Способ изготовления искусственного грунта литогрунт

Изобретение относится к утилизации отходов бурения и/или выбуренной породы с элементами бурового раствора, образующихся в ходе бурения разведочных, поисковых или эксплуатационных скважин, и/или грунтов, загрязненных отходами бурения или другими углеводородными загрязнителями, и/или прочих нефтесодержащих отходов. Способ изготовления искусственного грунта заключается в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения и/или выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт и/или нефтесодержащие отходы, с песком и цементом. После повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата (ПВАД) с концентрацией поливинилацетата 10-15 мас. % и продолжают перемешивание до гомогенизации массы. Компоненты используют при следующем соотношении, в % от исходного объема сырья: сырье - 100, песок - 10-100, цемент - 0,1-30, ПВАД - 0,1-2,0. Предпочтительно цемент использовать в виде сухой смеси с растворимым силикатом при объемном отношении цемента к силикату от 10:1 до 1000:1. Кроме того, при перемешивании дополнительно вводят сорбент и/или негашеную известь в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья. Изобретение позволяет придать получаемым в процессе переработки гранулам (и массиву в целом) повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости материала до показателя не менее 20 циклов, в течение которых материал не теряет свои прочностные характеристики более чем на 25% от исходных. 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к утилизации отходов бурения и/или выбуренной породы с элементами бурового раствора, образующихся в ходе бурения разведочных, поисковых или эксплуатационных скважин, и/или грунтов, загрязненных отходами бурения или другими углеводородными загрязнителями, и/или прочих нефтесодержащих отходов. Изобретение может применяться для изготовления строительного материала - ЛИТОГРУНТ (грунт искусственный), применяемого в качестве субстрата в ходе рекультивации загрязненных и нарушенных земель, а также в качестве инертного материала при ликвидации временных шламонакопителей, амбаров, технологических выемок, мест размещения отходов, строительного грунта при строительстве объектов инфраструктуры и пр.

Известен способ утилизации буровых отходов с получением искусственного грунта, включающий смешивание бурового шлама с техническим углеродом, с последующим смешиванием с негашеной известью и с последующим последовательным смешиванием с торфом, цементом и песком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: буровой шлам - 40-60; углерод технический - 2-5; цемент - 10-15; песок - 10-15; торф - 15-20; негашеная известь - остальное (RU 2508170 С1, опубл. 27.02.2014).

Известен также способ изготовления искусственного грунта для рекультивации нарушенных земель, по которому буровой шлам разравнивают бульдозером и совместно с торфо-песчаной смесью прикатывают с частичным перемешиванием и затем осуществляют окончательное перемешивание, при этом используют следующие компоненты, об. %: буровой шлам - 50-65, песок или супесчаный грунт - 16-25, торф - 15-23, остальное - активные обезвреживающие и мелиорирующие добавки, в том числе гипс или фосфогипс в количестве 2-3 об. %, сорбент алюмосиликатный в количестве 0,3-0,5 об. % (RU 2399439 С1, опуб. 20.09.2010).

Полученные известными способами материалы представляют собой рассыпчатый мелкодисперсный материал, предназначенный для рекультивации почвы. Он не обеспечивает необходимую твердость при заполнении полостей технологических выемок.

Известен способ переработки буровых отходов с получением искусственного грунта, включающий размещение на кустовой площадке компонентов смеси и емкости для переработки, помещение в емкость бурового шлама, добавление к шламу компонентов и перемешивание смеси экскаватором. В качестве компонентов смеси используют буровой шлам влажностью 30-60% и плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм3 в количестве 38-58 мас. %, цемент в качестве основного вяжущего материала в количестве 5-15 мас. %, отход термической утилизации нефтешламов (золошлак) плотностью от 1,2 до 1,6 кг/дм3 в количестве 14,5-34% от массы смеси, минеральный наполнитель - песок в количестве 5-30 мас. % и сорбент-комплексообразователь в количестве 2-4% от массы смеси. Буровой шлам включает, например, выбуренную породу (55-75 мас. %) и отработанный буровой раствор (25-45 мас. %). В качестве улучшающих добавок используют, например, хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит кальция (до 2% от массы смеси), которые ускоряют набор прочности материала и являются противоморозными добавками; жидкое стекло (силикат натрия) (до 1% от массы смеси), повышающее водонепроницаемость и водостойкость, если требуется усиленная гидроизоляция; известь негашеную, гипс строительный, связывающие воду и обезвреживающие отходы (RU 2551564 С2, опуб. 27.05.2015). Полученный грунт имеет прочность на сжатие 0,05-0,4 МПа. Однако эта прочность является недостаточной, так как не обеспечивает несущую способность и прочность получаемого грунтового массива на месте ликвидированной выемки (шламонакопителя) или обустроенного проезда. Зачастую технологические выемки, шламонакопители, промысловые дороги на месторождениях нефти и газа обустроены в песчаных насыпях, не обеспеченных дренажными и армирующими системами. Недостаточная прочность и дисперсность применяемого материала приводит к быстрому разрушению дорожных одежд, дорожных оснований, просадке площадок, обустроенных на месте ликвидированных выемок и шламонакопителей.

