Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Подождите немного. Документ загружается.

101

Технологии восстановления не фтезагрязненных почв. Технологии России и стран ННГ in situ

д) Способен сохранять эффективность при изменении рН и температуры среды и

высокой степени солености воды;

е) Вещества, полученные в результате разложения нефти, являются питательной

средой для местной микрофлоры.

Компания-держатель технологии

"Салют Текнолоджис Вест"

Белов В.В., Синцов Н.А.

109544, Россия, г. Москва, Нижний Международный переулок, 10/1

т./ф.: (095) 278-04-10

E-mail: stwkudmp@mail.sitek.ru, stwsinna@tlms.ru

URL: http://stw.narod.ru/rus/index-r.html

102

Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродукт ами

2.5. ТЕХНОЛОГИИ РОССИИ И СТРАН ННГ

НА СТАДИЯХ РАЗРАБОТОК И ВНЕДРЕНИЯ

В данном разделе приведены технологии восстановления загрязненных нефтью

и не фтепродукт ами почв, находящие ся на ст адии разработки и не нашедших на

сегодняшний день широкого применения.

2.5.1. Технологии ex situ

А. Механические методы

Способ складирования отходов бурения при строительстве скважин (72)

Основные классы загрязняющих веществ

Отхо ды бурения.

Описание

Сооружают земляной амбар, о снащенный не фтеловушкой. Открытую сверху

поверхность амбара перекрывают сплошной горизонтальной панелью с зазором 0,15–

0,35 м от верхней горизонтальной кромки. По периметру панели жестко закреплены

ребра. Ребра направлены вниз и равноудалены от боковых стенок нефтеловушки.

Площадь сплошной панели на 15-20% превышает площадь поверхности

нефтеловушки. За 5-10 дней до вес еннего прилета птиц поверхность амбара и

нефтеловушки покрывают сплошной маскировочной сеткой, которую устанавливают

на каркасе с зазоро м 0,75-1,2 м от максимального прогнозного уровня отходов. Нижние

кромки боковой поверхно сти сетки крепят якорями к грунтовом у о снованию.

Периодически откачивают нефть из нефтеловушки.

Преимущества

а) Обе спечивается безопасно е для фауны складирование отходов бурения,

непрерывный цикл строительства скважины.

б) Снижается загрязнение углеводородами воды, почвы, атмосферног о воздуха.

Способ очистки от нефтепродуктов грунта портовых

гидротехнических сооружений (73)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология испо льзуется на акватории порта и предназначена для очистки грунта

портовых гидротехнических сооружений от нефтепродуктов, попадающих в период

их эксплуат ации в грунтовый массив из-за протечек трубопроводов и локальных

разливов нефтепродуктов при погрузке или разгрузке судов.

103

Технологии во сстановления нефте загрязненных почв. Некомерческие технологии России и стран ННГ

Очистка от нефти и не фтепродуктов грунтов портовых гидротехнических

сооружений, имеющих шпунтов ую стенку, осуществляется путем сбора и отво да нефти

и не фтепродуктов с помощью вертикальных скважин, оборудованных насо с ами.

Вертика льные скважины размещают в прикордонной зоне гидротехнического

сооружения с определенным шагом. В эту зону подают острый пар посредством

горизонтально или наклонно размещенных дренажно-паровых игл, установленных

ниже уровня во доносного слоя через отверстия в шпунтовой стенке гидротехническог о

сооружения с использов анием герметично соединенной с ней камеры.

Г. Физико-химические методы

Использование электроосмотического эффекта для восстановления

Загрязненных почв и грунтов(74)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

В по чву или грунт на о чищаемо м участке погружаю т центральный и периферийные

электроды, создают между ними градиент напряжения. В область, примыкающую к

центральному электроду, подают не загрязненную жидкость-носитель, перемещают

ее под действием элект роо смотиче ского эффекта от центра льного электрода к

периферийным. Таким образом, происходит вытеснение углеводородов из почвы с

последующим их удалением из периферийных электродов. В качестве жидко сти-

но сителя используют воду с рН 9 или с рН 5.5. Возможно использование воды,

добываемой при разработке месторождений нефти и газа.

