DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 01.09.2008

Материалы

загрузка...

Переработка нефтешламов с последующей доочисткой до экологически безопасного уровня

Головцов Михаил Владимирович, 01.09.2008

 

Биоочистку нефтешлама осуществляли путем послойного расположения. Между слоями закладывали песок, чернозем и перфорированные трубы диаметром 50 мм для поступления воздуха. С целью уменьшения испарения нефтепродуктов дно и поверхность модельной установки герметизировали покрытием из полиэтилена. В ящиках поддерживали влажность, равную 60%. Эксперимент проводили при комнатной температуре в течение 540 суток. Для сравнения ставили аналогичный опыт с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д.

Контролем служил опыт с нефтешламом без внесения подобранного консорциума и биодобавок.

Предварительно нефтешлам смешивали с опилками из расчета 10:1, в качестве биостимулятора добавляли спиртовую барду в количестве 1% масс., фосфогипс 5% масс. в качестве минеральной добавки и подобранный консорциум микроорганизмов – 3% об.

Через 6 месяцев повторно вносили спиртовую барду 1% масс. и фосфогипс 5%

Через 12 месяцев осуществляли посев смеси трав костра острого и сорго суданского из расчета 3,0 г/м2 через 12 мес.

Эксперимент проводили при комнатной температуре.

Отбор проб осуществляли из нефтешлама каждые 30 суток.

Исследования показали, что доочистка нефтешлама подобранным консорциумом, внесение биодобавок (спиртовой барды, фосфогипса) и опилок значительно интенсифицировала процесс очистки нефтешлама. Так, уже на 180-240 сут степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов в опыте с консорциумом на 10-15% выше, чем с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д (рисунок 9).

Посев смеси трав показал, что нефтешлам после 360 сут очистки не оказывал негативного воздействия на смесь трав. Морфофизиологические характеристики, такие как всхожесть, появление третьего листочка, высота травостоя, окраска листьев, длина корней, существенно не отличались от контроля (незагрязненный чернозем) на протяжении всего периода. Продуктивность травосмеси в опыте с консорциумом составила 98%, а в опыте с Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д 83% от контроля на незагрязненном черноземе. О степени очистки свидетельствует также рост сине-зеленых водорослей (Cyanophyta).

Рисунок 9 - Динамика содержания нефти и нефтепродуктов в нефтешламе на протяжении всего процесса биоочистки

Доочистка с применением подобранного консорциума, отходов спиртового производства и фосфогипса позволила снизить содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе до 0,2 мг/г почвы на 450 сут. В случае с монокультурой содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе составило 0,2 мг/г почвы только на 540 сут (рисунок 9).

Таким образом, предлагаемый способ доочистки нефтешлама биологическим методом позволяет снизить содержание нефти и нефтепродуктов до нормативнодопустимого и может быть рекомендован к промышленному применению.

6 Переработка нефтешлама с последующей доочисткой биологическим методом

На основании проведенного анализа существующих методов обезвреживания и утилизации нефтешлама и проведенных исследований разработан способ переработки нефтешлама с последующей биологической доочисткой (рисунок

Нефтяной шлам подается в емкость, где происходит смешение и разогрев его от 40 до 80 0С. Далее нефтешлам подается в декантирующую центрифугу. Под действием центробежной силы в декантирующей центрифуге происходит разделение на три фазы: водную, нефтяную и твердую. Вода отводится в емкость и далее направляется на очистные сооружения. Нефтяная фаза выходит в промежуточную подогреваемую емкость и далее перекачивается на завод. Твердая фаза транспортируется на полигон, где производят биологическую доочистку с применением подобранного консорциума непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis BKM AC–1339Д; Bacillus subtilis BKM B-1742 Д (16); Fusarium sp. №56.

Способ доочистки включает следующие стадии:

1)смешивание нефтешлама с опилками (из расчета 3-5 г опилок на 1 кг нефтешлама), фосфогипсом 1-5% масс., спиртовой бардой 1-5% масс., подобранным консорциумом 3% об;

2)послойное расположение твердой фазы;

3)поддержание влажности, равной 60%.

