Нефтяной шлам представляет собой сложную смесь, содержащую различные количества отработанного масла, сточных вод, песок и минеральные вещества. За его производство в больших количествах ответственна нефтяная промышленность. Эффективная утилизация нефтешламов – это применение разных технологических методов, которые снижают токсичность этого вида отходов и позволяют получать вторсырье.
Содержание статьи
Зачем нужна утилизация нефтешламов?
В соответствии с природоохранным законодательством, нефтесодержащие шламы являются опасными отходами. Их нельзя просто утилизировать методом захоронения на обычном полигоне ТКО. Шламы накапливаются в резервуарах для сырой нефти, резервуарах для продуктов переработки этой маслянистой горючей жидкости, опреснителях и в других местах во время ее добычи, ее производства и переработки.
Если эти отходы содержат менее 40% нефти (или масла), они считаются малонефтяными. Эти шламы должны быть обработаны и обезврежены перед утилизацией. Для этой цели может применяться биологическая очистка.
Но, как правило, рассматриваемые шламы содержат более 40% горючего полезного ископаемого. В этом случае используется несколько методов для отделения масла, воды и твердых частиц. Извлеченная нефть перекачивается обратно в процесс переработки шламов, в то время как твердые вещества и вода перед утилизацией обрабатываются. Для обработки и утилизации отработанного масла доступны несколько методов, а именно:
- термические;
- механические;
- биологические;
- химические.
Каждый метод обработка имеет свои преимущества и недостатки. Обычная практика – использовать комбинацию из этих четырех методов. Это позволяет максимизировать выход полезной нефти из шлама.
Первым шагом в процессе утилизации шламов является рекультивация. Для того чтобы извлечь из них как можно больше масла, по мере возможности используют комбинацию химикатов и деэмульгаторов. Самые верхние слои нефти собирают с помощью насосов и барж. Отделение осадка производится с помощью центрифуги.
Полученная нефть затем доставляется на нефтеперерабатывающий завод или продается на рынке. Твердые частицы, из которых масло не восстанавливается, подлежат удалению. Происходит это следующим образом:
- Сжигание непригодных для использования шламов (твердых углеводородных веществ, смешанных с водой и эмульсии) и использование выделяемого тепла и газов;
- Обезвоживание осадка — очищенная вода возвращается в систему окружающей среды, а выделенные твердые частицы подлежат захоронения;
- Использование консолидирующих растворов для превращения шлама в твердотельный. Затем твердые частицы используются в строительных проектах, а осадок служит источника тепла.
Другой метод утилизации твердых частиц – биологическая рекультивация. Использование поверхностно-активных веществ и эмульгаторов разрушит старый осадок и позволит его удалить из контейнера. Рамнолипиды, как естественный сурфактант полезны в извлечении этих нефтяных шламов и восстановлении их для дальнейшего использования. Эти восстановленные шламы, содержащие рамнолипидные поверхностно-активные вещества, возвращают большую часть основных свойств исходного масла. Главное отличие такого вторсырья по сравнению с исходником – меньшая вязкость.
Методы утилизации нефтешламов
Переработка и утилизация нефтешламов применяются после извлечения всей полезной нефти и углеводородов. Среди различных используемых методов: сжигание, окисление, отверждение/стабилизация и биоразложение.
Сжигание – это процесс, посредством которого отработанный осадок из нефтяной промышленности подвергается воздействию высоких температур и полностью сгорает при наличии избытка воздуха и вспомогательного топлива. Используются два основных типа печей для сжигания:
- Вращающаяся печь – температуры сгорания в печах колеблются в пределах 980–1200°C со временем пребывания 30 мин;
- Псевдоожиженный слой – температуры сгорания в псевдоожиженном слое в диапазоне 730–760°C со временем пребывания, измеряемым в днях.
Псевдоожиженный слой лучше всего подходит для обработки шлама низкого качества, поскольку он обладает высокой эффективностью перемешивания, гибкостью топлива, низкими выбросами загрязняющих веществ и высокой эффективностью сгорания.
Стабилизация/застывание (или отвержение) – это процесс инкапсуляции/ герметизации отходов с использованием связующего с единственной целью — предотвратить выщелачивание отходов в окружающую среду физическими или химическими средствами. В результате получают экологически чистые строительные материалы или неопасные отходы, которые можно вывозить на мусорные полигоны.
Окислительная обработка – это процесс разложения органических загрязнителей с использованием химических и других окислителей. В процессе окисления реактивные вещества вводятся в маслянистый ил, а органическое соединение в нем окисляется до диоксида углерода и воды или до неопасных материалов.
Используются различные окислительные реагенты в этом процессе для обработки маслянистых осадков, таких как реагент Фентона, гипохлорит, озон, ультразвуковое облучение, перманганат и персульфат. Применение ультразвукового облучения в процессе окисления нефтешлама также доказало свою эффективность.
При биоремедиации используются микроорганизмы, чтобы добиться биоразложения и удаления загрязнителей из окружающей среды. Применяются следующие методы:
В нефтяной промышленности нельзя избежать образования шламов, и из-за их токсичности и опасного характера они создают глобальную проблему. Для ее решения разработано несколько подходов, описанных выше.
Некоторые методы очень хороши, но связаны с высокими эксплуатационными расходами, и их применение в больших масштабах может быть ограничено, в то время как другие, такие как земледелие, очень просты в применении и имеют низкую стоимость эксплуатации. Однако для полной утилизации потребуется много времени (в среднем 2 года) и большие площади земли.
Развитие переработки нефтешламов в России – это выгодная, экономически и экологически обоснованная альтернатива утилизации.
