Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов

..pdf
Скачиваний:
99
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
52.15 Mб
Скачать

 

 

Окончание табл. 6.58

Показатели

Нормы

BFG 5000

NSP 4900

Относительное удлинение при разрыве,

DIN EN ISO

10/5

10/6

md/cmd, %

10319/ASTM-D-4595

 

 

Прочность скрепления, Н/10 см

DIN EN ISO 10319

>60

Прочность скрепления, Н/м

ASTM-D-6496

>360

 

Прочность на испытание штампом, Н

DIN EN ISO 12236

2,500

1,800

Коэффициент фильтрации/водопроницаемость, м/с

DIN EN ISO

<5

10~"/

 

18130/ASTM-D-5887

<5

10‘9

Индекс Флукс, (м3/м2)/с

DIN EN ISO

5

10~9

 

18130/ASTM-D-5887

 

 

Размеры рулона (ширина * длина/диаметр), м х м/м

4,85 x 40/d 0,65

Примечание. Многоточие (...) означает отсутствие данных.

Таблица 6.59

Техническая характеристика бентонита (природного натрий-бентонита)

Показатели

Нормы

Параметры

Содержание

XRD

90

монтмориллонита, %

 

 

Содержание метилена

VDGP

>300

синего, мг/г

 

 

Содержание воды, %

DIN 18121

<15

 

(5 h, 105°)

 

Гигроскопичность, %

DIN 18132

>600

 

(24 h)

 

Объем при набухании,

ASTM-D-5890

<25

мг/г

 

 

Fluid Loss, %

ASTM-D-5891

<18

Более 10 лет успешного использования покры­ тия Bentofix являются свидетельством того, что диапазон его применения поистине безграничен:

покрытие и изоляция засоренной и зараженной почвы;

изоляция основания под свалки отходов;

защитный слой геомембраны;

изоляция паров и газов;

подкладка дна водохранилищ;

вторичная защитная оболочка;

изоляция дамб, каналов, водостоков;

локализация отходов;

защита грунтовых вод;

сорбционные мембраны;

вертикальные перегородки.

Характеристика продукта:

содержит натуральный натриевый бентонит самого высокого качества;

гарантирует надежную самоизоляцию от любых непредвиденных механических повреждений;

сохраняет свою эластичность и легко подго­ няется к неровностям земной поверхности;

армирование волокон не только обеспечивает напряжение сдвига, но и предотвращает гори­ зонтальное смещение бентонита.

Геомембраны

Геомембраны из материала Carbofol обеспечи­ вают полную изоляцию даже от наиболее токсич­ ных веществ. Carbofol, применяемый в качестве составной части гидроизоляции основания или подушки под свалку, защищает грунтовые воды от загрязнения. Он отвечает самым строгим техноло­ гическим требованиям, регулирующим нормы хранения, раздачи, обращения, изготовления

иприменения экологически вредных жидкостей таких нормативных актов, как «Wasser-haushalts- gesetz» (немецкое положение в водном хозяйстве)

и«Britain’s Environmental Protection Act» (британ­ ское положение по защите окружающей среды). Материал может применяться для изоляции объек­ тов с питьевой водой, с жидкостями, не содержа­ щими ядовитых веществ (например, водоотводных конструкций, водоканалов, прудов). Кроме того, можно разработать оригинальные решения по применению изоляции на крутых склонах, где для большей надежности могут использоваться мате­ риалы со структурной поверхностью, обеспечи­ вающей высокий коэффициент трения.

Окончание табл. 6.60

Показатели

Нормы

1,00 мм

 

1,50 мм

 

2,00 мм

HDPE-1

 

HDPE-1,5

 

HDPE-2

 

 

 

 

Предел прочности при растяжении, Н/мм

DIN EN ISO 527-3

24

 

42

 

56

Относительное удлинение при разрыве, %

DIN EN ISO 527-3

650

 

 

700

 

Содержание сажи, масс. %

ASTM-D-1603-94

 

 

2

 

 

Распределение сажи, категория

ASTM-D 5596-94

 

 

1-2

 

 

Последующее сопротивление, Н

53515

130

 

195

 

260

Излом при -20 °С

DIN EN 1876-1

 

 

Нет излома

 

 

Растяжение по двум осям, %

В соответствии

 

 

15

 

 

DIN 53861

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устойчивость к трещинообразованию, ч

ASTM-D-1963

 

 

2000

 

 

Высота падения пробивного тела, мм

16726

450

 

800

 

1200

Изменение размеров 1 ч/100 °С, %

53377

 

<2

 

 

<1

NOTL - Тест, ч

ASTM-D-5397

 

 

>200

 

 

OIT, мин

ASTM-D-3895

 

 

70

 

 

Прочность при испытании штампом, Н

ASTM-D-4833

290

|

400

|

550

Таблица 6.61

Объект

Основания зданий и соору­ жений, работы на нулевом уровне

Монолитные железобе­ тонные конструкции

Области применения полимерных мембран

Функция мембраны

Мембранные технологии и в этом случае с успехом выполняют роль надежного щита, предотвращающего загрязнение почвы даже в аварийных ситуациях.

