Охрана почвы и недр от загрязнений

              Комплекс методов для обезвреживания шламов, образующихся при зачистке резервуаров фирмы «Тофтейорг» представляет со­бой двухстадийную технологию. На первой стадии производится извлечение шламов из резервуаров и их зачистка при помощи оригинальных устройств, а на второй — отмыв шлама от нефте­продуктов при помощи реагентов и центрифугирование.

              Комплексная технология переработки шламовых отходов аме­риканской фирмы СК.5 позволяет очищать полученные после разделения фазы до безопасного уровня, остаточное содержание нефти соответствует нормам сброса в окружающую среду. Техно­логия предусматривает использование блока обработки шламов энзимами для отмыва нефтяных фракций.

2.7.              Переработка нефтяного шлама на газ и парогаз

              Переработка нефтяного шлама на газ и парогаз также способствует утилизации нефтешламов. При газификации нефтяных шламов вода, равномерно распределённая в нефтепро­дуктах и тесно с ними связанная, служит активной химической средой: при термической переработке шламов она взаимодей­ствует с топливом более эффективно, чем пар, используемый в таких процессах. При участии воды в процессе газификации жид­кого топлива значительно снижается сажеобразование. Однако промышленная реализация процесса газификации нефтяного шлама требует больших капитальных затрат, что сдерживает его широкое применение.

Рис. 3.12. Комплексная схема обработки шламовых отходов фирмы «Дегремон»

              В настоящее время изучается возможность использования твёрдых нефтяных отходов (шламов и нефтяной грязи) для приготовления диспергированных активированных эмульсион­ных топливных смесей при помощи аппаратов УДА (универсаль­ных дезинтеграторов-активаторов), в которых одновременно осуществляются диспергирование, смешивание и активация компонентов с изменением их физико-химических свойств. Пос­ле обработки на УДА некоторые шламы можно использовать в качестве котельного топлива непосредственно или в смеси с топочным мазутом.

2.8. Способы переработки осадков сточных вод

На очистных сооружениях объектов НГК скапли­вается большое количество осадков, содержащих органические и неорганические соединения. Наибольшее количество их обра­зуется при биохимической очистке сточных вод. В зависимости от состава осадки сточных вод подвергают непосредственной ути­лизации, переработке, хранению в почве или специальных со­оружениях.

              Осадки, обогащённые микроэлементами, используются в сель­ском хозяйстве как удобрение, добавки в корм для скота, сред­ство для рекультивации почв, в дорожном строительстве, для получения жиров и смазок и других целей. Если утилизация осад­ков невозможна или нецелесообразна, их захоранивают или сжигают. В результате сгорания получают минеральный остаток, подлежащий захоронению, и газы, которые перед выбросом в атмосферу необходимо очищать.

              Печи, применяемые для термического обезвреживания осадков сточных вод, по конструкции аналогичны печам, используемым для сжигания нефтяных шламов.

              На рис. 3.13 приведена схема сгущения активного ила с пред­варительной термореагентной обработкой, которая с уплотнением напорной флотацией и последующим сгущением в цент­рифугах и сепараторах представляется весьма перспективной.

              Эффективность сгущения суспензии активного ила с исполь­зованием сепараторов существенно зависит от предварительной термореагентной обработки. Суспензия избыточного активного ила с концентрацией 0,8—1,2% абсолютно сухих веществ пода­ётся на термообработку (при 85 °С), затем для изменения рН суспензии с 6,8—7,5 до 3,5—4,0 добавляется серная кислота и в качестве флокулянта — растворимый белок, получаемый щелочной обработкой дрожжевой суспензии, а также дрожже­вая суспензия с рН 10—11. Процесс совместного сгущения ак­тивного ила с дрожжами эффективен, поскольку крупные дрож­жевые клетки способствуют агрегации бактериальных клеток.

              Большое распространение для сжигания осадков сточных вод в некоторых странах, в первую очередь в США, получила мно­гоподовая печь, состоящая из стального цилиндрического жа­ростойкого корпуса, внутри которого размещены одна над дру­гой топки, число которых колеблется от 4 до 8. В центре печи находится вращающаяся ось, к которой крепятся лопасти для перемешивания осадка. Влажный осадок перемещается лопас­тями из топки в топку навстречу выходящим дымовым газам, за счёт чего происходит подсушивание осадка. Печи такого типа в комбинации с камерой дополнительного выжигания золы для обезвреживания осадков сточных вод нашли применение и в Японии.

