Способ утилизации буровых шламов

Авторы патента:

Митриковский Александр Яковлевич (RU)

B09C1/10 - микробиологическими способами или с использованием ферментов

Владельцы патента RU 2595172:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к способам утилизации и рекультивации бурового шлама на основе применения отходов производства (магния) в сочетании с комплексным использованием биопрепаратов и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для утилизации буровых шламов. В буровой шлам вносятся карналлит магния, нефтеразлагающие бактерии, препарат ризоторфин и перемешиваются. Полученный почвогрунт можно использовать для рекультивации техногенно-нарушенных земель, с последующим возделыванием бобовых и злаковых культур-фитомелиораторов. Создаются благоприятные физические и химические свойства отработанного раствора, снижается РН, улучшается оструктуренность полученного грунта. 2 табл.

Известен способ утилизации бурового шлама, заключающийся в том, что в отработанный буровой шлам вносят модифицированный торф, известь и минеральные удобрения [RU 2005107571 А, МПК⁶ Е21В 43/22, опубл. 27.08.2006]. Все смешивают до получения сыпучей массы, которая складируется в бурты и укрывается полимерной пленкой. Перед распределением смеси на участке земельного отвода проводят ее переработку, усредняя ее физико-химические показатели смеси, рассредоточивают смесь на участке и на ее поверхность вносят измельченную известь и при необходимости комплексные минеральные удобрения, содержащие азот, фосфор, калий, после чего участок перекапывают и засеивают травами или проводят посадку деревьев.

Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса переработки бурового шлама, при отсыпке откосов автодороги существует риск размыва наносимой смеси, а также неудобства при перемещении ее на объект отсыпки и при распределении по участку.

Известен способ переработки отработанного бурового раствора и бурового шлама в искусственный почвогрунт путем переработки промышленных отходов с использованием торфа и фосфоросодержащих минеральных удобрений [RU 2187531 С1, МПК⁷ С09К 7/02, опубл. 20.08.2002].

Недостатком данного способа является возможность использования только модифицированного торфа моховой группы, полученного путем вымораживания с последующей его сушкой нейтральных газов при температуре 50-60°С.

Известен способ, включающий переработку бурового шлама путем смешивания его с карбамидным пенопластом в количестве 5-20% от массы бурового шлама [RU 2298567 С2, МПК C08J 1/00, С04В 18/04, В09В 3/00 (2006.01), опубл. 2007].

Недостатком данного способа является неоправданное количество вносимого пенопласта, при размещении на откосах перерабатываемого таким образом бурового шлама не представляется возможным выращивание растений ввиду отсутствия органических соединений, при высыхании полученной смеси может произойти сильное ее выветривание и миграция токсических компонентов на прилегающие территории, а также не предусматривается внесение нефтеразлагающих организмов.

Известен способ утилизации бурового шлама следующим образом: в буровой шлам добавляется торф 10-60% от массы бурового шлама и перемешивается до однородной массы на специально отведенной площадке либо на откосе автодороги формируется искусственный дерн, состоящий из армированной основы и смеси бурового шлама, торфа и травосмеси семян растений [RU 2347629 С1, МПК⁶В09В 3/00, Е21С 41/32, опубл. 27.02.2009]. Формирование дерна происходит посредством поочередного наложения смеси торфа со шламом и армирующей синтетической сеткой (полиэтилен), быстроразлагающей органической (хлопковая нить и др.), либо металлической.

Недостаток данного способа заключается в том, что торф не устраняет физико-химические свойства бурового шлама (высокая щелочность, солонцеватость, заплываемость, токсичность водорастворимых солей (NaCl, Na₂SO₄, NaHCO₃, Na₂CO₃ и др.). Сохраняется низкая биологическая активность почвогрунта, полученного на основе торфа и бурового шлама.

Задачей данного изобретения является эффективная утилизация бурового шлама, что выражается в следующем техническом результате: создаются благоприятные физические и химические свойства отработанного раствора, снижается РН (с 9,77 до нейтральной), улучшается оструктуренность полученного грунта.

Указанный технический результат достигается тем, что способ утилизации буровых шламов включает введение в буровой шлам карналлита магния, ризоторфина, суперфосфата с перемешиванием компонентов до получения почвогрунта, при этом в буровой шлам добавляют карналлит в количестве 20-25 кг/т, суперфосфат в количестве 400-500 г/т, ризоторфин - 150-200 г/га. При наличии в буровых шламах нефти дополнительно вносят нефтеразлагающие бактерии, а также дополнительно вносят мизорин.