Согласно ГОСТ 23558 прочность обработанных материалов и укрепленных грунтов на сжатие должна составлять не менее 1 МПа.

Кроме того, в качестве сырья для изготовления данного материала не могут быть использованы загрязненные нефтью грунты и отходы бурения с повышенным содержанием углеводородов, что не позволяет вовлечь в полезное использование соответствующие отходы производства.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления искусственного грунта, заключающийся в перемешивании отходов бурения и/или выбуренной породы (ОБ), песка, цемента и растворимого силиката при следующем соотношении, в % от исходного объема ОБ: отходы бурения и/или выбуренная порода с элементами бурового раствора - 100; песок - 10-90; цемент - 3-30; силикат - 2-15, при этом при перемешивании дополнительно могут вводить сорбент и/или негашеную известь в количестве 1-10% от исходного объема отходов бурения, которые обеспечивают переработку углеводородов и нефти. Для обеспечения качественного перемешивания массы при повышении ее вязкости и плотности в нее вводят водный раствор хлорида кальция (RU 2625494 С1, опуб. 14.07.2017).

Основным недостатком данного способа является недостаточная устойчивость получаемого материала к старению в атмосферных условиях резко-континентального климата Западной и Восточной Сибири (особенно в условиях переменных механических нагрузок на массив). Материал имеет ограниченный ресурс по морозостойкости (чаще всего - 10-15 циклов до снижения прочности на 25%) в том числе в связи с недостаточным показателем хладотекучести у композиций на основе силикатов.

Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в увеличении показателей по морозостойкости и устойчивости к атмосферному старению грунта получаемого из всех видов сырья (отходов бурения, загрязненных грунтов, нефтесодержащих отходов).

Техническим результатом изобретения, позволяющим решить указанную проблему, является улучшение пластичных свойств грунта, что позволяет увеличить показателей по морозостойкости не менее чем на 20% по отношению к наиболее близкому способу для всех видов сырья.

Технический результат достигается способом изготовления искусственного грунта, заключающимся в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения и/или выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт и/или нефтесодержащие отходы, с песком и цементом, который характеризуется тем, что после повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата (ПВАД) с концентрацией поливинилацетата 10-15 мас. % и продолжают перемешивание до гомогенизации массы, при этом компоненты используют при следующем соотношении, в % от исходного объема сырья:

сырье 100
песок 10-100
цемент 0,1-30
ПВАД 0,1-2,0

Предпочтительно цемент использовать в виде сухой смеси с растворимым силикатом при объемном отношении цемента к силикату от 10:1 до 1000:1.

Кроме того, при перемешивании дополнительно вводят сорбент и/или негашеную известь в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья.

При этом при использовании одновременно сорбента и негашеной извести объем негашеной извести составляет 50% и более от суммарного объема сорбента и негашеной извести.

Для ускорения процесса одновременно с внесением ПВАД дополнительно можно вносить отвердитель водный раствор хлорида кальция в количестве 0,1-10% от исходного объема сырья.

Кроме того, при перемешивании можно дополнительно вносить гидрокарбонат натрия в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья.

В одном варианте осуществления изобретения перемешивание осуществляют в полости шламонакопителя путем распределения песка по поверхности сырья, перемешивания их ковшом экскаватора, нанесения поверх полученной массы цемента и перемешивания их ковшом экскаватора с последующим внесением ПВАД и перемешиванием массы до ее гомогенизации.

При этом в случае использования в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы после распределения песка дополнительно распределяют по его поверхности сорбент и/или негашеную известь.

В случае использования в качестве сырья загрязненного углеводородами грунта и/или нефтесодержащих отходов предварительно наносят на поверхность сырья сорбент и/или негашеную известь и перемешивают, после чего осуществляют распределение песка по поверхности сырья.

Кроме того, по окончании перемешивания на поверхность полученной массы наносят следующий слой сырья и смешивают его с остальными компонентами в аналогичной последовательности, повторяют послойное нанесение компонентов и их перемешивание до заполнения полости шламонакопителя.

В другом варианте осуществления изобретения перемешивание осуществляют с помощью смесительного оборудования путем загрузки в него сырья и песка, их перемешивания, добавления цемента и перемешивания массы с последующим внесением ПВАД и перемешиванием массы до ее гомогенизации.

При этом в случае использования в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы (ОБ) после загрузки в смесительное оборудование песка в него загружают сорбент и/или негашеную известь и перемешивают с последующей загрузкой сырья.

В случае использования в качестве сырья загрязненного углеводородами грунта (ЗУГ) и/или нефтесодержащих отходов (НСО) после загрузки в смесительное оборудование сырья в него загружают сорбент и/или негашеную известь и перемешивают с последующей загрузкой песка.

