Используемый в установке очистной метод объединяет наиболее удачные технические решения существующих методов очистки. Очистная установка имеет модульную конструкцию, что обеспечивает ее мобильность и возможность транспортировки любым видом транспорта. Принцип работы установки приведен на блок-схеме (рис.1). Наиболее близким техническим решением являются методы очистки методом экстракции и очистки грунтов на полигонах с помощью микроорганизмов. Эти два метода далее будут использованы в качестве аналогов при сравнении технико-экономических показателей с разрабатываемым методом очистки. Оборудование и методы экстракционной очистки успешно работают на тяжелых песчаных грунтах. Но для очистки легких грунтов применение такого оборудования сопряжено с большими трудностями.
В первую очередь для таких грунтов практически невозможно формирование в бурты. Следовательно, такой грунт практически без подготовки, без отделения из грунта свободной нефти будет подвергаться биологической очистке. При этом, как уже отмечалось, микробиология может успешно применяться при концентрации углеводородов не более 15 %. Для обеспечения эффективной работы микробиологических штаммов фирма применяет разбавление грунта чистой водой. Отсюда следует, что применение данного метода очистки требует наличия большого количества чистой воды и резкого увеличения времени очистки.
При работе с микроорганизмами следует учитывать следующее: Микроорганизмы обладают свойствами аккумулировать в своих телах (клетках) вредные элементы, соединения; Количество микроорганизмов, выводимых с очищенным грунтом пропорционально количеству находящегося в нем питания - углеводородов. Чем больше углеводородов отдают на биодеструкцию, тем большее количество избыточной биомассы будет получено по завершению процесса очистки. Наибольшую сложность представляет очистка грунтов от тяжелых вязких нефтепродуктов, когда сырье представляет собой единую, практически однородную вязкую массу. С такими загряз нениями обычные экстракционные методы работать практически не могут, а очистка именно таких грунтов и является целью создания разрабатываемого нами комплекса.
Методы очистки, применяемые в методах биоочистки имеют те же недостатки, что у экстракционных. Более того, эти методы требуют регулярного внесения огромных количеств биомассы для поддержания процесса биодеструкции. Поэтому полигоны оборудуются реакторами для производства избыточной биомассы, что связано с дополнительными затратами на питательную среду, добавки, необходимые для выращивания биомассы. Для сокращения общего количества биомассы применяют ферменты, что позволяет также сократить время очистки. Количество подаваемого фермента пропорционально общему содержанию углеводородов в очищаемом грунте. Это означает, что в данном варианте требуется большое количество фермента. При выполнении этих работ следует учитывать, что биоштаммы эффективно работают при температуре окружающего воздуха не ниже +10? С. При более низких температурах клетки находятся в состоянии анабиоза. При переходе на работу в климатических условиях России время очистки доходит до нескольких лет. При этом следует учитывать, что в России не используются специальные комбайны для рекультивации грунта в процессе очистки. В лучшем случае эти процессы заменяются простым перепахиванием и орошением раствором биопрепаратов. В новом методе очистки особое внимание обращено на недостатки в работе аналогов.
С целью устранения недостатков предусмотрено следующее: В Модуле ?1 имеется ступень экстракции тяжелых вязких составляющих теплым потоком нефтепродукта; Разработана система вывода и очистки камней и мусора. Дополнительно выводят четвертую фазу - водно-иловую суспензию, которая используется в качестве питательной Среды для выращивания биомассы. При этом производится очистка воды и взвесей; Очистку воды от взвесей производят с применением акустических фильтров оригинальной конструкции; Тяжелый грунт экстрагируют углеводородным растворителем, а затем отмывают в ультразвуковой ванне; Ферментом обрабатываются остатки углеводородов, после экстракции и отмывки грунта с применением ультразвука; Применена оригинальная система для обеспечения микроорганизмов питательными добавками, не требующая дополнительных расходов химических соединений; Вода, нефтепродукт, растворы биоштаммов циркулируют в замкнутом контуре.
В сравнении с аналогами усовершенствования позволяют: Производить очистку камней и мусора и др. твердых отходов; Сократить до минимума количество углеводородов, подаваемых на биодеструкцию, а следовательно, резко сократить расход фермента, время очистки и количество биомассы, выгружаемой с очищенным грунтом; Исключить затраты на приобретение питательных добавок для микроорганизмов; Сократить расход чистой воды и углеводородного растворителя; Производить очистку грунтов, загрязненных тяжелыми углеводородами; Обеспечить дополнительно получение нефтепродукта в качестве котельного топлива (ориентировочно до 200 л с каждой тонны очищаемого грунта); По результатам анализа данных, возможно сделать следующий вывод: метод обладает патентной чистотой по ведущим странам мира: США, Германия, Япония, Великобритания и др.
В сравнении с аналогами новый метод очистки обладает высокими экономическими показателями: Позволяет получить вдвое больше нефтепродуктов для последующего использования в качестве котельного топлива Удельные затраты на очистку грунта - самые низкие Стоимость оборудования в несколько раз дешевле Комплекс комплектуется Модулем энергообеспечения, обеспечивающим автономную работу комплекса. В сравнении с аналогами предлагаемый метод является экологически более безопасным, поскольку: Количество биомассы, выгружаемой с очищенным грунтом, значительно меньше Применение акустических систем позволяет производить частичное обеззараживание грунта и воды Для очистки применяется сообщество аборигенных микроорганизмов Очистке подвергаются не только грунт, но и камни, мусор и т.п.
Автор: к.т.н. Ефимов К.М., Ильиничев А.И., д.т.н. Кулаков И.И. e-mail: [email protected]
