Способ очистки грунта от нефтезагрязнений

 

Изобретение относится к способам очистки и обработки грунтов и почв от различных загрязнений, в том числе и от нефтепродуктов. Способ включает механическое извлечение загрязненного грунта из массива, последующее контактирование его с водой в режиме механической флотации в псевдоожиженном слое твердой фазы грунта в неоднородном магнитном поле с градиентом магнитного поля от 3 до 150 эрстед/м и с добавлением поверхностно-активных веществ, предварительно обработанных в слое эллипсоидальной загрузки, вращающейся во встречных электромагнитных полях. Средняя напряженность неоднородного магнитного поля в зоне флотации составляет от 100 до 3000 эрстед. В качестве поверхностно-активных веществ могут быть использованы микроорганизмы и продукты их переработки, например микроорганизмы активного ила биологических очистных сооружений, на которых осуществляется очистка нефтесодержащих сточных вод. Для наиболее эффективного использования поверхностно-активные вещества предварительно обрабатывают в слое эллипсоидальной загрузки, выполненной из ферромагнитного материала, например в виде сплющенных железных колец, в течение от 1 до 30 минут. Технический эффект - повышение степени очистки грунта от нефтепродуктов. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам очистки и обработки грунтов и почв от различных загрязнений, в том числе и от нефтепродуктов.

Известны различные способы очистки грунтов, например физические [1]. Сущность известных физических способов состоит в том, что загрязненный грунт механически извлекается из массива и вывозится в места дальнейшей обработки в специальных установках с двухступенчатой термообработкой.

Существенным недостатком этого способа являются большие энергозатраты, а также низкая эффективность очистки грунтов, например от нефтепродуктов.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является способ очистки грунтов от нефтезагрязнений путем контактирования его с водой [2]. В результате такого контакта нефтезагрязнения переходят с поверхности твердой фазы в воду. При этом получают очищенный от нефтезагрязнений грунт и воду, содержащую нефтепродукты и которую затем очищают известными способами.

Существенным недостатком известного способа является невысокая эффективность очистки загрязненных нефтепродуктами грунтов.

Для устранения указанных недостатков предложен новый способ очистки грунтов от нефтепродуктов. Предлагаемый способ включает механическое извлечение загрязненного грунта из массива, последующее контактирование его с водой, при этом отличительная особенность этого способа состоит в том, что контактирование грунта с водой происходит в режиме механической флотации в псевдоожиженном слое твердой фазы грунта в неоднородном магнитном поле с градиентом магнитного поля от 3 до 150 эрстед/м и с добавлением поверхностно-активных веществ, предварительно обработанных в слое эллипсоидальной загрузки, вращающейся во встречных электромагнитных полях, причем средняя напряженность неоднородного магнитного поля в зоне флотации составляет от 100 до 3000 эрстед, а в качестве поверхностно-активных веществ могут быть использованы микроорганизмы и продукты их переработки, например микроорганизмы активного ила биологических очистных сооружений, на которых осуществляется очистка нефтесодержащих сточных вод. Для наиболее эффективного использования поверхностно-активные вещества предварительно обрабатывают в слое эллипсоидальной загрузки, выполненной из ферромагнитного материала, например в виде сплющенных железных колец, в течение от 1 до 30 минут. Указанная загрузка приводится во вращательное движение за счет действия хаотически направленных сил со стороны встречных электромагнитных полей. Этот прием позволяет активировать действие поверхностно-активных веществ, что приводит к существенному ослаблению взаимодействия между частицами грунта и загрязнениями, например в виде нефтепродуктов и частиц ферромагнитной природы. Отрыву последних от частиц грунта способствует и использование неоднородного магнитного поля.

Загрязнения, оторванные от частиц грунта за счет указанных выше факторов, попадая в зону флотации, слипаются с газовыми пузырьками и, образуя флотокомплексы загрязнения - газовые пузырьки, подымаются вверх в пенный слой, в котором собираются уловленные загрязнения. Интенсификация флотационного процесса достигается проведением его в режиме псевдоожижения твердой фазы очищаемого грунта. В этом случае частица грунта многократно витает в зоне флотации, подвергаясь интенсивному механическому воздействию со стороны других частиц, что способствует дополнительному очищению частиц грунта от загрязнений.

Эффективность предлагаемого способа иллюстрируется нижеследующими примерами.

Пример 1

Загрязненный нефтепродуктами и металлической окалиной грунт очищали механической флотацией с расходом воздуха 1 м³/м² мин в течение 30 мин в зоне действия источника неоднородного магнитного поля со средней напряженностью 100 эрстед и градиентом напряженности поля 3 эрстед/м с добавлением поверхностно-активных веществ, в качестве которых использовали микроорганизмы активного ила, отобранные с биологических очистных сооружений нефтеперерабатывающего завода. Указанный активный ил активировали в слое эллипсоидальной загрузки во встречных электромагнитных полях в течение 30 минут. Количество добавленного активного ила составило 250 мг на 1 кг грунта.

В результате флотационной обработки в указанном выше режиме содержание загрязнений снизилось:

по нефтепродуктам с 280 до 12 мг/кг, а по металлической окалине (железу) с 386 до 19 мг/кг.

Пример 2

Загрязненный нефтепродуктами и металлической окалиной грунт очищали, как и в примере 1, за исключением того средняя напряженность магнитного поля составила 1550 эрстед, а градиент магнитного поля 77 эрстед/м, а обработку активного проводили в течение 15,5 минут.

В результате флотационной обработки содержание загрязнений в грунте снизилось:

по нефтепродуктам с 280 до 0,3 мг/кг, а по окалине с 386 до 2,7 мг/кг.

Пример 3

Загрязненный нефтепродуктами и металлической окалиной грунт очищали, как и в примере 1, за исключением того, что напряженность магнитного поля составила 3000 эрстед, а градиент магнитного поля 150 эрстед/м, а обработку активного ила проводили в течение 1 минуты.

В результате флотационной обработки содержание загрязнений в грунте снизилось:

по нефтепродуктам с 280 до 1,2 мг/кг, а по окалине с 386 до 5,2 мг/кг.

При очистке такого же грунта по известному способу (прототипу) содержание загрязнений снизилось:

по нефтепродуктам с 280 до 156 мг/л, а по окалине с 386 до 259 мг/л.

Приведенные выше примеры указывают на высокую эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным.

Источники информации

1. Королев В.А. Очистка грунтов от загрязнений. - М: МАИК “Наука/Интерпериодика”, 2001. - с.188-190.

2. Блянкман Л.М., Пономарев В.Г., Смирнова Н.Л. Очистка фильтрующих материалов. 2-е изд. - М.: Энергоатомизатор, 1992. - с.70-81.

Формула изобретения

1. Способ очистки грунта от нефтезагрязнений, включающий извлечение загрязненного грунта из массива с последующим контактированием с водой, причем контактирование с водой проводят в режиме механической флотации в псевдоожиженном слое твердой фазы грунта в неоднородном магнитном поле с градиентом магнитного поля от 3 до 150 Э/м и с добавлением поверхностно-активных веществ, предварительно обработанных в слое эллипсоидальной загрузки, вращающейся во встречных электромагнитных полях.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что средняя напряженность неоднородного магнитного поля в зоне флотации составляет от 100 до 3000 Э.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют микроорганизмы и продукты их переработки.

4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют микроорганизмы активного ила биологических очистных сооружений.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что время обработки поверхностно-активных веществ в слое эллипсоидальной загрузки составляет от 1 до 30 мин.