Авторы: Тимофеев Эдуард Александрович, Курамшина Наталья Георгиевна

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №30 (134) декабрь 2016 г.

Дата публикации: 28.12.2016

Статья просмотрена: 81 раз

Библиографическое описание:

Тимофеев Э. А., Курамшина Н. Г. Утилизация нефтесодержащих отходов и применение их в строительной отрасли // Молодой ученый. — 2016. — №30. — С. 139-142.



Утилизация нефтесодержащих отходов иприменение их встроительной отрасли

Тимофеев Эдуард Александрович, магистрант;

Курамшина Наталья Георгиевна, профессор, научный руководитель

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Согласно современным требованиям природопользования, выполнение любой хозяйственной деятельности не должно приводить к необратимым нарушениям природной среды. Добыча, транспортировка, хранение и использование нефтепродуктов относятся к наиболее агрессивным отраслям по сумме техногенных факторов, оказывающих воздействие на окружающую среду. Последствиями подобного воздействия могут повлечь за собой экологические проблемы [1].

Нефтесодержащие отходы оказывают негативное воздействие практически на все компоненты природной среды: поверхностные и подземные воды, почвенной покров, атмосферный воздух, животный и растительный мир, а также население региона. Одной из первоочередных проблем при обращении с нефтесодержащими отходами выступает выбор оптимальной схемы их утилизации или обезвреживания [5].

Защита природной среды от жидких и твердых буровых отходов, является важной задачей. Буровые отходы состоят из сточных вод, отработанного раствора и бурового шлама. Не менее актуальная задача — всесторонней экономии топливно-энергетических ресурсов, в том числе за счет рационального использования вторичных ресурсов [2, 3]. Отходы размещаются в специальных шламовых амбарах, снабженных противофильтрационным экраном, выполненным, чаще всего, из геомембраны. При этом залегание бурового шлама происходит на дне, а жидкая фаза располагается сверху. Распределение нефтяных включений в шламовом амбаре происходит следующим образом: 7–10 % находится буровом шламе, 5–10 % растворено в жидких отходах, а основная часть размещается на поверхности амбара, образуя плен [5].

В последние годы нефтедобывающими предприятиями в производство внедряются различные технологические решения, направленные на утилизацию нефтесодержащих отходов. Следует отметить, что унифицированного способа их переработки с целью обезвреживания и утилизации не существует. Все известные технологии переработки нефтесодержащих отходов и их характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика основных методов утилизации нефтяных шламов

Основной классификационный признак

Разновидность метода

Основные преимущества

Ограничение виспользовании

1

2

3

4

Термический метод

Сжигание в открытых амбарах

Не требует больших капитальных затрат

Неполное сгорание нефтепродуктов, опасность загрязнения атмосферы продуктами сгорания

Сжигание в печах различного типа конструкций

Объем образующейся золы в 10 раз меньше исходного продукта

Большие затраты по очистке и нейтрализации дымовых газов

Сушка в сушилках различных конструкций

Уменьшение объема в 2–3 раза. Сохранение ценных компонентов. Комбинирования с другими процессами

Большие расходы тепла

Пиролиз

Высокая степень разложения. Возможность использования продуктов разложения

Высокие материальные и энергетические затраты

Химический метод

Затвердевание путем диспергирования с гидрофобными реагентами на основе извести или других материалов

Высокая эффективность процесса переработки нефтесодержащих отходов в порошкообразный гидрофобный материал, использование в дорожном строительстве

Требует применения специального оборудования, значительного количества негашеной извести высокого качества

1

2

3

4

Биологический метод

Биоразложение путем внесения нефтесодержащих отходов в пахотный слой

Сравнительно небольшие затраты и использование сельскохозяйственной техники

Требует значительных земельных участков, опасность загрязнения почвы вредными соединениями

Биоразложение с специальными штаммами бактерий, биогенных добавок

Возможность интенсификации процесса. Требует незначительных капитальных и энергетических затрат

Требуется значительная подготовка земельных участков и специальное оборудование

Физический метод

Гравитационное отстаивание

Не требует больших капитальных и эксплуатационных затрат

Низкая эффективность разделения

Разделение в центробежном поле

Возможность интенсификации процесса

Требуется специальное оборудование

Разделение фильтрованием

Низкие затраты. Высокая степень надежности метода. Более высокое качество целевых продуктов

Необходимость смены и регенерации фильтрующихся материалов

Экстракция

Требуется специальное оборудование, растворители

Необходимость регенерации экстрагента, неполнота извлечения из отходов

Физико-химический метод

Применение специально подобранных поверхностно-активных веществ

Возможность интенсификации процессов по методам биоразложения, гравитационного, разделение в центробежном поле

Высокая стоимость реагентов. Требует применения дозирующего оборудования, перемешивающих устройств.

Среди существующих методов разделения нефтесодержащих шламов наиболее перспективным является центрифугирование с использованием флокулятов. Центрифугированием можно достичь эффекта извлечения нефтепродуктов на 85 %, механических примесей — на 95 %. При реагентной обработке изменяются свойства нефтешламов: повышается водоотдача, облегчается выделение нефтепродуктов [4, 5].

Нефтесодержащие шламы, из-за значительного содержания нефтепродуктов, относятся к вторичным материальным ресурсам. Использование их в качестве сырья является одним из рациональных способов утилизации, так как при этом достигается определенный экологической и экономический эффект [6].