              В качестве недостатков многоподовых печей следует отметить: наличие вращающихся элементов в зоне высоких температур, большие габариты и вес установки из-за низких удельных тепло­вых и весовых нагрузок топочного объёма, слабый контакт кис­лорода воздуха с органической основой осадка, высокие капи­тальные и эксплуатационные затраты.

              В ряде стран для термического обезвреживания осадков сточ­ных вод применяются циклонные, вихревые, распылительные печи, в последнее время — печи с псевдоожиженным слоем. Пос­ледние имеют ряд преимуществ перед другими конструкциями: отсутствуют в зоне горения механические и вращающиеся уст­ройства, совмещены процессы подсушивания и горения отхо­дов, сжигаются осадки любой влажности с любым содержанием минеральных веществ, процесс сгорания протекает очень быст­ро, не требуется остановок для чистки аппаратов.

2.9. Захоронение, обезвреживание и утилизация жидких и твёрдых отходов нефтегазового комплекса

              На предприятиях НГК образуется большое коли­чество самых различных производственных отходов. Их удале­ние (транспортирование) и хранение (устройство и содержа­ние отвалов и шламонакопителей) являются дорогостоящими мероприятиями. Значительную часть производственных отходов составляют кубовые остатки и различные некондиционные жид­кие продукты.

              Кубовыми остатками называют продукты, образующиеся в тех­нологических процессах при выпаривании, экстракции, ректи­фикации, фильтрации и др.

              Некондиционные жидкие продукты — жидкости, не отвечаю­щие требованиям ТУ или ГОСТов, использование и переработ­ка которых экономически нецелесообразны.

              Кроме того, на предприятиях накапливаются различные сы­пучие отходы, отработанные адсорбенты и катализаторы, жид­кие и твёрдые отходы, затаренные в бочки. Отходы образуются также при нейтрализации химически загрязнённых кислых сточ­ных вод известковым молоком или аммиаком перед биохими­ческой очисткой. Кальциевый шлам станций нейтрализации со­держит 50—55% органических соединений (кальциевые соли орга­нических кислот и другие соединения) и 45—50% минеральных веществ (диоксид кремния, гидроксид кальция и др.).

              Скапливание таких отходов на производственных территори­ях приводит к интенсивному загрязнению почвы, воздуха, грун­товых вод, что можно предотвратить рациональным складирова­нием и захоронением отходов, обезвреживанием их и использо­ванием в производстве. Захоронение необходимо в том случае, когда утилизация или ликвидация таких отходов в сложившихся условиях невозможна.

              Большинство образующихся отходов не используется в про­изводстве из-за малых количеств, периодичности образования, непостоянства состава. Вероятно, рациональным направлением утилизации может быть раздельное хранение однотипных отхо­дов в земле с последующим их извлечением и переработкой.

              Большое количество кубовых остатков, получаемых при раз­личных нефтехимических процессах, в настоящее время не нахо­дит квалифицированного применения, хотя в их состав входят цен­ные органические соединения, которые могут быть с большим эф­фектом использованы в различных областях промышленности.

              На предприятиях НГК широко распространено складирова­ние твёрдых, жидких и пастообразных отходов в поверхностных хранилищах. Это свалки промышленных отходов, шламонакопители дистиллярной жидкости и др. Хотя, как правило, отходы, складируемые в таких хранилищах, нетоксичны, они могут, при неправильном хранении, стать источником загрязнения почвы и водоёмов. Кроме того наземные хранилища требуют значитель­ных площадей для размещения.

              Основным типом наземных хранилищ на химических и неф­техимических предприятиях являются шламонакопители, кото­рые строят по одно- и многокаскадному принципу с созданием плотины, берегов и чаши шламохранилища, снабжают противофильтрационными устройствами из глинистых, битумных и по­лимерных материалов.

              Наиболее рациональным методом захоронения производствен­ных шламов является сооружение специальных полигонов для приёма, захоронения и сжигания вредных отходов. Места для их сооружения выбираются с учётом уровня грунтовых вод, геоло­гической структуры пород, их влажности, пористости.