Предложенный способ изготовления грунта искусственного ЛИТОГРУНТ, заключается в перемешивании отходов бурения нефтяных, газовых, газоконденсатных, водяных скважин, и/или выбуренной породы с элементами бурового раствора, и/или загрязненного углеводородами грунта, и/или других нефтесодержащих отходов с композицией реагентов, приводящем к набору необходимой прочности и иммобилизации токсикантов в его структуре с устранением их миграционной активности. Это происходит за счет:

- перехода подвижных форм тяжелых металлов в нерастворимые гидроксидные формы в процессе смешения материалов с вяжущими компонентами;

- образования труднорастворимых силикатов в ходе реакции силиката натрия (калия, лития) с базовыми оксидами металлов, алюминатами, цинкатами и плюмбатами.

- перевода углеводородной фракции в нерастворимые формы при введении в состав материала негашеной извести.

Строительный материал ЛИТОГРУНТ (грунт искусственный) по ГОСТ 25100-2011 относится к техногенно-перемещенным грунтам (природный грунт, перемещенный тем или иным искусственным способом с места его естественного залегания и подвергнутый при этом частичному преобразованию).

В таблице 1 приведены пропорции ингредиентов при переработке отходов бурения, и/или выбуренной породы (ОБ), и/или загрязненного углеводородами грунта (ЗУГ), и/или нефтесодержащих отходов (НСО) в % от объема сырья.

Для получения наиболее экологически безопасного искусственного грунта, обладающего приемлемыми физико-химическими и технологическими свойствами неорганических грунтов, используются:

- отходы бурения и/или выбуренная порода с элементами бурового раствора (ОБ) со следующими характеристиками: плотность 0,8-2,2 кг/дм3; влажность 30-90%; класс опасности отхода III-IV (в соответствии с «Критериями …», утвержденными Приказом МПР России №511 от 15.06.2001 г.); суммарная удельная эффективная активность естественных радионуклидов (Аэфф) - не выше 2800 Бк/кг; допустимо применение загрязненных углеводородами грунтов (ЗУГ) и/или нефтесодержащих отходов (НСО) с аналогичными характеристиками;

- песок (грунт) в соответствии с ГОСТ 25100-2011. Допустимо применение песков, добываемых как гидронамывным (ГОСТ-8736), так и сухоройным способом;

- портландцемент по ГОСТ 30515, и/или шлакопортландцемент по ГОСТ 10178, и/или сульфатостойкий и пуццолановый цементы по ГОСТ 22266, и/или цементы для строительных растворов по ГОСТ 25328 марок не ниже 400;

- ПВАД, например, марки Д 50Н не пластифицированный по ГОСТ 18992-80;

- известь молотая негашеная 2-3 сорта по ГОСТ 9179;

- силикат натрия (калия, лития) растворимый по ГОСТ Р 50418-92 или ГОСТ 13079-93;

- отвердитель, например, по ГОСТ 450-77, кальций хлористый технический;

- гидрокарбонат натрия по ГОСТ 32802-2014 в качестве щелочного агента;

- в качестве сорбента - цеолиты или глаукониты по ТУ 2164-001-30521475-2013 или другим нормативным документам, утвержденным в установленном порядке.

Полученный предложенным способом грунт имеет характерную обломочно-зернистую структуру материала, которая позволяет на несколько порядков уменьшить поверхность смачивания, и, соответственно, снизить вероятность смыва токсикантов в окружающую среду. При этом получаемые гранулы (и массив в целом) приобретают повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости материала до показателя не менее 20 циклов, в течение которых материал не теряет свои прочностные характеристики более чем на 25% от исходных.

Добавление песка приводит к снижению способности отходов бурения (или глинистых грунтов, загрязненных нефтепродуктами) удерживать в структуре воду, увеличивает структурность и элементное разнообразие системы, обеспечивает основу для эффективной работы вяжущих компонентов материала.

Буровой шлам обладает неудовлетворительными физико-механическими свойствами с точки зрения пригодности для строительных и рекультивационных работ. Вводимые в шлам вяжущие компоненты позволяют трансформировать его вязко-пластичное состояние в выраженное твердое структурное, обеспечивающее достаточную несущую способность и прочность получаемого грунтового массива.

В ходе протекающих при смешении отходов бурения с вяжущими компонентами процессов также происходит переход подвижных форм тяжелых металлов в нерастворимые гидроксидные формы. Кроме того, при химической реакции силиката натрия (калия, лития) с базовыми оксидами металлов, алюминатами, цинкатами и плюмбатами образуются труднорастворимые силикаты.

ПВАД является дополнительным вяжущим веществом, обеспечивающим лучшее сцепление частиц перерабатываемого материала (ПМ) с цементом и песком. При перемешивании ПМ с песком и цементом последний связывает воду, и вязкость массы резко возрастает, затрудняя дальнейшее перемешивание. Введение водной дисперсии поливинилацетата ПАВД снижает вязкость массы и обеспечивает равномерное распределение глобул по всему объему массы. При этом получаемые гранулы (и массив в целом) приобретают повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости.

