Способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель

Способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, и в частности к рекультивации загрязненных нефтью, нефтепродуктами (жидкими углеводородами) почв и грунтовых вод, повторному использованию очищенных веществ и углеводородов.

В зависимости от степени загрязненности земель, физико-химических свойств углеводородов и грунтов, эколого-экономических к ним требований, ограничений используются различные способы рекультивации загрязненных земель.

При рекультивации слабо загрязненных земель, с содержанием углеводородов до 1000 мг/кг почвы, применяют технологии, включающие очистку почв с использованием бактериологических штаммов. Так, например, способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель (Заявка №96103851/25, В09С 1/02) позволяет осуществлять сбор пролитой нефти сорбентами, обработку поверхности рекультивируемых земель водными моющими растворами и бактериологическими штаммами, посев семян многолетних эндомичных трав (овсяницы луговой, тимофеевки луговой, и др.) при одновременном внесении в почву торфа и полного минерального удобрения. Способ позволяет непосредственно в зоне разлива удалить из загрязненных грунтов легкие углеводородные фракции. Однако при существенных затратах на рыхление загрязненной поверхности, приобретение минеральных удобрений и биологических штаммов, внесение их в грунт, способ не позволяет удалять из загрязненного грунта входящие в состав жидких углеводородов жирные смолы и кислоты.

На среднезагрязненных участках, содержащих от 1000 до 2000 мг нефти на кг почвы, наряду с другими технологиями используют способ рекультивации нарушенных земель (пат. РФ №2182049, В09С 1/00 // В09С 101:00), предусматривающий сбор с поверхности участка разлитой нефти, рыхление загрязненного слоя грунта с одновременным внесением в него бактериологических штаммов и минеральных удобрений, посев семян районированных трав. К недостаткам способа следует отнести: применение дорогостоящей техники, оборудования, материалов; значительные затраты на ликвидацию разлива, рыхление, обезвреживание загрязненных грунтов, восстановление почвенно-растительного покрова.

При значительных нефтезагрязнениях грунтов (порядка 2000-5000 мг/кг почвы) на обводненных с поверхности землях рекультивация, как правило, проводится в два этапа. На первом этапе согласно известным технологиям осуществляют оконтуривание загрязненных ареалов дренажными канавами и приемными шурфами, сброс в них нефтесодержащей жидкости, перекачку ее в накопительные емкости, осушение поверхности загрязненных участков, разделение и очистку компонентов собранной жидкости, повторное использование воды и жидких углеводородов. Реализация данного этапа существенно осложнена необходимостью разделения загрязненных жидкостей (эмульсий) на нефть (нефтепродукты) и воду. В зависимости от количества их объемного содержания в разливе жидкости могут быть в виде «обычной» эмульсии, содержащей в основе нефть, а в дисперсионной фазе воду, или «обратной» эмульсии, включающей воду и дисперсную нефтяную составляющую. При наличии в нефтедобывающей промышленности значительного положительного опыта разделения «обычных» эмульсий на нефть и пластовую воду разрушение «обратных» эмульсий изучено недостаточно. В настоящее время отсутствует серийный выпуск отстойников, сепараторов, других установок, обеспечивающих эффективное разделение «обратных» эмульсий на воду и нефтяную составляющие. В ходе проведения второго этапа рекультивационных работ известными способами, например способ очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов (пат. РФ №2244685, C02F 1/40, C02F 103:34), производят срезку с частично обезвоженных участков загрязненных грунтов, транспортировку и очистку их от жидких углеводородов моющими жидкостями в смесителях. Обезвреженные грунты возвращают на поверхность рекультивируемых участков, а моющие жидкости после очистки повторно используют для отмывки новых партий загрязненного грунта, а очищенные жидкие углеводороды закачивают в емкости для ГСМ и повторно используют. Реализация данного способа характеризуется значительными затратами на срезку с поверхности участка загрязненного грунта, транспортировку, многократную отмывку его в смесителях моющими растворами, повторное использование очищенных грунтов в составе рекультивации прилегающих к участку загрязненных земель.

Для обезвреживания сильно загрязненных земель, с содержанием углеводородов свыше 5000 мг на кг почвы, известен наиболее близкий к заявляемому решению способ очистки грунта от нефтезагрязнений (пат. РФ №2232654, В09С 1/04) - прототип, включающий механическое извлечение загрязненного грунта из ареала разлива, отмыв водой при механической флотации в псевдоожиженном слое твердой фазы грунта, очистку его в неоднородном магнитном поле с добавлением поверхностно-активных веществ. К недостаткам данного способа относятся: существенные затраты, связанные со снятием, транспортировкой, загрузкой, многократной очисткой нефтезагрязненного грунта водой в установке (сепараторе) до показателей, допускающих возврат отмытого грунта на поверхность рекультивируемых участков, повторное использование очищенной жидкости для обезвреживания новых партий загрязненного грунта.

