Спосіб очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту та система споруд для його реалізації
Власники патенту UA 2331488:
Винахід відноситься до охорони навколишнього середовища і може бути використане для очищення ґрунту, забрудненого нафтою та нафтопродуктами. Спосіб включає обвалування ґрунту у вигляді дамби за контуром його забруднення. Як усередині, так і зовні обвалування прокладають траншеї та заповнюють їх сорбентом - відходом виробництва активованого вугілля фракції 0,1-5,0 мм з негативною та/або позитивною плавучістю. Траншеї всередині обвалування заповнюють сорбентом, що має як негативну, так і позитивну плавучість, а траншеї, розташовані зовні обвалування, заповнюють сорбентом, що має лише негативну плавучість. По ходу руху ґрунтових вод виконують контрольні свердловини. Система споруд для здійснення способу включає обвалування місця розливу нафти у вигляді дамби і ряд траншей всередині та зовні обвалування, заповнених сорбентом як з негативною, так і з позитивною плавучістю. По ходу руху ґрунтових вод за обвалуванням розташовані контрольні свердловини. Заявлена група винаходів забезпечує спрощення процесу очищення ґрунту та утилізацію відходів. 2 н.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до охорони навколишнього середовища і може бути використане для очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту.
При видобутку, переробці та зберіганні нафта та нафтопродукти проливаються та забруднюють ґрунтоґрунти, поверхневі та підземні води. Для запобігання забруднення навколишнього середовища на промислах робиться обвалування ділянки видобутку, що локалізує нафтове забруднення, але не виключає його (пат. Україна №2182215, МПК Е21В 21/01, бюл. №13, 2002 р.).
Відомий покращений спосіб видалення шкідливих речовин із ґрунту, переважно нафти та її похідних за допомогою водних екстрагентів (пат. Німеччини№3738264, МПК А62Д 3/00 ony6л.30.03.89 р.).
Відповідно до цього способу для отримання шкідливих домішок застосовують екстрагент, що містить пірофосфат або оксалат натрію з концентрацією 0,1-1,0%. Забруднений ґрунт ізолюють за допомогою водонепроникних перегородок, а екстрагент по трубах вводять у ґрунт. Об'єм екстрагента 50-100 л/м 2 ґрунту на день. Потім здійснюють видалення екстрагента шляхом відкачування. В іншому варіанті екстрагент наносять на поверхню ґрунту шляхом розпилення. Згодом екстрагент проникає в нижні шари ізольованої ділянки, а потім відкачується у вигляді екстракту. Даний спосіб вимагає обладнання для нагнітання та відкачування розчину, труб, перегородок для ізолювання забрудненої ділянки тощо. Все це значно збільшує вартість очищення. Крім того, дуже велика витрата екстрагента на обробіток ґрунту. В описі патенту як приклад наведені результати з обробки грунту низького ступеня забруднення - 1 г/кг грунту (0,1%). Тому постає питання недостатньої ефективності цього за великої забрудненості грунту.
Недоліками способу-прототипу є технологічна складність та значні витрати на його здійснення.
Завданням створення винаходу є спрощення процесу очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту, а також можливість використання відходів виробництва активованого вугілля з метою охорони навколишнього середовища.
Поставлене завдання вирішується за допомогою ознак, зазначених у п.1 формули винаходу, загальних з прототипом, таких як спосіб очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту, що включає обвалування ґрунту у вигляді дамби за контуром його забруднення, та відмітних, суттєвих ознак: як усередині, так і зовні обвалування прокладають траншеї, заповнюють їхсорбентом - відходом виробництва активованого вугілля фракції 0,1-5,0 мм з негативною та/або позитивною плавучістю, при цьому траншеї всередині обвалування заповнюють сорбентом, що має як негативну, так і позитивну плавучість, а траншеї, розташовані зовні обвалування, заповнюють які мають лише негативну плавучість, причому по ходу руху ґрунтових вод виконують контрольні свердловини. Поставлене завдання вирішується за допомогою ознак, зазначених у п.2 формули винаходу, загальних з прототипом, таких як система споруд для очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту, що містить обвалування місця розливу нафти у вигляді дамби, та відмітних, суттєвих ознак, таких як система споруд додатково містить ряд траншей усередині та зовні обвалування, заповнених сорбентом як негативної, так і позитивної плавучості, а також за обвалуванням контрольні свердловини, розташовану по ходу руху ґрунтових вод.
Технічний результат від використання вищепереліченої сукупності істотних ознак винаходу полягає у спрощенні процесу очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту, а також у можливості використання відходів виробництва активованого вугілля з метою охорони навколишнього середовища.
Винахід ілюструється кресленнями. На фіг.1 показаний поздовжній розріз споруди для очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту; на фіг.2 - вид споруди у плані; на фіг.3 - траншея в розрізі.