Способ утилизации буровых шламов основан на вытеснении обменного натрия магнием карналлита, тем самым (РН) бурового шлама изменяется от щелочной (РН=9,77) до нейтральной, кроме того, создаются благоприятные физические, биологические, химические и другие свойства буровых шламов, за счет использования коагулянта, нефтеразлагающих бактерий, ризотофина, ассоциативных диазотрофов и суперфосфата.

Карналлит - минерал, сложный водный хлорид магния и калия состава KCl·MgCl₂·6Н₂О. Является отходом производства Mg, a Mg - как сырье для производства титана. Обычно в составе присутствуют примеси Br, Li, Rb, Cs, а также механические частицы глинистых минералов, гематита, водных окислов железа и др.

Карналлит хорошо кристаллизуется, обычно образует зернистые агрегаты, смешанные с галитом, сильвином и др., минералами соляных отложений, бесцветен или окрашен в грязно-бурые, красно-розовые и др. цвета за счет включения посторонних примесей, гигроскопичен.

Для карналлита характерен жгучий горько-соленый вкус. Твердость по минералогической шкале 2-3; плотность 1600 кг/м³. Является одним из главных минералов в калийных соляных месторождениях. По своему химическому и радионуклидному составу шлам карналлитовых месторождений не токсичен, экологически безопасен.

Способ утилизации бурового шлама осуществляют следующим образом.

В буровой шлам добавляют отход химического производства магния карналлит (KCl·MgCl₂·6H₂0), препарат ризоторфин - штаммы бактерий для ризобиального и ассоциативного симбиоза бобовых и злаковых растений, посева смеси многолетних трав. При содержании в буровых шламах эмульгированной нефти 1 и более % вносятся нефтеразлагающие бактерии в дозах, которые зависят от содержания нефти в буровых шламах.

Для рекультивации 1 т бурового шлама необходим карналлит (KCl·MgCl₂·6H₂O) в количестве 20-25 кг. При этой дозе происходит максимальная фильтрация воды, вымываются легкорастворимые соли, улучшается структура бурового шлама, снижается щелочность; 150-200 г/га активных шламов препарата ризоторфин (это препарат, который повышает фиксацию азота воздуха бобовыми растениями и определенную дозу нефтеразлагающих бактерий). Обеспеченность культур-фитомелиорантов в азоте достигается за счет фиксации атмосферного азота, дефицит фосфора устраняется внесением суперфосфата (минеральное удобрение с содержанием фосфора 46%) в дозе 90 кг/га.

Полученную смесь компонентов перемешивают до получения почвогрунта. Препарат мизорин вносят для ассоциативного симбиоза, данный препарат предназначен для усиления процесса фиксации азота злаковыми многолетними растениями, который содержится в атмосферном воздухе.

Полученную смесь компонентов перемешивают до получения почвогрунта.

Заявляемый технологический процесс по утилизации буровых шламов не требует больших материальных и финансовых затрат и позволяет использовать отходы промышленного производства карналлита (отход при производстве магния).

На двух уральских заводах Пермской области (края) в г.Березняки и «Соликамский магниевый завод» (г. Соликамск) ежегодно накапливается около 14 тысяч тонн магнийсодержащих отходов. Химический состав магнийсодержащего шлама карналлитовых хлоратов приведен в таблице 1.

Полученный почвогрунт можно использовать для рекультивации техногенно-нарушенных земель, с последующим возделыванием бобовых и злаковых культур-фитомелиораторов.

В таблице 2 приведены основные свойства бурового шлама до и после обработки препаратом карналлит. Из нее следует, что при внесении карналлита снижается содержание: хлор-иона, сульфат-иона, рН калия, натрия в буровом шламе.

1. Способ утилизации буровых шламов, включающий введение в буровой шлам карналлита магния, ризоторфина, суперфосфата с перемешиванием компонентов до получения почвогрунта, при этом в буровой шлам добавляют карналлит в количестве 20-25 кг/т, суперфосфат в количестве 400-500 г/т, ризоторфин - 150-200 г/га.

2. Способ утилизации буровых шламов по п. 1, отличающийся тем, что при наличии в буровых шламах нефти дополнительно вносят нефтеразлагающие бактерии.

3. Способ утилизации буровых шламов по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно вносят мизорин.

Изобретение относится к способу очистки почв и техногенных грунтов. Осуществляют внесение в почву и/или грунт реагента и минеральных удобрений с последующим увлажнением.

Ремедиатор // 2586900

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для ремедиации нефтемешламов, для очистки почвы или грунта от загрязнений нефтепродуктами.