Настоящий способ реализует следующую задачу - снизить объемы земляных и транспортных работ, затраты на очистку нефтезагрязненных грунтов и разделение эмульсии на составляющие.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. На подлежащей рекультивации территории производят оконтуривание загрязненных участков дренажными канавами и приемными шурфами, сбор с их поверхности участков, частично из загрязненного грунта в шурфы «обратной» эмульсии, транспортировку ее из шурфов в очистную установку, разделение в ней эмульсии на составляющие и повторное их использование. На последующем этапе рекультивации участка в частично очищенный грунт устанавливают перфорированные трубы и под давлением подают в них горячую воду. Дополнительно вымываемую из грунта эмульсию также собирают в приемные шурфы и транспортируют в очистную установку, где под воздействием аэрации горячим воздухом и вибрации разделяют на составляющие. Заключительная стадия работ включает проведение на очищенных землях биологической рекультивации.

Это достигается тем, что нефтезагрязненные грунты отмывают непосредственно на оконтуренных участках. Для этого в грунт вертикально устанавливают перфорированные трубы, под давлением в них подают горячую воду и вымывают из загрязненного грунта эмульсию. Затем эмульсию собирают в приемные шурфы, транспортируют в очистную установку и под воздействием аэрации горячим воздухом, вибрации эмульсию разделяют на составляющие.

К отличительным признакам заявляемого способа по сравнению с прототипом относятся следующие операции:

- на очищенных с поверхности участках вертикально устанавливают перфорированные трубы;

- в трубы под давлением подают горячую воду;

- загрязненный грунт отмывают непосредственно на месте;

- вымываемую из загрязненного грунта эмульсию собирают в приемные шурфы и транспортируют в очистную установку;

- в очистной установке под воздействием аэрации горячим воздухом, вибрации эмульсию разделяют на составляющие.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

По отношению к прототипу отличительные признаки заявляемого способа комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель позволяют снизить затраты на удаление с поверхности рекультивируемого участка слоя загрязненного грунта, транспортировку его к очистной установке и возврат на участок очищенного грунта, обезвреживание загрязненных поверхностных и грунтовых вод. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию «положительный эффект».

Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают критерий «существенные отличия».

Способ поясняется чертежами. На фигурах 1, 2, 3 соответственно представлены: план оконтуренных дренажными канавами, приемными шурфами загрязненных участков; вертикальный разрез по I-I нагнетательных труб и продольный разрез очистной установки. Способ предусматривает проведение рекультивационных работ в три этапа.

На первом этапе рекультивации производят оконтуривание нефтезагрязненных участков 1 дренажными канавами 2 и приемными шурфами 3 (см. фиг.1). Затем с поверхности участков 1 и частично из загрязненного грунта 4 (см. фиг.2) собирают «обратную» эмульсию в шурфы 3. Из шурфов 3 эмульсию транспортируют в очистную установку 5 (см. фиг.3) и в ней разделяют ее на составляющие. Очищенные нефтепродукты закачивают в емкости для ГСМ, а воду дополнительно подогревают и повторно используют на последующих этапах проведения рекультивационных работ.

В составе второго этапа работ на очищенных с поверхности участках 1 в загрязненный грунт 4 устанавливают перфорированные трубы 6, подключают их к напорному водоводу 7 и непосредственно на месте горячей водой из грунта 4 вымывают «обратную» эмульсию. По дренажным канавам 2 ее направляют в приемные шурфы 3 (фиг.2), а из них эмульсию закачивают в очистную установку 5 (фиг.3) и разделяют в трех собирающихся между собой секциях установки 5 на составляющие. В первой секции под воздействием гравитационных сил из эмульсии удаляют частицы грунта в песколовку 8. Этот грунт после дополнительной очистки возвращают на рекультивированные участки 1 или используют при возведении новых дорог, технологических площадок. Во второй секции установки 5 эмульсию разделяют на составляющие в процессе подачи в устройство 9 горячего воздуха, а в третьей секции под воздействием вибрации устройства 10. Очищенные в установке 5 нефтепродукты закачивают в емкости для ГСМ, а воду дополнительно нагревают и используют при выполнении рекультивации на новых загрязненных участках.

Заключительный этап работ включает проведение биологической рекультивации на очищенных от нефтезагрязнений землях.

Из вышеизложенного очевидно, что предлагаемый способ в полном объеме решает поставленную задачу - снижает объемы земляных и транспортных работ, затраты на очистку нефтезагрязненных грунтов и разделение эмульсии на составляющие.

Способ комплексной рекультивации нефтезагрязненных земель, включающий оконтуривание загрязненных участков дренажными канавами и приемными шурфами, сбор с поверхности участков, частично из загрязненного грунта в шурфы «обратной» эмульсии, транспортировку ее в очистную установку, разделение в ней эмульсии на составляющие, дополнительную отмывку из загрязненного грунта эмульсии и разделение ее в установке на составляющие, повторное использование очищенных нефти и воды, проведение на очищенных землях биологической рекультивации, отличающийся тем, что на очищенных с поверхности участках вертикально устанавливают перфорированные трубы, под давлением подают в них горячую воду и непосредственно на месте отмывают загрязненный грунт, при этом вымываемую из грунта эмульсию собирают в шурфы, транспортируют в очистную установку и в ней под воздействием аэрации горячим воздухом, вибрации эмульсию разделяют на составляющие.