В основном они применяются в качестве вторичного сырья в дорожном строительстве, где используются как добавки, повышающие качество асфальтобетонной смеси за счет повышения прочности, снижения водопоглощения и уменьшения стоимости дорожного покрытия. Рекомендуемые смеси имеют следующий состав: грунт 75–85 %; известь 4–5 %; нефтяной шлам 2–4 %; вода 8–16 %. Технология применения нефтяного шлама при производстве асфальтобетона заключается в подаче его в определенном количестве в нагретый до 220ºС песок и щебень. Далее подают минеральный порошок, после равномерного распределения в смесь вводят вязкий битум с температурой 140–160ºС и окончательно перемешивают [7].

Нефтяной шлам может использоваться в качестве сырья для изготовления строительных материалов, например для производства теплоизоляционного материала, включающего высокотемпературное волокно, огнеупорную глину и полиакриламид. Для повышения прочности и морозостойкости бетона в бетонную смесь рекомендуется вводить нефтяной шлам в количестве 1,5–2,5 %.

Кроме того, он применяется в составе шихты для производства фасадной плитки и при изготовлении минераловатных плит, что позволяет обеспечить гидрофобность изделий и снижение их объемной массы. Нефтяной шлам находит применение также для производства кирпича и керамзита. Нефтяной шлам может использоваться не только в качестве битумного связующего, но и в качестве модификаторов при производстве гидроизоляционной мастики [8].

Таблица 2

Применение нефтесодержащих отходов встроительстве

Наименование

Область применения

Шлакоблоки по ГОСТ 6133–99. Камни бетонные стеновые. Технические условия от 01.01.2002 г. (изм. от 19.07.2010)

Малоэтажное строительство – для ограждающих и несущих конструкций, подсобных зданий

Плитка тротуарная по ГОСТ 17608–91. Плиты бетонные тротуарные. Технические условия (с Изменением № 1), утв. Постановлением Госстроя СССР от 03.04.1991 г. № 14 (в ред. от 01.09.2003)

Устройство сборных покрытий тротуаров

Бордюрный камень по ГОСТ 6665–91. Камни бетонные и железобетонные бортовые. Технические условия (утв. Постановлением Госстроя СССР от 03.04.1991 г. № 13)

Отделение проезжей части улиц от тротуаров, газонов, площадок и т. д.

Связующие смеси по ГОСТ 23558–94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия (с Изменениями № 1, 2), утв. Постановлением Госстроя России от 21.07.1994 г. № 18–1 (в ред. от 01.08.2005)

Устройство оснований и дополнительных слоев оснований автодорог с капитальным, облегченным и переходными типами дорожного покрытия

Гранулированный заполнитель по ГОСТ 22263–76. Щебень и песок из пористых горных пород. Технические условия (с Изменением № 1), утв. Постановлением Госстроя СССР от 10.12.1976 г. № 200 (в ред. от 04.12.2000)

В бетонах

Продукт по ГОСТ 17.1.3.02–77. Охрана природы. Гидросфера. Правила охраны вод от загрязнения при бурении и освоении морских скважин нефти и газа (с Изменением № 1), утв. Постановлением Госстандарта СССР от 06.07.1977 г. № 1695 (в ред. от 01.05.2002)

Добавка в промывочную жидкость

ГОСТ 9757–90. Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические условия от 01.01.1991г. (Изм. от 19.07.2010)

Добавка при производстве керамзитного гравия

Таким образом, в связи с возрастающими требованиями к охране окружающей среды, проблема утилизации нефтесодержащих отходов является актуальной и требует как разработки новых, так и совершенствования существующих методов их утилизации и особенно в строительных технологиях.

Литература:

1. Жаров О. А., Лавров В. Л. Современные методы переработки нефтешламов // Экология производства. 2004. № 5. С. 43–51.

2. Ручкинова О. И., Вайсман Я. И. Экологическая безопасность предприятий нефтедобывающего комплекса (система управления нефтеотходами) // Инженерная экология. — 2003. — № 2. — С. 15–26.

3. Техника и технология утилизации нефтяных отходов / Н. С. Минигазимов, В. А. Расветалов, И. Н. Минигазимов, А. Тараф. — Уфа, 2010. — 316 с.

4. Баширов В. В. и др. Техника и технология поэтапного удаления и переработки амбарных шламов. М., 1992.

5. Сметанин В. Л., Казначеева З. В. Обработка нефтешламов: Тез. Докл. 27 науч.-техн. Конф. Пермского политехнического института. Ч.2. Пермь, 1991.

6. Минигазимов Н. С. Нефтешламы — резерв углеводородного сырья в РБ // Ресурсы — и энергосбережения в РБ: проблемы и решения: Тр. I науч. — техн. респ. конф., Ч 2, Уфа, 17 октября 1997. — Уфа, 1997. — С. 6–10.

7. Аминова А. С., Гайбуллаев С. А., Джураев К. А. Использование нефтешламов — рациональный способ их утилизации// Молодой ученый. — 2015. — № 2. С. 124–125.

8. Джураев К.А., Аминова А. С., Гайбуллаев С. А. Основные методы обезвреживания и утилизации нефтеотходов // Молодой ученый, № 10 (69), 2014. — С. 136–137.

Основные термины (генерируются автоматически): Технические условия, нефтесодержащих отходов, Постановлением Госстроя СССР, Нефтяной шлам, природной среды, Молодой ученый, нефтяной шлам, Камни бетонные, Утилизация нефтесодержащих отходов, утилизации нефтесодержащих отходов, переработки нефтесодержащих отходов, бурового шлама, утилизацию нефтесодержащих отходов, качестве сырья, разделения нефтесодержащих шламов, Постановлением Госстроя России, Постановлением Госстандарта СССР, дорожного покрытия, утилизации нефтяных отходов, повышения прочности.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос