Реабилитация и ввод в оборот земель, загрязненных нефтешламами.

Технология детоксикации загрязнённых сред

Разработанная технология позволяет детоксицировать (очищать) от техногенных загрязнений (нефтепродукты, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды и т.д.) почвы, буровой шлам, осадки очистных сооружений, промышленные стоки, донный ил различных водоемов, а также реабилитировать водоем по СанПин-21.

Преимущество данной технологии в том, что после очистки загрязненных объектов определенным количеством сорбента вредные вещества по концентрации достигают уровня ПДК. То есть класс опасности отходов снижается до безопасного, а обработанные таким образом объекты являются санированными и пригодными для любого применения, даже для сельского хозяйства, так как «Бионит» может использоваться и как калийное удобрение.

При этом детоксицированная сорбентом почва не перемещается на полигон опасных отходов, а остается на месте.

Введение

На современном уровне развития нефтяной промышленности невозможно полностью исключить ее отрицательное воздействие на окружающую среду. При этом значительный вклад в загрязнение экосистем вносят нефтесодержащие отходы, которые образуются на всех этапах добычи, транспортировки и переработки нефти, при очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты, чистке резервуаров и другого оборудования и т.д. Это обусловлено как несовершенством техники и технологии, так и человеческим фактором.

Потери нефти, содержащейся в отходах, по экспертным оценкам составляют примерно 3% от ее годовой добычи. Кроме того, крупнотоннажные нефтесодержащие отходы занимают обширные территории, уродуют ландшафт, служат источником вторичной контаминации почв, воздуха, поверхностных и подземных вод и представляют угрозу для здоровья.

В нашей стране ежегодно образуется от 4 до 7 млн тонн нефтешламов. На добывающий сектор приходится преобладающая доля в этом объеме — минимум 50%; на нефтепереработку — от 20% до 30%. Остальное дают нефтяные терминалы, энергетика и транспортный сектор.

На территории Западной Сибири их скопилось около 3 млн т, в Республике Татарстан — около 2,5 млн т, в Республике Башкортостан — более 2 млн т. На сегодняшний день на предприятиях АНК «Башнефть» складировано около 180 тыс. м³ нефтешламов и каждый год образуется порядка 6,5 тыс. м³ с тенденцией увеличения на 10% в год.

Количество нефтесодержащих отходов постоянно растет: на 1 тыс. т сырой нефти приходится 1–5 т нефтешламов. Основной вклад в этот процесс вносят нефтедобывающие компании (более 1 млн т нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов), нефтеперерабатывающие заводы (0,7 млн т), нефтебазы (0,3 млн т), железные дороги, аэропорты, морские порты (0,5 млн т).

Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов, нефтесодержащие отходы относятся к 3 классу (умеренно опасные отходы, содержание нефтепродуктов 15% или более).

Виды нефтесодержащих отходов

Стандартизированной классификации всего комплекса нефтегазо-промышленных отходов не существует. Как вариант предлагается деление по агрегатному состоянию:

Жидкие: пластовые воды, буровые сточные воды, углеводородсодержащие некондиции.
Твердые: донные осадки резервуаров, буровые шламы и буровые растворы, нефтешламы от розливов, нефтешламы при переработке нефти, нефтешламы трубопроводные.
Газообразные: попутный газ, сероводород, углекислый газ, углеводороды (в результате испарения нефти или утечек газа), оксиды серы (как продукты сгорания).

Очень часто для обозначения твердых или пастообразных нефтесодержащих отходов используют общий термин «нефтешламы». Это сложные гетерофазные системы из органической, водной и минеральной части (в виде песка, пыли, ила, соединений металлов), соотношение которых колеблется в очень широких пределах.

Их состав может существенно различаться в зависимости от способа добычи сырья, компонентного состава и физико-химических свойств нефти, схем переработки, температуры и др. В среднем они содержат (масс.): 10–56% нефтепродуктов, 30–85% воды, 1,3–46% твердых.

Классификация нефтешламов по способу образования

Придонные — формируются при оседании нефти и нефтепродуктов на дне водоемов.
Резервуарные — возникают при перевозке и хранении нефтепродуктов в различных емкостях в результате их взаимодействия с водой, кислородом, механическими примесями и материалом стенок резервуара.
Грунтовые — образуются при загрязнении грунта нефтью/нефтепродуктами.

Нефтезагрязнённые (замазученные) грунты

Большие количества нефтезагрязненных (замазученных) грунтов образуются в результате проливов нефтепродуктов на земную поверхность в процессе производственных операций либо при аварийных ситуациях, очистке технологического оборудования, демонтаже резервуаров и пр.

Усредненный состав замазученного грунта выглядит следующим образом: нефтепродукты (10,1–14,2%), нерастворимые компоненты (71,8–78,2%), механические примеси (10,1–13,2%), вода (9,7–14,7%), соли металлов.

Такие нефтезагрязненные грунты считаются отходами после складирования в специальных шламонакопителях.

Проблемы накопления и хранения нефтешламов

Различные нефтешламы, образующиеся в процессе добычи и переработки углеводородного сырья, являются наиболее крупнотоннажными промышленными отходами, которые занимают площади в десятки квадратных километров, выводя из оборота значительные земельные ресурсы.

Они собираются, как правило, в открытых земляных резервуарах — нефтешламовых амбарах различной конструкции, без какой-либо сортировки и классификации. В таких хранилищах происходят естественные явления: накопление атмосферных осадков, развитие микроорганизмов, протекание окислительных и других реакций (самовосстановление). Однако при наличии большого количества солей и нефтепродуктов и при общем недостатке кислорода этот процесс затягивается на десятилетия.

Состав нефтяного шлама, депонированного в накопителе в течение нескольких лет, отличается от состава свежего. Со временем он «стареет», что приводит к его упрочнению и уплотнению. Легкие фракции испаряются, нефть и нефтепродукты окисляются, смолы переходят в другое качество. Кроме того, происходит попадание твердых механических примесей.

В результате образуются многокомпонентные дисперсные системы, которые отличаются значительной устойчивостью к разрушению, что делает задачу их утилизации очень сложной.

К настоящему моменту значительное число шламонакопителей, построенных с начала 50-х годов, превратились из средства предотвращения загрязнения в постоянно действующий источник опасности. Длительное хранение нефтешламов в амбарах, не отвечающих современным экологическим требованиям, приводит:

к изъятию земель;
к выбросам загрязняющих веществ в атмосферу (испарение легких фракций);
к фильтрации поллютантов в подземные водоносные горизонты через борта и основание накопителей;
к нарушению обвалования хранилищ и попаданию нефтеотходов на рельеф местности.

К тому же продукты частичного распада нефти и нефтепродуктов, содержащихся в накопителях, намного более токсичны и канцерогенны, чем сама нефть. В связи с этим задача создания высокоэффективных и экологически чистых технологий обезвреживания нефтешламов и ликвидации нефтешламовых амбаров приобретает все большее значение.

Методы переработки нефтешламов

В настоящее время отсутствует какой-либо один универсальный, экологически чистый, экономически оправданный и ресурсосберегающий способ переработки нефтесодержащих отходов. В каждом конкретном случае выбор метода зависит от состава источника образования, времени складирования, количества механических примесей и пр.

В Российской Федерации нашли применение следующие методы переработки нефтяных отходов:

Термические — сжигание в печах разных конструкций, в т.ч. пиролиз. Недостатки: высокая стоимость; загрязнение воздуха продуктами горения (оксиды углерода, азота, серы, ПАУ и др. токсичные вещества); образование шлаков, которые также необходимо обезвреживать, т.к. они содержат большое количество канцерогенов.
Химические — обезвреживание жидких и твердых углеводородсодержащих отходов (осаждение, капсулирование, использование сорбентов, магнитных собирателей и пр.) путем добавления к нейтрализуемой массе различных реагентов.
Физические — отстаивание, прессование, центрифугирование, фильтрование, экстрагирование. Применяются, как правило, при очистке жидких отходов; характеризуются самой низкой степенью очистки.
Физико-химические — разделение нефтяных шламов с помощью специально подобранных ПАВ, фильтрующих систем, реагентов для разрушения эмульсий, растворителей на отдельные фазы с дальнейшим использованием нефтяного шлама в качестве сырья для других отраслей экономики (коагуляция и флокуляция, экстракция, сорбция, ионный обмен, флотация и др.).

Все вышеперечисленные методы недостаточно технологичны, экологически небезопасны, энергоемки и требуют значительных капитальных вложений. В результате их применения часто образуются побочные продукты, которые в свою очередь нуждаются в утилизации. Поэтому объемы переработки отходов отстают от объемов образования, и к уже накопленным количествам добавляются новые.

Биологические методы (биотехнологическое обезвреживание)

Подобных недостатков лишены биологические методы, основанные на способности микроорганизмов перерабатывать углеводороды и другие компоненты нефти посредством биохимических реакций, в ходе которых происходит расщепление, минерализация и частичная гумификация компонентов загрязненной почвенной системы.

К достоинствам биологического метода следует отнести невысокие материальные затраты и экологическую чистоту. Однако область его применения имеет свои ограничения, связанные с диапазоном активности микроорганизмов, зависящим от температуры, кислотности, концентрации нефтезагрязнения и аэробных условий.

Почва является уникальной системой и важнейшим компонентом природной среды, формирование которой происходит на протяжении десятков и сотен тысяч лет. После биологического обезвреживания замазученных грунтов и нефтешламов образуется большое количество почвогрунта. В идеале он должен характеризоваться хорошими потребительскими свойствами, т.е. обладать высоким содержанием гумуса и низким содержанием нефтепродуктов.

Поэтому, несмотря на преимущества ряда механических, физических и химических методов очистки от нефти и нефтепродуктов и на недостатки биологических, главным аргументом в пользу применения последних является то, что с их помощью можно восстановить плодородие земли и вернуть ее в сельскохозяйственный оборот.

В связи с этим наиболее перспективным способом переработки нефтесодержащих отходов является использование комплекса мер с обязательным включением этапа биологического (биотехнологического) обезвреживания.

Решение ООО «НПО БАЛТЭК» и сорбент «БИОНИТ»

Приоритетная задача ООО «НПО БАЛТЭК» — оказание услуг по реабилитации загрязненных нефтешламами территорий, почвы, воды, а также производство инновационных сорбентов «БИОНИТ» (ТУ 2164-003-64280161-2012).

Наша компания предлагает воспользоваться преимуществами сорбента-биодеструктора нефтепродуктов и солей тяжелых металлов из почвы и воды.

Свойства сорбента «БИОНИТ»

Избирательно поглощает вещества в молекулярно- и ионно-растворимом состоянии.
Повышенная сорбционная активность и поверхность — уменьшает расход сорбента.
Не горит и не опасен в огне — может использоваться при тушении пожаров.
Поглощает газы и летучие пары — исключает вероятность взрывов и пожаров.
Предельно низкая десорбция — предотвращает вторичное загрязнение.
После сорбции нефти разрушает ее методом каталитической деструкции.
Собирает нефтепродукты и их пленки с любого грунта и поверхностей, с воды.
Полностью нейтрализует донные отложения нефтепродуктов.
Не растворяется кислотами, не смерзается, не разбухает и не теряет механических свойств.
Экономичен и безопасен для человека, так как натурален и прост в обращении.

Где применяется

Применяется в нефтяной промышленности для дезактивации нефтяных разливов и утилизации их отходов, тушения огня и превентивной защиты нефтяных амбаров.

Сорбент пригоден для решения таких задач:

Служить экраном под местами потенциально опасными при проливах и авариях: емкостями, магистралями, насосными станциями, местами налива и мойки цистерн.
Устройство не фильтрующего слоя — нефтяных ловушек, брустверов и отсыпки емкостей и опасных территорий.
Активно впитать нефтепродукты, дезактивировать их и не пропустить в воду и почву.
Реабилитировать загрязненный нефтехимией и тяжелыми металлами грунт.
Очищать емкости и цистерны пескоструйным методом.
Отсыпка в лотках для профилактики проливов.
Комплексно очищать водоемы, накопители и пруды-отстойники от нефтепродуктов.
Очищать и доочищать промышленные, ливневые и поверхностные стоки.
Эффективно санировать и восстанавливать почву и водоемы от загрязнения.
После контакта с агрессивными и огнеопасными жидкостями сорбент остается экологически безопасным материалом.
Пропитанный нефтепродуктами сорбент можно продавать и сжигать в печах — при сгорании он не образует вредных и опасных соединений.
Очищенная сорбентом почва остается на месте и не перемещается на полигон опасных отходов, что исключает дополнительные затраты на ее утилизацию.
Обработанные сорбентом площади являются санированными и пригодными для любого применения.

Вывод и экономическая эффективность

Использование «БИОНИТ» (ТУ 2164-003-64280161-2012) является экономически выгодным для восстановления и очистки всех видов почв и водоемов, включая дно водоемов. Действуя как эффективный сорбент и структурный мелиорант, он восстанавливает грунт и позволяет решить целый комплекс задач по реабилитации и рекультивации земель.

Стоимость утилизации на сегодняшний день — от 13 000 руб./т и зависит от типа нефтешлама.

Применение сорбента «БИОНИТ» при наличии 10% нефтепродукта в нефтешламе составляет от 6 000 руб./т.

Возможность переработки на месте нефтеразлива (как старых, так и новых загрязнений): от 10 000 т/мес. с возможностью выхода на проектную мощность до 50 000 т/мес. в течение 1 года.

Отдельно обращает внимание полная эксклюзивность по обезвреживанию донных загрязнений нефтешламами, включая эмульгированные нефтепродукты (мазут, дизельное топливо) и растворенные фенолы.

Производимые нашим предприятием сорбенты имеют все необходимые сертификаты, многочисленные отзывы и лабораторные исследования, доказывающие его высочайшую эффективность.