Штамм rhodococcus wratislaviensis - деструктор устойчивых токсичных хлорорганических соединений // 2585537

Изобретение относится к области биотехнологии. Штамм Rhodococcus wratislaviensis Ch625, обладающий способностью эффективно разлагать комплекс хлорорганических соединений: полихлорированные бифенилы, гексахлорбензол, γ-гексахлорциклогексан (линдан), дихлордифенилтрихлорэтан, депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им.

Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов // 2584031

Изобретение относится к области защиты окружающей среды в сфере деятельности нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к микробиологической переработке нефтешламов и замазученных грунтов с использованием для интенсификации процесса шлама оборотного водоснабжения.

Способ очистки поверхности открытых водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами // 2583684

Способ очистки поверхности открытых водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами включает применение сорбентов и нефтеокисляющих микроорганизмов, в качестве сорбента используют опил сосновый фракцией 2-10 мм, помещенный в сорбирующие боновые заграждения, которые размещают по выбранным рубежам локализации нефти и нефтепродуктов, смывают с береговой кромки в водную массу нефть и нефтепродукты водой под давлением, очищают почву береговой линии сорбентом - опилом сосновым, производят нефтесборной системой сбор с поверхности открытого водоема нефтеводяной смеси, помещают эту смесь в цистерны или быстроразворачиваемые емкости, осуществляют сбор сорбирующих боновых заграждений с поверхности открытого водоема, изготавливают из насыщенного нефтью и нефтепродуктами сорбента брикеты, определяют остаточную концентрацию нефти и нефтепродуктов в обработанной водной массе, сравнивают последнюю с уровнем предельно допустимой концентрации их в водных объектах соответствующего значения, при превышении остаточной концентрацией уровня предельно допустимой производят доочистку водных масс с помощью микроорганизмов, способных к деструкции углеводородов нефти и нефтепродуктов, для чего в водную массу погружают инертную загрузку - полиэтиленовую пленку на период до четырех месяцев, поддерживают в течение всего периода температуру водной массы на уровне не менее 10°C, определяют с периодичностью один раз в неделю остаточную концентрацию нефти и нефтепродуктов в водной массе, при достижении уровня предельно допустимой концентрации нефти и нефтепродуктов из водной массы удаляют инертную загрузку.

Поверхностно обработанный карбонат кальция для связывания и биологической очистки загрязненных углеводородами сред // 2580026

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены поверхностно обработанный карбонат кальция для связывания и биологической очистки загрязненных углеводородами сред, его применение и способ связывания и биологической очистки загрязненных углеводородами сред.

Штамм бактерий pseudomonas delhiensis - деструктор нефти и нефтепродуктов // 2575063

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии. Предложен новый бактериальный штамм Pseudomonas delhiensis KТ-13 ВКПМ В-11400 - деструктор нефти и нефтепродуктов.

Система ремедиации тяжелых металлов // 2571222

Настоящее изобретение относится к биотехнологии, генной инженерии и представляет собой бактериальную клетку, способную реплицироваться в среде, содержащей по меньшей мере один тяжелый металл, выбранный из ртути, кадмия, цинка и свинца.

Выделение белка, ответственного за восстановление урана (vi) // 2571221

Настоящее изобретение относится к биотехнологии и раскрывает способ биоочистки области, загрязненной источником U (VI). Способ предполагает введение донора электронов в загрязненную область с целью стимуляции пролиферации штамма SA-01 Thermus scotoductus для восстановления урана (VI).

Препарат для биодеградации нефтепродуктов "биоионит" и способ его получения // 2571219

Предложены препарат для биодеградации нефтепродуктов и способ его получения. Препарат включает ассоциацию бактерий Bacillus megaterium ВКМ В-396, Bacillus subtilis ВКПМ В-5328, Pseudomonas putida BKM В-1301, Pseudomonas putida ВКПМ В-5624, Rhodococcus erythropolis ВКПМ AC-1269, иммобилизованную на глауконитсодержащем носителе в количестве 108-1010 клеток/г.

Способ очистки нефтяных шламов и грунтов от загрязнений нефтяными продуктами // 2596684

Способ очистки нефтяных шламов и грунтов от загрязнений нефтепродуктами включает последовательное внесение в грунт компонента, который состоит из трех частей: шунгитового порошка, солей гуминовых кислот и нативных почвенных бактерий. Последовательность внесения разделена на три этапа: на первом этапе в грунт вносят 100% всей массы шунгитового порошка, поливают и вспахивают обработанный участок, а соли гуминовых кислот и нативные почвенные бактерии делят на три части. Первую часть вносят в день внесения шунгитового порошка или на следующий день, а оставшиеся две части вносят с интервалом от пяти до десяти дней, поливая и вспахивая обработанный участок каждые два дня. После первого внесения солей гуминовых кислот и нативных почвенных бактерий обработанный участок повторно поливают и вспахивают. Способ позволяет значительно удешевить процесс переработки нефтяных шламов и грунтов, загрязненных нефтепродуктами, вывести его на качественно новый уровень. 1 з.п. ф-лы.