Система споруд для очищення забрудненого нафтою і нафтопродуктами ґрунту містить обвалування 1 місця розливу нафти у вигляді дамби, а також ряд траншей всередині 2 і зовні 3 обвалування, заповнених сорбентом як негативної 4, так і 5 плавучості плавучості. Під позитивною плавучістю розумієтьсяздатність частинкам сорбенту перебувати на поверхні рідини. Під негативною плавучістю розуміється здатність поринати частинкам сорбенту в рідину. Глибина траншей визначається фільтраційними та фізико-механічними властивостями ґрунтів, умовами залягання ґрунтових вод у районі аварії. Траншеї з часом заповнюються нафтопродуктами, водою (атмосферні опади, танення снігу, верховодка) 10. За обвалуванням 1 виконані контрольні свердловини 6, розташовані по ходу руху ґрунтових вод 7. Водостійкі породи позначені позицією 8, нафтозабруднений ґрунт - 9.
Приклад здійснення винаходу. Спосіб очищення забрудненого нафтою і нафтопродуктами грунту, наприклад, у разі аварії на трубопроводі (на кресленні не показаний), включає виконання обвалування грунту 1 у вигляді дамби по контуру його забруднення (фіг.2). Як всередині, так і зовні обвалування проходять траншеї 2,3, їх заповнюють сорбентом з негативною 4 та/або позитивною плавучістю. Багатокомпонентний сорбент складається з частинок активованого вугілля з позитивною і негативною плавучістю (співвідношення компонентів сорбенту з позитивною і негативною плавучістю визначається співвідношенням нафти, що плаває на поверхні, і нафти, що знаходиться в обсязі води, використовуються дані аналізу) 1-5,0 мм. Такий сорбент дозволяє видаляти нафтопродукти з поверхні, так з об'єму води 10, що знаходиться в траншеях (фіг.1). Забруднена вода, дренована траншеями, очищається сорбентом із негативною плавучістю. Частина сорбенту після осадження утворює сорбуючий шар на дні, який при фільтрації води в грунт працюватиме за принципом фільтра намивного (фіг.3). Нафтова плівка видаляється плаваючим сорбентом (з позитивноюплавучістю фракції 0,1-0,5 мм). Витрата сорбенту залежно від типу та властивостей нафти становить 200-250 кг на тонну нафти.
Для запобігання можливому забрудненню ґрунтових вод за межами обвалування внаслідок просочування нафтопродуктів крізь тіло греблі та інфільтрації у ґрунтові води з ділянки складування або місця аварії у напрямку руху підземних вод викопують траншею та заповнюють її сорбентом з негативною плавучістю. Крім того, для контролю ефективності очищення по ходу руху ґрунтових вод виконують контрольні свердловини (фіг.1). Після очищення ґрунту сорбент видаляють з траншей або утилізують, наприклад, шляхом спалювання в топках або залишають на місці, а на ділянці складування проводять технічну та біологічну рекультивацію.
Таким чином, всі нафтопродукти локалізуються на обмеженій ділянці, запобігає їх поширенню поверхневими та підземними водами. Спосіб порівняно простий у застосуванні та економічний, оскільки для його реалізації використовуються відходи виробництва активованого вугілля, він може застосовуватися для локалізації аварійних розливів нафти. Споруди, з допомогою яких реалізується цей метод, не вимагають великих капітальних витрат. Крім того, сорбент, враховуючи його низьку вартість, може використовуватися у вигляді екранів, що укладаються в місцях з високою ймовірністю розливу технологічних продуктів на нафтовидобувних, нафтопереробних та нафтотранспортних підприємствах, нафтовій промисловості при забрудненні поверхневих вод та інших випадках.
З опису та практичного застосування цього винаходу фахівцям будуть очевидні та інші приватні форми його виконання. Даний опис та приклади розглядаються як матеріал, що ілюструє винахід, сутність якого та обсяг патентнихдомагань визначені в нижченаведеній формулі винаходу, сукупністю суттєвих ознак та їх еквівалентами.
1. Спосіб очищення забрудненого нафтою і нафтопродуктами ґрунту, що включає обвалування ґрунту у вигляді дамби за контуром його забруднення, який відрізняється тим, що як усередині, так і зовні обвалування прокладають траншеї, заповнюють їх сорбентом - відходом виробництва активованого вугілля фракції 0 0 мм з негативною та/або позитивною плавучістю, при цьому траншеї всередині обвалування заповнюють сорбентом, що має як негативну, так і позитивну плавучість, а траншеї, розташовані зовні обвалування, заповнюють сорбентом, що має тільки негативну плавучість, причому по ходу свердловини.
2. Система споруд для очищення забрудненого нафтою та нафтопродуктами ґрунту, що містить обвалування місця розливу нафти у вигляді дамби, яка відрізняється тим, що вона додатково містить ряд траншей усередині та зовні обвалування, заповнених сорбентом як негативної, так і позитивної плавучості, а також за обвалуванням свердловини, розташовані у процесі руху грунтових вод.