Преимущества

Достигается повышенная эффективность очистки почвы или грунтов путем

ускорения перемещения жидкости-носителя и снижения градиента напряжения на

электро дах.

Сорбент для очистки почв и грунтов(75)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология основана на внес ении в загрязненную почву или грунт сорбента,

со держащег о мног окомпонентное приро дное образование в количестве 95,0–99,5 вес.%

и модификатор, в количе стве 0,05-5,0 вес.%. В каче стве многокомпонентного

образования применяют торф или его смесь с сапропелем, а в ка честве мо дифик а тора –

соли двухвалентных металлов гуминовых кислот.

Преимущества

Дешевый способ ликвидации аварийных разливов.

Недостатки

Сложность утилизации сорбента.

104

Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродукт ами

Целлюлозные сорбенты для сбора нефти и нефтепродуктов (76)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология применяет ся для очистки от не фти и не фтепродуктов при их

случайных или аварийных разливах на поверхностях воды и по чвы. Сорбент содержит

волокнистый целлюлозный материал – ватин, техническую вату или отходы

текстильного производства. Основу сорбента составляет блоксополимер стирола с

бутадиеном.

Оптимально следующее соотношение компонентов, мас.%: блоксополимер 2–10,

волокнистый целлюлозный материал 90–98.

Преимущества

Повышение эффективности очистки почвы или во ды.

Недостатки

Сложность утилизации сорбента.

Линейные полимеры для сбора нефти (77)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология применяется при удалении нефти и нефтепродуктов с поверхности

по чв или воды при случайных или аварийных разливах. В качестве активного вещества

используют линейный полимер, неограниченно набухающий в нефти, и

нефтепродуктах. Полимер наносят на легкий минеральный или органически инертный

наполнитель.

Преимущества

Повышение эффективности очистки поверхности почвы или воды.

Недостатки

Сложность утилизации сорбента.

Сорбенты на основе жирных кислот (78)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть, масла, мазут, топливо.

Описание

Сорбент испо льзуется для сбора нефти, масел, мазута, топлив и углеводородов с

целью очистки поверхности почвы и воды. Сорбент содержит органическое активное

вещество, включенно е в пористый твердый материал-носитель. В каче стве

органического вещества используют смесь фракций жирных кислот C

-C

, C

-C

и т.п.

Сорбенты на основе технической ваты (79)

Основные классы загрязняющих веществ

Ннефть, масла, маз ут, топливо.

105

Технологии во сстановления нефте загрязненных почв. Некомерческие технологии России и стран ННГ

Описание

Сорбент предназначен для сбора нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов с

поверхности воды и почвы. Сорбент содержит в качестве целлюлозног о носителя

техниче скую вату, хлопчатобумажную ткань. В каче стве органиче ских веще ств,

пропитывающих носитель – алифатические кислоты с длиной алкильной цепи C

-C

или атактический полипропилен при следующем соотношении компонент ов, мас.%:

органическое вещество 0,1–7,0; носитель 93,0–99,9.

Преимущества

Сост ав обе спечивает увеличение сорбционной активно сти адсорбент а по

отношению к нефти и нефтепродуктам до 25–34 г/г.

Отхо ды целлюлозно-бумажных предприятий

как сорбенты для сбора нефти (80)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть, масла, мазут, топливо.

Описание

Сорбент предназначен для сбора нефти с поверхности во ды и почвы. В качестве

сорбента используют отходы целлюлозно-бумажных предприятий - волокно

аэрофонтанной с ушки (АФС).

Преимущества

Во локна АФС обеспечиваю т более высокую скорость поглощения разлитой нефти

(коэффициент поглощения равен 3–5); интенсификацию использования продукта

переработки отходов целлюлозно-бумажного производства; про стоту с бора и

отделения от волокна АФС адсорбированной нефти (процент десорбции составляет

70%) с последующей утилизацией использованного сорбента сжиганием.