Предлагаемый способ переработки нефтешлама с последующей биологической доочисткой позволяет не только минимизировать отходы и получить углеводородное сырье, но и снизить содержание нефти и нефтепродуктов в твердой фазе до нормативнодопустимого и может быть рекомендован к промышленному применению.

Рисунок 10 -Принципиальная схема переработки нефтешлама с последующей доочисткой биологическим методом

7 Определение класса опасности отхода для окружающей природной среды

Класс опасности нефтешлама после доочистки рассчитывали в соответствии с Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, введенными в действие МПР России от 15 июня 2001 года №511 и источниками литературы, из которых выбирали показатели степени опасности компонентов отхода.

Количественный химический анализ нефтешлама после доочистки проводили в Государственном учреждении – Управлении государственного аналитического контроля (ГУ УГАК).

На основании результатов количественного и химического анализа пробы работ рассчитывали суммарный показатель степени опасности отхода.

Так как показатель степени опасности отхода К=(Ki=6,87<10, расчетная степень вредного воздействия отхода на окружающую природную среду очень низкая, следовательно, нефтешлам после биологической доочистки - относится к 5 (пятому) классу опасности для окружающей природной среды.

8 Расчет по определению выбросов паров нефтепродуктов в

Расчет по определению выбросов паров нефтепродуктов в атмосферу выполняли с применением Методического указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров с дополнениями НИИ «Атмосфера» (Санкт-Петербург, 1999).

Максимальное валовое выделение нефтепродуктов с поверхности шламового накопителя находится в пределах 0,09 - 0,28 г/с. Годовые выбросы составляют 0,064 т/год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Проведен сравнительный анализ существующих методов, технологий и средств очистки нефтешламов, в результате которого выявлена необходимость переработки нефтешлама с последующей доочисткой биологическим методом.

Подобран консорциум непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis ВКМ AC-1339 Д, Bacillus subtilis ВКМ 1742 Д, Fusarium species №56, взятых в соотношении 1:1:1. Установлено, что степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов подобранным консорциумом на 10-15% выше по сравнению с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д.

Произведен подбор активных стимуляторов роста нефтеокисляющих микроорганизмов из отходов производства минеральных удобрений и спиртового производства. Установлено, что фосфогипс 1-5 % масс. и спиртовая барда 1-5 % масс. являются активными стимуляторами роста нефтеокисляющих микроорганизмов.

Осуществлен подбор экстрагентов для химической очистки нефтешламов. Установлено, что наибольшей способностью экстрагировать нефть и нефтепродукты из нефтешлама обладают CCl4, ксилол, гексан.

Проведены исследования процесса очистки нефтешлама химическим и биологическим методами. Выявлено, что наибольшая степень очистки, более 91%, наблюдалась после экстракции нефтепродуктов из нефтешлама ксилолом и дальнейшей доочистки консорциумом непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов Rhodococcus erythropolis ВКМ AC-1339 Д, Bacillus subtilis ВКМ 1742 Д, Fusarium species №56, взятых в соотношении 1:1:1.

Проведены исследования процесса доочистки нефтешлама биологическим методом. Установлено, что использование подобранного консорциума позволяет увеличить скорость очистки нефтешламов на 16% по сравнению с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д.

Разработан способ переработки нефтешлама, включающий разделение жидкого нефтешлама на твердую, водную, нефтяную фазы и биологическую доочистку твердой фазы с применением подобранного консорциума непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов и стимуляторов роста фосфогипса, спиртовой барды до экологически безопасного уровня. 

Произведен расчет класса опасности, который показал, что нефтешлам после доочистки относится к 5 (пятому) классу опасности для окружающей природной среды.

Выполнен расчет по определению выбросов паров нефтепродуктов в атмосферу со шламонакопителя, которые составляют 0,066 т/год.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях: