa stanovia filtráciou, pričom sa musí voliť taký pomer pórov filtra, aby prešli do filtrátu vedľa ropy a vody tiež sedimenty.

Namiesto vzduchu sa môžu použiť tiež ďalšie plyny, napríklad odpadajúce pri spaľovaní, ale tiež kyslíkom obohatený vzduch alebo iné plyny.

Hoci sa miešaním suspenzie pomocou prúdov vháňaného plynu dosiahne obzvlášť intenzívneho premiešania suspenzie s vodou, pričom sa súčasne uľahčí spájanie oleofilných kvapôčok, dajú sa použiť tiež ďalšie miešacie zariadenia, napríklad mechanické miešadlá, ale tiež mamutie čerpadlá, pomocou ktorých sa suspenzia odsáva odo dna a opäť zavádza do odpadovej nádrže.

Hoci sa vynález objasnil pomocou ropných produktov, je vynález vhodný tiež pre ďalšie oleofilné látky, ktoré sa vyskytujú v zmesi s pevnou látkou a vodnou fázou, spravidla vodou. Predpokladom na použitie spôsobu podľa vynálezu je, aby suspenzia mala vysokú viskozitu, takže môže iba ťažko dochádzať k zlučovaniu oleofilných kvapôčok. Ako príklady takých oleofilných látok sa môže uviesť ľanový olej, podzemnicový olej a podobné oleje. Ako príklady sedimentov sa môžu ďalej napríklad menovať sadze, krieda, íl, pevné ionexy, prach a podobné látky.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Spôsob oddeľovania hydrofóbnej kvapalnej frakcie, najmä ropy, ropných destilátov a podobných látok, z vodnej suspenzie s obsahom hydrofóbnej kvapalnej frakcie od 10 do 40 hmotnostných %, najmä od 15 do 25 hmotnostných %, pripadne od 18 do 22 hmotnostných %, a sedimentovej frakcie, napríklad kamennej múčky, od 25 do 40 hmotnostných %, pri ktorom je vodná suspenzia, prípadne s pridaním vody, uložená v nádrži, najmä v odpadovej nádrži, a z povrchu vody sa odťahuje hydrofóbna kvapalná frakcia a z vodnej suspenzie sa odťahuje voda, vyznačujúci sa tým,že sa suspenzia v nádrži niekoľkokrát premieša s vodou a na povrchu vody sa odťahuje hydrafóbna kvapalná frakcia, načo sa zo suspenzie obsahujúcej malý podiel hydrofóbnej kvapalnej frakcie odtiahne voda a podiel hydrofóbnej kvapalnej frakcie v suspenzii sa prípadne ďalej odbúra.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa premiešanie suspenzie s vodou uskutočňuje prúdmi plynu, najmä vzduchu.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa plyn, najmä vzduch, zavádza do suspenzie pulzne, výhodne pod tlakom 0,5 až 1 MPa, počas najmä 1 až 5 sekúnd.

4. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že sa plyn, najmä vzduch, zavádza plynovým vedením, ktoré je usporiadané v suspenzii a/alebo pod suspenziou.

5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, v y značujúci sa tým, že sa plyn, najmä vzduch, zohreje pred zavedením predovšetkým na teplotu 40 až 50 °C.

6. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 5, v y značujúci sa tým, že sa plyn, najmä vzduch, zavádza do suspenzie prostredníctvom nosiča, výhodne plte, vedenej pozdĺž povrchu vody.

7. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 6, v y značujúci sa tým, že sa na povrch vody vyplavená suspenzia vracia späť, napríklad kalovým čerpadlom, prípadne spoločne so vzduchom, do suspenzie nachádzajúcej sa na dne nádrže.

8. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 7, v y značujúci sa tým, že sa po ukončenom oddelení hydrofóbnej kvapalnej frakcie odtiahne voda, predovšetkým kvapalinovým vedením usporiadaným pod suspenziou.

9. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 8, v y značujúci sa tým, že sa suspenzia, z ktorej sa odtiahla voda, uloží do hroblí, ktoré sa obracajú predovšetkým mechanicky,

10. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 9, v y z n a č u j ú c i sa tým, že sa suspenzia, z ktorej sa odtiahla voda, zmieša so štrukturotvomými materiálmi, napríklad so slamou, kôrou alebo podobnými materiálmi.

11. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že sa suspenzia zmieša s mikroorganizmami, najmä s nosičovými substrátmi mikroorganizmov, napríklad s drevenými vrtnými doskami, ktoré odbúravajú hydrofóbnu kvapalnú frakciu.

12. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že sa suspenzia zmieša s kosbou zelenej vegetácie, napríklad trávy alebo krovia.

13. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa k suspenzii pridajú zdroje dusíka.

14. Zariadenie na oddeľovanie hydrofóbnej kvapalnej frakcie, najmä ropy, ropných destilátov a podobných látok z vodnej suspenzie, najmä podľa niektorého z nárokov 1 až 13, s nádržou, ktorá má aspoň jednu vodotesnú vrstvu, napríklad s ílom, plastickou hmotou alebo podobnými látkami, ktorá je ovrstvená drveným štrkom a/alebo hrubým pieskom a ktorá má zariadenie na odťahovanie povrchovej vrstvy na vodnú povrchovú vrstvu a/alebo vrstvu nachádzajúcu sa na tejto vrstve, vyznačujúce sa tým, že v drvenom štrku a/alebo hrubom piesku (6) je usporiadané vedenie (7) na odvod kvapaliny a/alebo vedenie na prívod plynu.

15. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že zahŕňa plť (12), ktorá je pohyblivá pozdĺž povrchu vody a ktorá nesie zariadenie na vháňanie plynu (13) a/alebo zariadenie na čerpanie kalu.

16. Zariadenie podľa nároku 14 alebo 15, vyznačujúce sa tým, že zariadenie na vháňanie plynu (13) obsahuje tlakový kotol na plyn.

17. Zariadenie podľa nároku 14, 15 alebo 16, v y značujúce sa tým, že zariadenie na čerpanie kalu (15) má odsávanie, ktoré ústi v blízkosti povrchu vody.