ПВАД придает всем видам сырья дополнительные адгезивные свойства.

Основа бурового раствора - глинопорошок бентонит. Кроме того, в нем содержатся полисахариды. Такая система крайне плохо связывается с цементом. ПВАД существенно улучшает это связывание. Заметное улучшение происходит и в случае механических примесей (супесей, суглинков) загрязненных грунтов и механической части нефтесодержащих отходов. Применение ПВАД приводит к существенному (до 20%) ускорению процесса отверждения материала, что существенно при изготовлении материала в условиях работы при низких температурах.

Отверждение полученной системы при необходимости осуществляется по способу Ронсона путем смешения композиции с отвердителем, например, хлоридом кальция.

При введении в состав материала негашеной извести происходит «связывание» избыточной воды и перевод углеводородной фракции в нерастворимые формы.

Добавление гидрокарбоната натрия позволяет увеличить щелочность среды (в случае если отходы бурения загрязнены кислыми компонентами), что способствует протеканию процесса ионного обмена и литификации.

Пример 1 - использование в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы (ОБ), загрязненной остатками бурового раствора на водной основе, расположенных в шламовом амбаре либо временном шламонакопителе в качестве сырья для изготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ с последующей засыпкой и/или рекультивацией шламового амбара этим материалом.

Шламовые амбары и временные шламонакопители представляют собой технологические выемки, обустраиваемые в теле площадки, на которой осуществляется строительство скважин (ведется другая производственная деятельность), либо в открытом грунте. Осуществляют предварительную подготовку самого амбара и находящегося в ней сырья (отходов, грунтов, выбуренной породы).

При наличии возможности производят осветление и откачку жидкой фракции сырья до уровня, минимально необходимого для приготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ.

В случае если размеры амбара не позволяют осуществить эффективное перемешивание имеющейся в наличии экскаваторной техникой всего объема сырья (отходов, выбуренной породы) расположенного в данном амбаре, производят отсыпку разрезающих полос с использованием грунта (песка). Учитывая, что плотность песка (грунта) существенно выше плотности ОБ, песок вытесняет ОБ и обеспечивает достаточную опору для прохода экскаваторной техники к удаленным частям амбара. При необходимости разрезающие полосы могут быть укреплены за счет настилания дорожных плит.

Карту освобождают от сырья (ОБ) до уровня 0,5 м экскаватором, которое распределяют по другим картам амбара, другим амбарам, временным технологическим площадкам.

Перемешивание сырья с ингредиентами производят экскаватором в следующей последовательности.

Выгрузку на площадку / карту грунта (песка) осуществляют экскаватором из кучи песка, сформированной в непосредственной близости к месту проведения работ; объем песка берут в размере половины массы, предусмотренной для данного объема отхода (выбуренной породы).

Равномерно распределяют песок по площади площадки/карты.

При необходимости выгружают на площадку/ карту сорбента. Сорбент выгружают путем вывешивания мешка на ковше экскаватора, разрезания его днища и равномерного распределения сорбента по площади карты.

В случае необходимости дополнительно выгружают негашеную известь по схеме, аналогичной схеме выгрузки сорбента.

Перемешивание слоя сырья с песком (грунтом), сорбентом и негашеной известью производят за счет многократного (не менее пяти раз для каждой точки) зачерпывания ковшом экскаватора массы с дна амбара, подъема и выгрузки ее на поверхность перемешиваемого массива последовательно по всей площади карты.

Наносят на поверхность полученной массы сухой цемент или сухую смесь вяжущих - цемента, силиката натрия (калия или лития) и оставшейся массы песка (грунта). Сыпучие ингредиенты выгружают по схеме, аналогичной схеме выгрузки сорбента. Перемешивание вяжущих с массой осуществляют аналогично перемешиванию песка и сорбента.

В ходе перемешивания наблюдается резкое повышение плотности и вязкости смеси, налипание смеси на стенки ковша. Для обеспечения качественного перемешивания ингредиентов в перемешиваемую массу вносят ПВАД, разбавленный водой до концентрации полимера 10-15 мас. %. При необходимости ускорения процесса для инициализации процесса отверждения в массу одновременно вводят водный раствор хлорида кальция (или другого отвердителя).

Перемешивание продолжают до полной гомогенизации массы, не менее 5-кратного перемешивания массы в каждой точке по площади карты, но не дольше 3 часов.

По окончании перемешивания слоя на его поверхность наносят следующий слой отходов бурения (выбуренной породы) и осуществляются его смешивание с ингредиентами в вышеизложенной последовательности.

Полость карты послойно заполняется сырьем с одновременным смешением его с ингредиентами. Таким образом происходит последовательное заполнение полости карты строительным материалом ЛИТОГРУНТ.