Структурообразователь нефти (81)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть, масла, мазут, топливо.

Описание

Технология направлена на предотвращение или снижение потерь не фти,

нефтепродуктов при их транспортировке, хранении, в аварийных ситуациях. В состав

структурообразователя в каче стве ст руктурирующих компонентов входят сме сь

триалкилборатов С

-C

и третичный бутилат лития, гидрофильное соединение из

классов: карбонатов, оксидов, или а лкоксидов щелочно-земельных мет аллов и

элементов IIIA группы, каолинов, а такж е водорастворимых полимеров.

Способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта (82)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты

Описание

Способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродукт ами грунта включает

106

Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродукт ами

смешивание грунта с подогретой водой, введение пероксидного соединения,

перемешивание смеси в течение 3-5 мин и отделение нефтезагрязнения. В к ачестве

пероксидного соединения используют пероксосольват натрия Na

СО

ґ1,5Н

количестве 20-50 г/л воды. При это м смешивание грунта производят с водой, нагретой

до температуры 70–75 °С, в соотношении 1:2–1:3.

Использование моющего средства на основе пероксидных соединений создает в

водном растворе эффект кавитации с последующей флотацией нефтезагрязнений на

поверхность раствора вследствие выделения пузырьков газа при протекании

химической реакции разложения пероксида водорода.

Моющее средство позволяет очищать любые типы нефтезагрязненных грунтов с

эффективно стью очистки не ниже 96–99% и обеспечивает выделение отмытых

нефтезагрязнений на поверхность раствора, исключая из процесса очистки

специальные устройства для создания флотации (вынос а не фте загрязнений на

поверхность раствора).

Процесс отмывки грунта включает:

· засыпку нефтезагрязненного грунта в емкости с водой, нагретой в баке до

температуры 75 °С в соотношении грунта и воды 1:2 (по массе);

· засыпку в емкость моющего средства в количества 40 г/л воды;

механическое перемешивание грунта в моющем растворе в течение 5 мин;

удаление нефтезагрязнения ;

слив отработанного моющего раствора из рабочей емкости;

дополнительную промывку грунта в емкости свежей водой в количестве 15-20%

от исходного;

· отка чку насосом моющего раствора из емкости;

· новый цикл очистки грунта с использованием в замкнутом цикле отработанного

моющего раствора.

Преимущества

Данный способ о чистки загрязненного грунта одновременно обеспе чивает наряду

с глубокой очисткой грунта эффективное разделение фаз грунт - моющий раствор -

нефтепродукт, что значительно упрощает технологию отмывки грунта.

Д. Биологические методы

Биопрепарат «Нафтокс» для восстановления почв и грунтов (83)

Основные классы загрязняющих веществ

Ннефть, масла, маз ут, топливо.

Описание

Биопрепарат, состоит из высокоактивных живых аэробных нефтеокисляющих

бактерий (Mycobacterium, Pseudomonas и др.), выращенных в жидкой питательной

среде с титрами 2,5 ґ10

кл/мл в зависимости от рода и вида используемых бактерий.

С целью индуцирования нефтеокисляющей активности и получения высоких титров

в жидкий препарат дополнительно вво дят 0,05–1,0% аммония щавелевокислог о и 1,0–

1,5% норма льных парафинов.

107

Технологии во сстановления нефте загрязненных почв. Некомерческие технологии России и стран ННГ

Преимущества

Биопрепарат «Нафтокс» непатогенен, срок хранения при температуре 6–12

С до

1 месяца. Производство жидкой формы препарата «Нафто кс » по сравнению с

твердофазной его модификацией отличается более простой и дешевой технологией

изготовления. Жидкая форма препарата удобна в процессе практического применения

и имеет высокую эффективность при очистке загрязненных земель и поверхности

водоемов.

