ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Способ химического обезвреживания загрязненных нефтью и нефтепродуктами грунтов отходами производства

Рекомендуемая область пременения

- Аварийные разливы нефти на магистральных нефтепроводах;
- аварийные разливы топлива на складах Г.С.М.;
- замазученные земли на территории железной дороги.

Назначение, цели и задачи проекта

Предотвращение экологического ущерба и сокращение затрат на природоохранные мероприятия.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Тюменская область по прежнему продолжает лидировать в России по числу техногенных чрезвычайных ситуаций, связанных с поступлением в окружающую среду нефти и нефтепродуктов. Согласно данных обзора областного комитета по охране природы, в 80-е годы в Тюменской области ежегодно фиксировалось 200-300 аварий, связанных с розливом нефти; в последнее время это количество оценивается в 2500-3000 случаев, при этом прогнозируется тенденция к дальнейшему ежегодному приросту на 2-3%. В 1995 году серьезных аварий на магистральных трубопроводах – 7 случаев. По различным оценкам ежегодные объемы разлитой в результате аварии нефти составляют по области от 7,0 до 8,5 тысяч тонн, а исчисленные суммы ущерба оценивают в 200-250 млрд. рублей.

По данным Ямало-Ненецкого областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов общая площадь загрязненных земель нефтепродуктами только в районах месторождений АО «Ноябрьскнефтегаз» и АО «Пурнефтегаз» составляет 892,1 га. Такого же рода проблемы возникают и на территориях г. Тюмени: аварии на складе ГСМ в воинской части п. Богандинский, загрязнение мазутами земель на Свердловской железной дороге и др.

Традиционным методом очистки грунтов от нефтепродуктов является биоочистка: в настоящее время нашей промышленностью выпускается около 6 видов подобных бактериальных препаратов. Одним из распространенных является «Путидойл». Но данный препарат работает при невысокой степени загрязенности грунта – менее 50 г нефти/кг песка, при этом содержание воды должно быть не более 20 г нефти/л воды. Также для нормального протекания процессов ассимиляции необходимо, чтобы температура воздуха была не ниже +10⁰С, что затрудняет применение препарата в условиях Западной Сибири и Крайнего Севера.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Тюменский государственный нефтегазовый университет и институт криосферы Земли Сибирского отделения Российской академии предлагают для очистки загрязненных нефтью грунтов сорбент КФП – на основе карбамидоформальдегидных смол. Но главными недостатками КФП – сорбента является сложная химическая технология производства, проблемы с утилизацией отработанного материала. При этом данный сорбент не очищает почвы до требуемых норм, а предлагается к использованию в сочетании с биологическими препаратами.

В зарубежной практике имеется опыт применения химического обезвреживания грунтов оксидами щелочных металлов, негашеной известью или химическим реагентом на основе негашеной извести с добавлением ПАВ (поверхностно-активные вещества) или СМС (синтетические моющие средства с добавлением ПАВ) и воды, применяемый фирмами «Мейснер Грундбау», «Лео Консул» (ФРГ), «Фест Альтинс» (Австрия), МосводоканалНИИпроектом (в книге П.П.Пальгунова, М.В,Сумарокова «Утилизация промышленных стоков»: М, Стройиздат, 1990 – с.251-253).

Недостатком известного способа является использование дорогостоящей негашеной извести. Кроме того, известен способ смешения нефтесодержащих отходов с измельченным печным шлаком и гидрооксидом щелочного металла, применяемый в Японии (в книге П.П.Пальгунова, М.В.Сумарокова «Утилизация промышленных стоков»: М, Стройиздат, 1990 – с.251-253). Недостатком данного способа является необходимость предварительного измельчения шлаков и применения дополнительных реагентов (NaOH, KOH и LiOH). Задачей данного способа является удешевление процесса обезвреживания и расширение диапазона его применения. Предлагаемы способ отличается тем, что в качестве обезвреживающих реагентов применяются отходы металлургических производств; либо шлаки феррохромовые самораспадающиеся СФШ (ТУ 14-11-181-89), которые содержат не менее 46% СаО, 7-16% МgО, 24-32% SiO₂, 4-8% Al₂O₃, 2-6% CrO₃, фракций менее 0,5 мм до 97%, либо известь порошкообразная (ТУ 14-139-162-97), содержащая не менее 45% СаО и МgО, активного МgО не более 5%, фракций менее 1 мм не менее 85%. В целом технология процесса выглядит следующим образом: загрязненный нефтью или нефтепродуктами грунт смешивается с раствором СМС и затем тщательно перемешивается с одним из указанных отходов. Продукт реакции – коричневое порошкообразное вещество, состоящее из мельчайших гранул. Материал инертен в отношении воздействия на почву и воду, так как мельчайшие частицы токсичных компонентов заключены в оболочки – капсулы, которые равномерно распределены в массе продукта, водонепроницаем, морозоустойчив, обладает высокой прочностью. В результате экспериментов получены следующие оптимальные дозы реагентов в зависимости от вида загрязняющего вещества: для сырой нефти расход СФШ 15-16 г на 1 г нефти или извести порошкообразной 5-8 г на 1 г нефти; для мазутов расход СФШ 32-36 г на 1 г нефти или извести порошкообразной 16-18 г на 1 г нефти. В случае любого загрязняющего вещества расход 5-7% раствора СМС зависит от влажности почвы и находится в пределах 20-80 г на 100 г почвы. Степень обезвреживания 90-100%. Проведенные в лабораторных условиях эксперименты полностью подтверждают возможность применения в качестве обезвреживающих реагентов отходы металлургических производств Уральского региона.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Пример 1. Проба грунта 30% песок, 60% глина, 10% другие включения (влажностью 20%), имеющию концентрацию сырой нефти 100 г/кг, предварительно обрабатывалась 5% раствором СМС в количестве 0,4 л/кг, затем тщательно перемешивалась с известью порошкообразной в количестве 600 г/кг. Остаточное содержание несвязной нефти составляло 1-1,5 г/кг.

Пример 2. Проба замазученного грунта с участка Свердловской железной дороги (80% песок, 10% глина, 10% гравий; влажность 40%), имеющая концентрацию мазута 220 г/кг, предварительно обрабатывалась 5% раствором СМС в количестве 0,2 л/кг, затем тщательно перемешивалась со шлаками СФШ в количестве 6600 г/кг. Обезвреживание произошло полностью.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Экономические показатели

Основные экономические показатели на обезвреживание замазученных грунтов

Новые потребительские свойства продукции

Улучшение санитарно-экологических свойств территорий, устранения запаха нефтепродуктов не обрабатываемых территориях; снижение класса опасности обезвреженного грунта; использование в технологии отходов производств.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам. Содержание оксидов кальция или магния не менее 60%, отсутствие токсичных веществ.

Стадия и уровень разработки

В мае 2002 года ОАО «Сибнефть-Тюменьнефтепродукт» обратилось в Тюменскую государственную архитектурно-строительную академию с просьбой помочь разрешить проблему очистки загрязненных нефтепродуктами участков нефтебаз Туринская и Тюменская. Общая планируемая для обработки площадь составила 851 м2, средняя глубина проникновения нефтепродуктов 1 см. Характерные участки общей площадью 209 м2 действующей Туринской н/б, расположенной в 21 км по Тобольскому тракту, следующие: а) старые аварийные разливы на газонах с травяной растительностью; б) старые разливы на песчаных и супесных грунтах; в) старые и свежие разливы на твердых поверхностях; асфальте, железобетонных плитах, деревянных шпалах; г) свежий аварийный разлив на грунт, Вид нефтепродуктов: топливо и топливные масла.
В результате проведенных работ через 2 месяца отмечается значительное снижение содержания нефтепродуктов в грунте и на твердых покрытиях, экологичный вид территории, отсутствие специфического запаха.При добавлении слоя здорового грунта на обработанной площади сеяли газонную траву. В процессе эксперимента в лабораторных условиях при разбавлении обработанного грунта чистым примерно на 50% достигалась 60-процентная всхожесть семян овса.
Пакет технической документации готов к реализации.

Предлагаемые инвестиции

На 1 м2 нефтезагрязненной территории затраты составят 900 рублей; На 1 м2 замазученной территории затраты составят 1850 рублей. Затраты приведены с учетом транспортных расходов.

Рынки сбыта

Нефтебазы, склады ГСМ, автозаправки, ж/д депо, котельные, места аварийных, розливов нефти и нефтепродуктов (все регионы)

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемые в проекте отходы производства могут использоваться на мировом рынке аналогичных услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

27.09.2006