При обустройстве дополнительных разрезающих полос, а также для целей приготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ в работу вовлекается грунт (песок) из разрезающих полос, использование которых больше не осуществляется.

По заполнении полости карты амбара (временного шламонакопителя) обеспечивается выдерживание строительного материала ЛИТОГРУНТ в течение суток. По окончании этого срока производится отбор проб строительного материала ЛИТОГРУНТ и направление в лабораторию для проведения анализов на предмет установления соответствия контролируемых параметров требования ТУ. По получении положительных результатов продукта из карты операции повторяют в следующих картах до полного заполнения амбара. После чего амбар (временный шламонакопитель) передают в техническую и/или биологическую рекультивацию в соответствии с договорной и проектной документацией. В рамках рекультивационных мероприятий ЛИТОГРУНТ расценивается как полный аналог грунта (песка) и применяется соответственно.

Пример 2. В случае загрязнения амбара или временного шламонакопителя реагентами, существенно меняющими водородный показатель отходов бурения (выбуренной породы) (ОБ) в сторону кислой реакции, на этапе работ, осуществляемых по Примеру 1 в раствор хлорида кальция добавляется гидрокарбонат натрия в объемах, определяемых экспериментально.

Пример 3 - при реализации безамбарной технологии бурения скважин, в случае, если площадкой приготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ определена кустовая (скважинная) площадка.

Реализация данного варианта возможна двумя способами: с применением временных приямков и экскаваторной техники и с применением смешивающих устройств. Для обоих вариантов на подготовительном этапе осуществляется обустройство временной технологической площадки (накопителя), предназначенной в первом случае для смешения сырья с ингредиентами, а во втором случае - для складирования готового строительного материала ЛИТОГРУНТ в период его отверждения.

В первом случае временная площадка представляет собой три примыкающих друг к другу гидроизолированных приямка (или открытых серийно выпускаемых гидроизолированных емкости). В первый из них выгружают отходы или грунт, во второй дренируют жидкую фазу отходов бурения из первого приямка, в третьем осуществляют перемешивание отходов с ингредиентами и хранение готовой продукции до момента ее вывоза и/или применения. Для этого уплотненный шлам из первого приямка выгружают экскаватором в третий приямок, куда последовательно добавляют все ингредиенты в объеме и порядке, предусмотренном регламентом. Жидкость периодически откачивают из второго приямка и вывозят для применения в технологических целях. После окончания работ приямки демонтируют, земельный участок рекультивируют.

Во втором случае временный накопитель представляет собой обвалованную площадку, оборудованную временными дренажами и сборным гидроизолированными приямком для собираемого с территории временного накопителя ливневого стока. В качестве временного накопителя могут применяться, также любые серийно выпускаемые быстросборные емкости. В данном варианте ЛИТОГРУНТ приготавливают с применением перемешивающего оборудования (серийно выпускаемых двухвалковых смесителей, бетоносмесителей различных типов и видов и пр.). Применяют следующий порядок приготовления.

Отходы бурения выгружают в специальную сменную емкость, оборудованную обвязкой и крепежными элементами, приспособленными для подъема и выгрузки емкости в приемный бункер смесительной установки. Объем емкости определяют исходя из особенностей смесительного оборудования с учетом объема применяемых материалов.

Смесительное оборудование устанавливают в непосредственной близости от места выгрузки отходов бурения из буровой установки или в ином месте, к которому возможен подвоз заполненных сменных емкостей.

В смеситель загружают песок (в объеме от предусмотренного рецептурой объема для данной порции ОБ), сорбент и/или негашеную известь. Смеситель запускают в работу и постепенно в него вводят порцию ОБ Перемешивание осуществляют в течение получаса.

Если предусмотрено рецептурой, к полученной смеси последовательно добавляют цемент, силикат натрия (калия или лития), остаточный объем песка.

В ходе перемешивания наблюдается резкое повышение плотности и вязкости смеси, налипание смеси на стенки смесителя. Для обеспечения качественного перемешивания ингредиентов в перемешиваемую массу вносят ПВАД, разбавленный водой до концентрации полимера 10-15 мас. %. При необходимости ускорения процесса для инициализации процесса отверждения в массу одновременно вводят водный раствор хлорида кальция (или другого отвердителя). Объем жидкости определяют визуально, исходя из пластических характеристик перемешиваемой массы.

Перемешивание продолжают до полной гомогенизации массы, но не менее 15 минут, после чего массу выгружают на временную площадку (накопитель). Срок выдерживания каждой порции готового строительного материала ЛИТОГРУНТ составляет сутки, после чего производят отбор пробы с каждой партии готового строительного материала ЛИТОГРУНТ. В случае установления соответствия контролируемых параметров строительного материала ЛИТОГРУНТ требованиям ТУ 5745-001-27009934-2016, материал вывозят в места его использования либо применяется на кустовой (скважинной) площадке для целей технической и/или биологической рекультивации в соответствии с ППР.

При обработке загрязненных углеводородами грунтов (ЗУГ) и/или нефтесодержащих отходов (НСО) с содержанием углеводородной фазы более 15% по массе применяют известный физико-химический метод капсулирования, состоящий в смешивании нефтесодержащего влажного субстрата с негашеной известью (СаО). Смешивание производят либо в промышленном миксере, либо в открытых гидроизолированных емкостях путем многократного перемешивания увлажненного субстрата с известью с использованием современной экскаваторной техники. Полученный материал не может использоваться самостоятельно для целей рекультивации или в строительных работах. Он должен вовлекаться в процесс изготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ в качестве одного из ингредиентов.

Пример 4. При выполнении работ по переработке ЗУГ и/или НСО с высоким углеводородным загрязнением в амбаре-накопителе, последовательно выполняют следующие действия.

Удаляют из амбара перерабатываемый субстрат до уровня не более 0,5 м.

На поверхность субстрата наносят расчетный объем негашеной извести и производят тщательное перемешивание композиции до полного прекращения процесса «гашения». В случае если известь с исходным субстратом прореагировала не полностью, добавляют в амбар воду.

На полученный массив наносят расчетный объем грунта и тщательно вмешивают в массив.

Поверх полученной композиции наносят расчетный объем цемента и начинают перемешивание.

В процессе перемешивания в субстрат вводят водную дисперсию ПВАД с содержанием полимера от 10 до 15%. Перемешивание продолжают до принятия перемешиваемым массивом однородной консистенции.

При необходимости ускорения процесса затвердевания массива в него вмешивают водный раствор расчетного объема отвердителя - хлорида кальция.

После окончания работ композицию оставляют для затвердевания и приобретения расчетных свойств. После подтверждения набора прочности поверх полученного материала наносят новый слой сырья высотой до 0,5 м и действия по переработке повторяют.

Пример 5. В случае, если при переработке отходов принимают решение по использованию смесительной техники, применяют следующий порядок действий по изготовлению ЛИТОГРУНТ из ЗГУ и/или НСО с высоким содержанием углеводородного загрязнения:

В полость миксера с помощью погрузчика, ленточного транспортера, шнекового транспортера или экскаватора помещают перерабатываемый материал в объеме не более 1/3 объема миксера.

К материалу добавляют расчетный объем негашеной извести и включают миксер на перемешивание. Перемешивание осуществляют до окончания реакции гашения извести.

Миксер останавливают и в его полость помещают расчетный объем песка. Включают миксер и перемешивают композицию до принятия ею однородной структуры.

К полученному массиву добавляют расчетный объем цемента и включают миксер.

В процессе работы миксера в открытую его часть вводят рукав насоса, запитанного на емкость приготовления водной дисперсии ПВАД с концентрацией полимера 10-15 мас. %.

Включают насос и постепенно вводят расчетный объем ПВАД в барабан (или на рабочие части) миксера. Перемешивание осуществляют до достижения композицией однородной консистенции.

При необходимости ускорения процесса затвердевания смеси с помощью насоса и рукавов в миксер вводят расчетный объем водного раствора отвердителя и полученную композицию выгружают на площадку готовой продукции для затвердевания.

По достижении готовности ЛИТОГРУНТ вывозят в места его применения.

Свойства полученного предложенным способом грунта приведены в таблице 2.

1. Способ изготовления искусственного грунта, заключающийся в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения и/или выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт и/или нефтесодержащие отходы, с песком и цементом, характеризующийся тем, что после повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата (ПВАД) с концентрацией поливинилацетата 10-15 мас. % и продолжают перемешивание до гомогенизации массы, при этом компоненты используют при следующем соотношении, в % от исходного объема сырья:

сырье 100
песок 10-100
цемент 0,1-30
ПВАД 0,1-2,0

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что цемент используют в виде сухой смеси с растворимым силикатом при объемном отношении цемента к силикату от 10:1 до 1000:1.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при перемешивании дополнительно вводят сорбент и/или негашеную известь в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья.

4. Способ по п. 3, характеризующийся тем, что при использовании одновременно сорбента и негашеной извести объем негашеной извести составляет 50% и более от суммарного объема сорбента и негашеной извести.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что одновременно с внесением ПВАД дополнительно вносят отвердитель водный раствор хлорида кальция в количестве 0,1-10% от исходного объема сырья.

6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при перемешивании дополнительно вносят гидрокарбонат натрия в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья.

7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что перемешивание осуществляют в полости шламонакопителя путем распределения песка по поверхности сырья, перемешивания их ковшом экскаватора, нанесения поверх полученной массы цемента и перемешивания их ковшом экскаватора с последующим внесением ПВАД и перемешиванием массы до ее гомогенизации.

8. Способ по п. 7, характеризующийся тем, что при использовании в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы после распределения песка дополнительно распределяют по его поверхности сорбент и/или негашеную известь.

9. Способ по п. 7, характеризующийся тем, что при использовании в качестве сырья загрязненного углеводородами грунта и/или нефтесодержащих отходов предварительно наносят на поверхность сырья сорбент и/или негашеную известь и перемешивают, после чего осуществляют распределение песка по поверхности сырья.

10. Способ по п. 7, характеризующийся тем, что по окончании перемешивания на поверхность полученной массы наносят следующий слой сырья и смешивают его с остальными компонентами в аналогичной последовательности, повторяют послойное нанесение компонентов и их перемешивание до заполнения полости шламонакопителя.

11. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что перемешивание осуществляют с помощью смесительного оборудования путем загрузки в него сырья и песка, их перемешивания, добавления цемента и перемешивания массы с последующим внесением ПВАД и перемешиванием массы до ее гомогенизации.

12. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что при использовании в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы после загрузки в смесительное оборудование песка в него загружают сорбент и/или негашеную известь и перемешивают с последующей загрузкой сырья.

13. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что при использовании в качестве сырья загрязненного углеводородами грунта и/или нефтесодержащих отходов после загрузки в смесительное оборудование сырья в него загружают сорбент и/или негашеную известь и перемешивают с последующей загрузкой песка.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике. Установка утилизации осадка сточных вод содержит последовательно установленные устройство 3 глубокой энергосберегающей сушки и прямоточный пылевой газификатор 6 горючей массы, имеющий систему подачи реагентов для связывания кислых газов в высокотемпературном потоке, а также устройство отделения твердой (зольной) фазы на выходе газификатора, подключенный к выходу газификатора 6 блок очистки и охлаждения 7 полученного синтез-газа, котел-парогенератор 9.

Изобретение описывает способ получения альтернативного топлива из твердых коммунальных отходов, включающий сортировку отходов с выделением горючих фракций с последующим их измельчением, сушку, характеризующийся тем, что предварительно проводят подготовку ТКО путем деления основного потока ТКО на две фракции, мелкую и крупную, и сортировку крупной фракции с выделением вторичного сырья, в процессе которой образуются «хвосты» сортировки, из которых при последующей сортировке отделяют горючую фракцию, после измельчения горючей фракции к ней добавляют подсушенный отсев – мелкую фракцию, выделенную на стадии подготовки ТКО, и смешивают их.

Изобретение относится к переработке твердых бытовых и промышленных отходов. Способ утилизации твердых бытовых отходов включает получение продуктов утилизации твердых бытовых отходов - тепло, электричество и продукты плазменной обработки.
Изобретение относится к городскому коммунальному хозяйству, а именно к области переработки/утилизации твердых бытовых отходов методом биоремедиации. Водный композит для утилизации твердых коммунальных отходов содержит протеазу, каталазу, амилазу, трипсин, пентозу, пепсин, бетаин, димексид, пероксид водорода, декстрозу и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: Протеаза 2–5 Каталаза 2–5 Амилаза 1–4 Трипсин 1–4 Пентоза 1–3 Пепсин 2–4 Бетаин 1–3 Димексид 1–3 Пероксид водорода 1–3 Декстроза 1–3 Вода техническая остальное Изобретение обеспечивает увеличение глубины утилизации, сокращение выделения свалочного газа и значительное сокращение времени деструкции органических веществ в отходах..

Представлено устройство, обеспечивающее быстрый ремонт и замену ножей и объединяющее измельчение и стерилизацию медицинских отходов, представляющее собой собранную в единое целое вертикальную конструкцию, выполненную с возможностью разборки.

Изобретение относится к устройствам для утилизации мусора путем проведения процесса пиролиза и может быть использовано для утилизации твердых бытовых и промышленных отходов.

Изобретение описывает промышленный комплекс для производства древесного угля из брикетированных древесных отходов, включающий участок подготовки теплоносителя, участок подготовки измельченных древесных отходов, участок сушки древесины, оснащенный устройством для сушки, участок брикетирования, участок низкотемпературного пиролиза, характеризующийся тем, что участок подготовки газообразного теплоносителя выполнен в виде комплексного теплогенератора, снабженного топочной камерой для получения топочных газов, узлом сжигания утилизированных пиролизных газов, а также узлом ввода в генерируемый теплоноситель по крайней мере части парогазовой смеси с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием пара, возвращенной с участка сушки; участок подготовки измельченных древесных отходов, расположенный перед участком сушки, включает по меньшей мере один приемный бункер исходного сырья, дробильно-размольное оборудование, по крайней мере один бункер-накопитель, размещенный перед впускным каналом сушильного устройства и снабженный питателем-дозатором; участок сушки древесины оснащен сушильным устройством, работающим в режиме совместной циркуляции во взвешенном состоянии парогазового теплоносителя и измельченной древесины в пределах рабочей зоны, выполненной в виде закольцованного канала, при этом сушильное устройство включает узел ввода частиц древесины, узел ввода теплоносителя с низким содержанием кислорода, узел вывода частиц древесины парогазовым потоком, выполненный с возможностью полного вывода частиц, а также полного или частичного их возврата на дополнительный цикл сушки, причем узел вывода выполнен с возможностью предотвращения проникновения кислорода в рабочую зону сушильного устройства; участок для разделения смешанного потока, выходящего из сушильного устройства, на парогазовую смесь и измельченную древесину выполнен с возможностью рекуперации по меньшей мере части парогазовой смеси в комплексном теплогенераторе участка подготовки газообразного теплоносителя и включает по меньшей мере один циклон и один приемный бункер, размещенные ниже по потоку относительно сушильного устройства, причем трубопровод перед циклоном снабжен устройством для регулирования целевой влажности частиц древесины путем конденсации влаги из парогазового потока; участок разделения также включает дымовую трубу для рассеивания по меньшей мере части отходящих газов сушки, снабженную регулировочными вентилями и/или заслонками, причем их позиционирование обеспечивает такой уровень давления внутри комплекса, который подавляет просачивание кислорода в систему, но при этом позволяет по меньшей мере части отходящих газов выходить из системы; участок брикетирования оснащен по меньшей мере одним прессом предпочтительно экструзионного типа; участок низкотемпературного пиролиза, работающий в термостабилизированном режиме, оснащен по меньшей мере двумя устройствами для получения древесного угля, каждое из которых включает термоизолированный корпус с системой газоходов, причем рабочая зона каждого устройства выполнена в виде закольцованного канала, снабженного газопроницаемым рекуператором, установленным внутри закольцованного канала, жаростойким вентилятором и поворотным шибером, при этом система газоходов выполнена с возможностью транспортировки пиролизных газов в комплексный теплогенератор участка подготовки газообразного теплоносителя, а также участок пиролиза снабжен выемными устройствами для загрузки-выгрузки брикетов.

Изобретение относится к способам термохимической переработки биомассы. Вариант способа получения жидких продуктов из сырьевого материала, содержащего биомассу, включает стадии: a) удаления летучих веществ из сырьевого материала в предварительном реакторе, содержащем водород и материал сплошного слоя, который представляет собой сорбент с получением потока пара предварительного реактора, содержащего захваченные им твердые частицы; и b) гидропиролиза по меньшей мере части указанного потока пара из предварительного реактора в реакторе гидропиролиза, содержащем водород и катализатор дезоксигенирования, с получением продукта реактора гидропиролиза, содержащего по меньшей мере один неконденсирующийся газ, частично дезоксигенированный продукт гидропиролиза и частицы обуглившегося вещества, где сорбент способен адсорбировать вызывающие коррозию вещества, яды для катализатора дезоксигенирования или их комбинации, и где предварительный реактор расположен отдельно от реактора гидропиролиза, и где способ дополнительно включает c) удаление по существу всех частиц обуглившегося вещества из продукта реактора гидропиролиза с получением потока очищенного пара реактора гидропиролиза с пониженным содержанием обуглившегося вещества; и d) гидропревращение по меньшей мере части указанного потока очищенного пара реактора гидропиролиза в реакторе гидропревращения, содержащем водород и катализатор гидропревращения, с получением продукта реактора гидропревращения; и e) извлечение по существу полностью дезоксигенированной углеводородной жидкости и газовой смеси из продукта реактора гидропревращения.

Изобретение относится к переработке твердых строительных отходов и повторному вовлечению их в производство и может быть использовано в производстве шлакообразующих смесей.
Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, характеризующихся дефицитом органики, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве. Способ интенсификации биологической очистки сточных вод включает отмывку и обезвоживание грубых примесей, задержанных на решетках, и возврат с промывной водой в основной процесс очистки части органики, необходимой для интенсификации процесса биологической очистки.

Изобретение относится к утилизации отходов бурения иили выбуренной породы с элементами бурового раствора, образующихся в ходе бурения разведочных, поисковых или эксплуатационных скважин, иили грунтов, загрязненных отходами бурения или другими углеводородными загрязнителями, иили прочих нефтесодержащих отходов. Способ изготовления искусственного грунта заключается в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения иили выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт иили нефтесодержащие отходы, с песком и цементом. После повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата с концентрацией поливинилацетата 10-15 мас. и продолжают перемешивание до гомогенизации массы. Компоненты используют при следующем соотношении, в от исходного объема сырья: сырье - 100, песок - 10-100, цемент - 0,1-30, ПВАД - 0,1-2,0. Предпочтительно цемент использовать в виде сухой смеси с растворимым силикатом при объемном отношении цемента к силикату от 10:1 до 1000:1. Кроме того, при перемешивании дополнительно вводят сорбент иили негашеную известь в количестве 0,01-10 от исходного объема сырья. Изобретение позволяет придать получаемым в процессе переработки гранулам повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости материала до показателя не менее 20 циклов, в течение которых материал не теряет свои прочностные характеристики более чем на 25 от исходных. 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Наверх