              Органические жидкие (кубовые остатки ректификационных колонн, отходы красок и лаков, фенольные воды и др.) и твёрдые отходы принимаются в глубокие (10—15 м) котлованы. По заполнении котлована загущенным материалом до верх­ней отметки слоя кембрийской глины отходы покрывают сло­ем глины 2—2,5 м, поверх которого укладывают растительный грунт и производят посев трав и посадку декоративных дере­вьев и кустарника. Подготовленную площадь можно использо­вать для устройства парков, садов, игровых площадок и т.п. Особо вредные отходы укладывают в котлован в герметичной бетонной и металлической упаковке, в которой они поступа­ют на полигон.

              Горючие промышленные отходы поступают в ёмкости и после отделения воды направляются для сжигания в горизонтальные цилиндрические печи. Распыляемые форсунками горючие мате­риалы сжигаются при активной подаче воздуха при температуре в камере сжигания 1300 °С. Конструкция установок обеспечивает высокую степень полноты сжигания.

              Для подземного захоронения промышленных жидких и твёр­дых отходов можно использовать уже готовые, отработанные выработки различных рудников и шахт, пройденных, как пра­вило, в плотных устойчивых породах (глины, гипсы, каменная соль, глинистые сланцы и т.п.), чтобы избежать разрушающих деформаций под действием внешнего и внутреннего давления. Вместимость таких хранилищ может достигать миллионов кубо­метров. Важное условие подземного захоронения промышленных отходов — недопустимость их проникновения в грунтовые воды в результате диффузии или фильтрации через поры и трещины стенок полостей.

              Способы обезвреживания и утилизации кубовых остатков и некондиционных жидких продуктов выбирают на основе клас­сификации этих отходов, т.к. по количеству и составу они чрез­вычайно разнообразны. Кубовые остатки и некондиционные про­дукты можно классифицировать:

—   по составу — содержащие только органические вещества; только неорганические вещества, смесь органических и неорганических веществ;

—   по физическим свойствам — органические вещества, обла­дающие высоким давлением паров и температурой кипе­ния ниже 120 °С; с температурой кипения 120—250 "С; с температурой кипения выше 250 °С; неорганические ве­щества с низкой температурой плавления или разложения (ниже температуры сгорания органических продуктов); с высокой температурой плавления или разложения (выше температуры сгорания органических продуктов).

              Способ переработки продуктов выбирают также с учётом эко­номичности процесса и возможности их дальнейшего использо­вания. Из-за сложности состава, специфичности физико-хими­ческих характеристик и разнообразия отходов их нельзя обезвре­дить полностью механическими или химическими методами.

              В связи с ужесточением требований к качеству сбрасываемых отходов многие производственные отходы, ранее предназначав­шиеся для захоронения, теперь подлежат утилизации.

              Наибольшее распространение получили термические методы обезвреживания, аналогичные тем, которые используются для сжигания нефтешламов (см. раздел 2.1). Термические методы ис­пользуют при наличии у предприятия необходимых энергоре­сурсов — пара, топлива, сжатого воздуха, электроэнергии, нуж­ных катализаторов.

              Для сжигания отходов используются печи различных конст­рукций. При сжигании все органические вещества, входящие в состав отходов, полностью сгорают. Образующиеся газы в слу­чае необходимости подвергаются очистке, а затем выбрасыва­ются в атмосферу. Неорганический остаток после сжигания от­ходов вывозится в отвалы или используется при строительстве дорог.

              Твёрдые отходы производств органических веществ утили­зировать сложно. Методы их сжигания по сравнению со сжига­нием газообразных и жидких отходов более дорогостоящие, сложность представляет и разработка способа подачи отходов в печь, т.к. большинство из них перекачивать насосами нельзя. Наи­более рациональным в этом случае является подача их непосред­ственно в топку, но при этом большую трудность представляет обеспечение равномерной подачи. Необходимо учитывать, что с точки зрения современных требований по охране окружающей среды более рациональным является строительство небольших установок, предназначенных для утилизации твёрдых и жидких отходов, затаренных в бочки.

              В настоящее время найдены различные конструктивные спо­собы подачи отходов в печь. Трудности вызывает утилизация от­ходов, затаренных в бочки и хранящихся в течение многих лет, характеристика которых зачастую неизвестна. Для утилизации та­ких отходов разработаны специальные установки, работающие периодически, которые можно модернизировать, обеспечивая непрерывный процесс сжигания.