Препарат для очистки почв от нефтезагрязнений // 2600868

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии, а именно технологии производства препаратов, предназначенных для очистки почв от нефтезагрязнений. Препарат содержит биомассу углеводородокисляющих микроорганизмов Rhodococcus sp. ВКМ Ac-2626D и Serratia plymuthica VKM B-2819D, взятых в равных соотношениях, иммобилизованную на поверхности субстрата-носителя. В качестве субстрата-носителя используется природный цеолит месторождения Хонгуруу. Изобретение позволяет ускорить процесс деструкции нефтезагрязнений и сократить сроки восстановления почвы. 9 табл., 2 пр.

Препарат для очистки почв и воды от нефтезагрязнений // 2600872

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии, а именно технологии производства препаратов, предназначенных для очистки почв и воды от нефтезагрязнений. Препарат содержит твердый субстрат-носитель и иммобилизованную на его поверхности биомассу бактерий Pseudomonas panipatensis ВКПМ В-10593 в концентрации 1×109 клеток/см3. В качестве твердого субстрата-носителя используют вспученный вермикулит. Изобретение позволяет сократить сроки очистки почвы и воды от нефтяных загрязнений в широком диапазоне температур (от +8 до 37°С). 7 табл., 2 пр.

Композиция бактериальных штаммов, смесь для биоремедиации и применение указанной композиции для удаления из почвы загрязняющих веществ, а также способ очистки почвы от загрязняющих веществ // 2601155

Группа изобретений относится к биотехнологии и может быть использована для очистки почвы от загрязняющих веществ. Предложена композиция из 11 штаммов бактерий, способных метаболизировать ароматические нитросоединения и устойчивых к антибиотикам и тяжелым металлам. Композиция депонирована в Коллекции промышленных микроорганизмов IAFB - Института сельскохозяйственной и пищевой биотехнологии в Варшаве под номером KKP 2041p. Предложен способ обработки почвы с применением вакцины, содержащей композицию штаммов. Группа изобретений обеспечивает эффективную биоремедиацию почвы, загрязненной ароматическими нитросоединениями, тяжелыми металлами и антибиотиками. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 1 ил., 12 табл., 4 пр. .

Способ очистки нефтешламов и замазученного грунта // 2601973

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а именно к улучшению экологического состояния и возвращения в хозяйственный оборот земель, загрязненных нефтепродуктами, в частности нефтешламов и загрязненной нефтепродуктами земли (замазученный грунт). Способ включает операции выбора состава нефтешлама с содержанием воды от 0,01 до 99,9%, введения в нефтешлам органических компонентов, образования пористости обрабатываемого материала, создания условий проникновения в материал кислорода, завершения многокомпонентной взаимосвязи нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом, превращения упомянутого состава нефтешлама и замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт. В нефтешлам в качестве органических компонентов вводят растительные остатки, которыми могут быть измельченная надземная часть сорных и культурных растений, солома, полова, шелуха, соломистый навоз, торф, отработанный компост из-под шампиньонов, активные илы очистных сооружений промышленных предприятий, в которые перед внесением в нефтешлам или замазученный грунт добавляют глауконит или комплексное минерально-органическое гранулированное удобрение на основе глауконита в количестве 0,8-1,0 кг на 1 тонну растительных остатков для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры, прежде всего углеводородоразлагающих микроорганизмов, перекрывают объемную массу перерабатываемого нефтешлама или замазученного грунта добавлением указанных растительных остатков пропорцией 1:1, для достижения кислотности (рН) среды менее 8,0 добавляют к полученному материалу фосфогипс объемом, определяемым по зависимости: , где Vф, Vн - соответственно объем фосфогипса и нефтешлама, м3; ρф, ρн - соответственно плотность фосфогипса и нефтешлама, кг/м3; рНф, рНн - соответственно кислотность фосфогипса и нефтешлама. Затем послойно укладывают полученную массу в бурты высотой до 4 м и шириной основания до 7 м, в которые помещают в шахматном порядке с интервалом 1-1,5 м в горизонтальной и вертикальной плоскостях перфорированные трубы, предназначенные для удаления углекислого газа, выделяемого при биодеструкции углеводородов. Использование данного изобретения позволяет удешевить очистку нефтешламов и замазученного грунта. 1 ил.

Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов // 2602179

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а более конкретно к методам улучшения экологического состояния и возвращения в хозяйственный оборот земель, загрязненных нефтепродуктами, в частности нефтешламами, и замазученных грунтов. Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов включает операции выбора состава нефтешлама с содержанием воды от 0,01 до 99,9%, введения в нефтешлам органических компонентов, образования пористости обрабатываемого материала, создания условий проникновения в материал кислорода, завершения многокомпонентной взаимосвязи нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом, превращения упомянутого состава нефтешлама и замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт. В нефтешлам или замазученный грунт в качестве органических компонентов вводят органические удобрения и лузгу подсолнечника. В образованную смесь добавляют минеральное удобрение для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры, прежде всего углеводородоразлагающих микроорганизмов. Добавляют к полученному материалу Са-содержащие добавки до достижения рН среды, равной 5,5-8,0, укладывают полученную массу на подложку из лузги подсолнечника и органического удобрения в бурты высотой до 4 м и шириной основания до 7 м, каждые 15-20 дней в течение 1-3 месяцев проводят аэрирование компоста путем перекладки бурта. Лузга подсолнечника составляет не менее 25% от общего объема бурта. Использование данного способа позволяет улучшить процесс биодеструкции. Изобретение позволяет очищать нефтешламы и замазученные грунты с использованием лузги подсолнечника, заменив ею другие растительные органические остатки, уменьшить расход дефицитного навоза КРС, снизить расход материалов на очистку, удешевить и ускорить ее, улучшить, за счет использования лузги подсолнечника в качестве биологического и физического агента, условия (температуру, влажность, аэрацию) для биодеструкции углеводородов и тем самым повысить эффективность очистки.

Способ детоксикации белого фосфора с применением штамма микроорганизмов trichoderma asperellum вкпм f-1087 // 2603259

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу детоксикации белого фосфора в загрязненной почве. Обеззараживание выполняют путем обработки загрязненной белым фосфором почвы штаммом Trichoderma asperellum ВКПМ F-1087. Способ позволяет проводить детоксикацию почв, содержащих белый фосфор в концентрации до 1,0% мас., превышающих ПДК в 5000 раз. 1 ил.

Штамм бактерий pseudomonas yamanorum вкм в-3033d для активизации биодеструкции нефти и нефтепродуктов в воде, а также в масляных грунтах на участках железной дороги // 2615458

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен штамм бактерий Pseudomonas yamanorum ВКМ В-3033D, предназначенный для активизации биодеструкции нефти и нефтепродуктов в воде, а также в масляных грунтах на участках железной дороги. Изобретение обеспечивает уменьшение содержания остаточных углеводородов в водной среде за 14 дней на 36.8 – 96% и эффективность очистки в масляном грунте 35% за 90 суток. 2 табл., 2 пр.

Препарат для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов // 2615464

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии и может быть использовано для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов. Препарат представляет собой иммобилизованную на вспученном вермикулите биомассу углеводородоксиляющих бактерий Bacillus subtilis СНБС-1 при соотношении 1:1. Изобретение позволяет сократить сроки очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов. 7 табл., 6 пр.

Способ очистки почвы от радиоактивного изотопа цезия // 2615486

Осуществляют рыхление поверхности почвы, загрязненной Cs-137, на глубину 0,03-0,07 м. На разрыхленную поверхность отсыпают полосы из биотоплива, разделенные межполосным пространством. Посередине этих полос прокладывают трубопроводы с капельницами. Засыпают полосы биотоплива разрыхленной загрязненной почвой с межполосного пространства. Покрывают их поверхность слоем сорбирующего материала и экраном из мембранного материала. Осуществляют подачу по трубопроводам через капельницы нагретого до +30-40°С раствора минеральных удобрений с добавлением аэробных микроорганизмов. Таким образом производят запуск процесса микробиологического разложения биотоплива с повышением температуры в разрыхленной загрязненной почве более +40°С для перевода радиоактивного изотопа цезия в газообразную форму с закреплением его сорбирующим материалом. Осуществляют снятие экрана из мембранного материала. Производят уборку и захоранивание сорбирующего материала с Cs-137. Осуществляют распределение оставшегося биотоплива по поверхности поля и заделку его в почву. Обеспечивается значительное сокращение времени, повышение эффективности и надежности очистки почвы от Cs-137. 2 ил.