Способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта и система сооружений для его реализации

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами. Способ включает обваловку грунта в виде дамбы по контуру его загрязнения. Как внутри, так и снаружи обваловки прокладывают траншеи и заполняют их сорбентом - отходом производства активированного угля фракции 0,1-5,0 мм с отрицательной и/или положительной плавучестью. Траншеи внутри обваловки заполняют сорбентом, имеющим как отрицательную, так и положительную плавучесть, а траншеи, расположенные снаружи обваловки, заполняют сорбентом, имеющим только отрицательную плавучесть. По ходу движения грунтовых вод выполняют контрольные скважины. Система сооружений для осуществления способа включает обваловку места разлива нефти в виде дамбы и ряд траншей внутри и снаружи обваловки, заполненных сорбентом как с отрицательной, так и с положительной плавучестью. По ходу движения грунтовых вод за обваловкой расположены контрольные скважины. Заявленная группа изобретений обеспечивает упрощение процесса очистки грунта и утилизацию отходов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта.

Уровень техники

При добыче, переработке и хранении нефть и нефтепродукты проливаются и загрязняют почвогрунты, поверхностные и подземные воды. Для предохранения от загрязнения окружающей среды на промыслах делается обваловка участка добычи, которая локализует нефтяное загрязнение, но не исключает его (пат. РФ №2182215, МПК Е21В 21/01, бюл. №13, 2002 г.).

Известен улучшенный способ удаления вредных веществ из почвы, преимущественно нефти и ее производных с помощью водных экстрагентов (пат. Германии №3738264, МПК А62Д 3/00 ony6л.30.03.89 г.).

Согласно этому способу для извлечения вредных примесей применяют экстрагент, содержащий пирофосфат или оксалат натрия с концентрацией 0,1-1,0%. Загрязненную почву изолируют с помощью водонепроницаемых перегородок, а экстрагент по трубам вводят в почву. Объем экстрагента 50-100 л/м² почвы в день. Затем осуществляют удаление экстрагента путем откачивания. В другом варианте экстрагент наносят на поверхность почвы путем распыления. Со временем экстрагент просачивается в нижние слои изолированного участка, а затем откачивается в виде экстракта. Данный способ требует оборудования для нагнетания и откачки раствора, труб, перегородок для изолирования загрязненного участка и т.п. Все это значительно увеличивает стоимость очистки. Кроме того, весьма велик расход экстрагента на обработку почвы. В описании к патенту в качестве примера приведены результаты по обработке почвы низкой степени загрязнения - 1 г/кг почвы (0,1%). Поэтому встает вопрос о недостаточной эффективности этого метода при большой загрязненности почвы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ очистки загрязненного нефтью или нефтепродуктами грунта (пат. РФ №2071671, МПК В09С 1/00, опубл. 10.01.1997 г.) путем вымывания их водой, сбор нефти или нефтепродукта. Перед вымыванием нефти в массиве грунта по контуру его загрязнения от уровня водоносного слоя намораживают льдо-грунтовую стенку с обваловкой на поверхности, при этом вымывание нефти ведут закачкой воды в подстилающий водоносный слой через нагнетательные скважины до поднятия уровня грунтовых вод с нефтью и нефтепродуктами до дневной поверхности. Вымывание нефти из грунта осуществляют закачкой воды с добавлением поверхностно-активных веществ. Вымывание нефти из грунта осуществляют его вибрированием. Сбор нефти или нефтепродукта с поверхности грунта осуществляют откачкой или сорбцией. После сбора нефти и нефтепродуктов поверхность грунта обрабатывают штаммом нефтеперерабатывающих микроорганизмов и минеральными удобрениями при аэрации массива грунта воздухом, подаваемым через продувочные скважины, расположенные в шахматном порядке.

Недостатками способа-прототипа являются технологическая сложность и значительные затраты на его осуществление.

Задачей создания изобретения является упрощение процесса очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, а также возможность использования отходов производства активированного угля в целях охраны окружающей среды.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в п.1 формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, включающий обваловку грунта в виде дамбы по контуру его загрязнения, и отличительных, существенных признаков: как внутри, так и снаружи обваловки прокладывают траншеи, заполняют их сорбентом - отходом производства активированного угля фракции 0,1-5,0 мм с отрицательной и/или положительной плавучестью, при этом траншеи внутри обваловки заполняют сорбентом, имеющим как отрицательную, так и положительную плавучесть, а траншеи, расположенные снаружи обваловки, заполняют сорбентом, имеющим только отрицательную плавучесть, причем по ходу движения грунтовых вод выполняют контрольные скважины. Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в п.2 формулы изобретения, общих с прототипом, таких как система сооружений для очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, содержащая обваловку места разлива нефти в виде дамбы, и отличительных, существенных признаков, таких как система сооружений дополнительно содержит ряд траншей внутри и снаружи обваловки, заполненных сорбентом как отрицательной, так и положительной плавучести, а также за обваловкой контрольные скважины, расположенную по ходу движения грунтовых вод.