Недостатки

Бактерии препарата утилизирую т только нормальные парафины нефти (С12-С18),

что составляет 10–20% от состава нефти.

Способ ликвидации углеводородных загрязнений почв (84)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология направлена на ликвидацию нефт яных загрязнений на поверхности

почвы с помощью ассоциации микроорганизмов.

В качестве ассоциации микроорганизмов используют штаммы микроорганизмов,

присутствующих в воде, отобранной из призабойной зоны скважины, нефтью которой

загрязнена почв а.

Производят аэрирование загрязненной почвы и вно сят водную суспензию

микроорганизмов и минеральных солей азота и фо сфора. Для аэрации почвы

прокладывают траншеи, размеры и частота расположения которых зависят от степени

загрязненности почвы, а стекающую по траншеям во дную суспензию микроорганизмов

и минеральных солей собирают и используют циклически, добавляя при

необхо димости соли азота и фосфора.

Олеофильный биопрепарат для очистки

нефтезагрязненных почвы и грунта (85)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Олеофильный биопрепарат предназначен для очистки почв, загрязненных

высокими (10-30 вес.%) концентрациями нефти и нефтепродуктов и предусматривает

использование твердо-жидк офазного биореактора и аэрируемых почвенных площадок.

В о снове биопрепарата в каче стве стабилизирующего агента используется

биогенный сурфактант, синтезируемый алканотрофными родококками. Биопрепарат

содержит ассоциацию бактериальных культур-не фтеразрушителей Rhodococcus

erythropolis ИЭГМ 708 и Rhodococcus ruber ИЭГМ 327 в концентрации

-10

жизнеспособных кл/мл и сбалансированную минеральную добавку азота,

фосфора и калия.

В о снове биопрепарата в каче стве стабилизирующего агента используется

биогенный сурфактант, синтезируемый алканотрофными родококками и выделяемый

из культуральной жидкости с по мощью уль тразвуковой обработки. Биосурфактант

108

Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродукт ами

имеет суще ственные преимуще ства перед синтетическими ПАВ, как то: легкая

биодеградабельность, устойчивая активность в экстремальных внешних условиях,

широкие функциональные характеристики, возможность получения на

нетрадиционных и относительно дешевых источниках сырья.

Приготовл ение биопрепарат а. В каче стве инокулят а используют шт аммы

Rhodococcus erythropolis ИЭГМ 708 и Rhodococcus ruber ИЭГМ 327, взятые в равном

соотношении (посевная доза 3,5 -10

кл/мл). Бактериальную культуру выращивают в

минеральной среде. В качестве источника углерода в минеральную среду добавляют

3,0 об.% сме си не фтяных углеводородов (С12-С17) или дизельного топлива.

Ку льтивирование прово дят в фер ментере при 28 °С. После 72 ч выращивания, культуру

отст аивают. Водную фракцию сливают. К о ставшемуся гидрофобному слою,

содержащему бактериальные клетки и углеводородный субст рат, добавляют

минеральные соли азота, фосфора и калия в соотношении 70:5:1 и биосурфактант

Rhodococcus в количестве 10–50 г/л.

Полученный биопрепарат хранят при температуре не выше +10 °С.

Непосредственно перед использованием препарат разбавляют водой в различных

соотношениях.

Применение олеофильной формы биопрепарата отменяет необходимость

дополнительного периодического внес ения минеральных удобрений, по скольку

замедленное высвобождение органиче ски связанных азота, фо сфора и ка лия

обеспечивает пролонгированное снабжение ими по чв енных микроорганизмов и корней

растений. При это м не происхо дит вт оричного загрязнения поверхностных и грунтовых

вод минеральными солями (нитратами, нитритами).

Биопрепарат в олеофильной форме характеризу ется высокой жизнеспособностью

входящих в его состав родококков, удобен в хранении и транспортировке, прост в

подготовке к использованию.