Технический результат от использования вышеперечисленной совокупности существенных признаков изобретения заключается в упрощении процесса очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, а также в возможности использования отходов производства активированного угля в целях охраны окружающей среды.

Изобретение иллюстрируется чертежами.На фиг.1 показан продольный разрез сооружения для очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта; на фиг.2 - вид сооружения в плане; на фиг.3 - траншея в разрезе.

Система сооружений для очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта содержит обваловку 1 места разлива нефти в виде дамбы, а также ряд траншей внутри 2 и снаружи 3 обваловки, заполненных сорбентом как отрицательной 4, так и положительной 5 плавучести. Под положительной плавучестью понимается способность частицам сорбента находиться на поверхности жидкости. Под отрицательной плавучестью понимается способность погружаться частицам сорбента в жидкость. Глубина траншей определяется фильтрационными и физико-механическими свойствами грунтов, условиями залегания грунтовых вод в районе аварии. Траншеи с течением времени заполняются нефтепродуктами, водой (атмосферные осадки, таяние снега, верховодка) 10. За обваловкой 1 выполнены контрольные скважины 6, расположенные по ходу движения грунтовых вод 7. Водоупорные породы обозначены позицией 8, нефтезагрязненный грунт - 9.

Пример осуществления изобретения. Способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, например, в случае аварии на трубопроводе (на чертеже не показан), включает выполнение обваловки 1 грунта в виде дамбы по контуру его загрязнения (фиг.2). Как внутри, так и снаружи обваловки проходят траншеи 2,3, их заполняют сорбентом с отрицательной 4 и/или положительной 5 плавучестью. Многокомпонентный сорбент состоит из частиц активированного угля с положительной и отрицательной плавучестью (соотношение компонентов сорбента с положительной и отрицательной плавучестью определяется соотношением нефти, плавающей на поверхности, и нефти, находящейся в объеме воды, используются данные анализа), изготовлен из отходов производства активированных углей фракции 0,1-5,0 мм. Такой сорбент позволяет удалять нефтепродукты как с поверхности, так из объема воды 10, находящейся в траншеях (фиг.1). Загрязненная вода, дренированная траншеями, очищается сорбентом с отрицательной плавучестью. Часть сорбента после осаждения образует сорбирующий слой на дне, который при фильтрации воды в грунт будет работать по принципу намывного фильтра (фиг.3). Нефтяная пленка удаляется плавающим сорбентом (с положительной плавучестью фракции 0,1-0,5 мм). Расход сорбента в зависимости от типа и свойств нефти составляет 200-250 кг на тонну нефти.

Для предотвращения возможного загрязнения грунтовых вод за пределами обваловки вследствие просачивания нефтепродуктов сквозь тело дамбы и инфильтрации в грунтовые воды с участка складирования или места аварии по направлению движения подземных вод выкапывают траншею и заполняют ее сорбентом с отрицательной плавучестью. Кроме того, для контроля эффективности очистки по ходу движения грунтовых вод выполняют контрольные скважины (фиг.1). После очистки грунта сорбент удаляют из траншей или утилизируют, например, путем сжигания в топках или оставляют на месте, а на участке складирования проводят техническую и биологическую рекультивацию.

Таким образом, все нефтепродукты локализуются на ограниченном участке, предотвращается их распространение поверхностными и подземными водами. Способ сравнительно прост в применении и экономичен, поскольку для его реализации используются отходы производства активированного угля, он может применяться для локализации аварийных разливов нефти. Сооружения, с помощью которых реализуется данный способ, не требуют больших капитальных затрат. Кроме того, сорбент, учитывая его низкую стоимость, может использоваться в виде экранов, укладываемых в местах с высокой вероятностью разлива технологических продуктов на нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и нефтетранспортных предприятиях, нефтяной промышленности, при загрязнении поверхностных вод и других случаях.

Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

1. Способ очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, включающий обваловку грунта в виде дамбы по контуру его загрязнения, отличающийся тем, что как внутри, так и снаружи обваловки прокладывают траншеи, заполняют их сорбентом - отходом производства активированного угля фракции 0,1-5,0 мм с отрицательной и/или положительной плавучестью, при этом траншеи внутри обваловки заполняют сорбентом, имеющим как отрицательную, так и положительную плавучесть, а траншеи, расположенные снаружи обваловки, заполняют сорбентом, имеющим только отрицательную плавучесть, причем по ходу движения грунтовых вод выполняют контрольные скважины.

2. Система сооружений для очистки загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта, содержащая обваловку места разлива нефти в виде дамбы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ряд траншей внутри и снаружи обваловки, заполненных сорбентом как отрицательной, так и положительной плавучести, а также за обваловкой контрольные скважины, расположенные по ходу движения грунтовых вод.