Преимущества

а) Препарат обладает высокой степенью солюбилизации нефтяных углеводородов,

в резуль тате которой бактерии-нефтедеструкторы вступают в непосредственный

контакт с загрязнителем. Повышает биодоступность нефтяных углеводородов

в результате их десорбции с почвенных частиц под действием биосурфактанта.

б) Препарат является комплексом питательных со единений, обладает высокой

биодеградабельностью, не оказывает токсического воздействия на микрофлору

почвы, характеризуется высокой жизнеспособностью входящих в его состав

микроорганизмов, удобен в хранении и при транспортировке.

109

Технологии во сстановления нефте загрязненных почв. Некомерческие технологии России и стран ННГ

2.5.2. Технологии in situ

Б. Физико-механические методы

Промывка почвы и грунтов (86)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология основана на вымывании нефтяных загрязнений водой под давлением .

Для этого нефте с борник уст анавливают на очищаемом участке. Нефтес борник

представляет собой кожух, внутри которого расположены перфорированные трубки.

Его вдавливают в слой загрязненной почвы. Через отверстия нагнетательных трубок

вода под напором подается в почву, растворяя не фть на всю глубину слоя от

нагнетательных трубок до отсасывающих трубок. Нефтеводяная смесь отсасывается

в вакуумный сборник.

Преимущества

Метод эффективен для грунтов и песчаных почв.

Недостатки

Нарушаются физические свойства почвы.

Г. Физико-химические методы

Нейтрализация почв и грунтов (87)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Технология заключает ся в нане с ении на поверхно сть почвы, загрязненной

не фтяными веще ствами цементной пыли, улавливаемой электрофильтрами из

отходящих газов вращающихся печей цементных заводов, с влажностью не более 2%,

слоем 1-5 см. Затем цементная пыль перемешив ается со слоем почвы 5-10 см.

Недостатки

Применение метода не рекомендует ся для земель с ельскохозяйственного

назначения.

Сорбент «Москат» для очистки почв и гр унтов (88)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

110

Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродукт ами

Описание

Сорбент «Мос кат » для очистки почв от нефтепродуктов, содержащий

алюмо силикатный но ситель с иммобилизованным шт аммом микроорганизмов

Rhodococcus sp. 30, а также фосфор и азотсодержащие соли.

Преимущества

Сорбент обеспечивает высокую степень очистки при полной экологической

безопасности.

Недостатки

Применение данног о сорбента рекомендуется проводить под контролем экологов.

Применение хлопкосодержащего сорбента

при аварийных разливах нефти и нефтепродуктов (89)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

На не фте загрязненную поверхность нано сят хлопко содержащий сорбент с

последующим сбором и утилизацией. Сорбент формируют в маты, внешнюю сторону

которых предварительно обрабатывают напылением тонкого слоя машинного или

транс форматорного масла. Слой хлопкосодержащего сорбента в мате фиксируют

между слоями хлопчатобумажной или синтетической ткани редкого плетения или

хлопча тобумажной сетки. Расстояние между нитями тк ани или размером ячейки сетки,

фиксирующих сорбент в мате, должен быть меньше размера частиц

хлопкосодержащего сорбента.

Преимущества

Применение технологии не требует специальных методик контроля.

Недостатки

Применение метода треб у е т длительног о времени ликвидации загрязнения, а также

последующей утилизации сорбента.

Использование твердых сорбентов (90)

Основные классы загрязняющих веществ

Нефть и нефтепродукты.

Описание

Сорбент вклю чает волокнистый пористый ма териал в виде целлюлозосо держащих

продукт о в, модифицированный соединениями типа полидиенов в виде 1,2-полидиенов

на основе мономеров с числом углеродных атомов в цепи 4-5 в синдиотактической

форме и имеющих молекулярную массу 100000–300000 а.е.м. Сорбент обладает

высокой сорбционной емкостью и плавучестью.

Преимущества

Дешевый способ обезвреживания загрязненных земель.

Недостатки

Сложность утилизации сорбента.