В России данный метод нашел широкое применение при изоляции основания нефтяных резервуаров

Полимерные мембраны обеспечивают минимальные требования надежности при толщине 1,0 мм. Высокие механические характеристики позволяют отсыпать грунтовый защитный слой толщиной 30-50 см, используя обычное строительное оборудование и методы

Конструкции, подвергаю­

Этот вариант полностью герметизирует накопители жидких отходов от заражения

щиеся воздействию агрес­

почвы и грунтовых вод. Полимерные мембраны толщиной до 2 мм обладают

сивных сред

достаточной прочностью и эластичностью, превосходно противодействуют

 

температурным воздействиям и ультрафиолетовому облучению, что позволяет

 

сформировать искусственную емкость практически любой площади и конфигурации

Виадук, бетонные резер­

Конструкции могут выдерживать значительные нагрузки.

вуары, тоннели и системы

Мембраны выполняют функции армирующего материала

канализационных труб

 

большого диаметра

 

им. К.Д. Памфилова разработана методика проек­ тирования и внедрена технология гидроизоляции и локализации источников загрязнения окружающей среды с применением широкого спектра новых листовых полимерных материалов толщиной от 0,5 до 6,0 мм.

Листовые полимерные материалы благодаря их качественно новым характеристикам нашли широ­ кое применение в мировой практике:

при изоляции свалок бытовых и промышлен­ ных отходов;

строительстве и реконструкции гидротехни­ ческих сооружений;

строительстве автомобильных дорог и стоянок;

гидроизоляции мостов, тоннелей;

в качестве гидроизоляционного покрытия бетонных, кирпичных, грунтовых и других поверх­ ностей, в том числе в емкостях для питьевой воды;

как антикоррозионное покрытие;

для устройства и ремонта кровель. Исходным материалом для полимерных листов

является полиэтилен высокой плотности с добав­ лением сажи, антиоксидантов и стабилизаторов высокой температуры.

Полиэтиленовые листы обладают оптимальным сочетанием физико-механических характеристик (табл. 6.62).

Таблица 6.62

Ф изико-механические характеристики полиэтиленовых листов

Показатели

Нормы

Толщина, мм

0,5-6,0

Плотность, 103 кг/м3

0,94-0,97

Предел прочности при растяжении, МПа

26,0

Относительное удлинение при разрыве, %

750

Модуль упругости при изгибе, МПа

730

Теплоемкость по Вика, °С

126

Температура хрупкости, °С

-120

период. В эксплуатационный период нагрузка опре­ деляется для экранов как суммарное давление от действия складируемого осадка: q3 = vh (где h — высота заполнения секции; v — объемный вес складируемых отходов), q^ = 0,10 МПа; — минималньый размер максимальной фракции грунта; Кф = 1,2; Кд — динамический коэффици­ ент, принимаемый в зависимости от характера воздействия и типа применяемого механизма при отсыпке грунтового защитного слоя, для автомо­

биля;

Е

модуль упругости

полимера,

Е =

= 430

МПа;

Кп — коэффициент

эффективности

защитных прокладок.

 

 

Высокая

технологичность полимерных

мате­

риалов, система пооперационного контроля каче­ ства строительства противофильтрационных экра­ нов (рис. 6.17) обеспечивают создание надежных и долговечных конструкций, отвечающих совре­ менным требованиям защиты окружающей среды. Технология была апробирована и внедрена на многих объектах в Санкт-Петербурге, Москве, Красноярске, Новгороде, Пскове, Мурманске и других городах.

Конструкции противофильтрационных экранов из полимерных листовых материалов для полиго­ нов выбираются с учетом свойств отходов, их класса опасности и гидрогеологических условий местности (рис. 6.16).

Толщина полимерного противофильтрационного элемента в конструкции экрана определяется рас­ четом на прочность при действии растягивающих напряжений от гидростатического напора в период эксплуатации и на неповреждаемость в строитель­ ный и эксплуатационный периоды. Толщина 5 полимерного противофильтрационного элемента из полиэтилена из условий неповреждаемости может быть определена по формуле

51 6 Н КФКл

жП '

где q — нагрузка, принимаемая как большее из двух значений в строительный или эксплуатационный

Рис. 6.17. Система пооперационного контроля качества строительства противофильтрационных экранов

6.3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ, ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Нефтесодержащие отходы образуются в резуль­ тате разливов нефти на грунт, сосредоточиваются в шламовых амбарах на промысле, получаются в про­ цессе подготовки нефти и зачистки резервуаров.

Классификация нефтесодержащих отходов пред­ ставлена на рис. 6.18.

Для переработки и утилизации нефтесодержа­ щих отходов предлагаются различные технологии, которые делятся на две группы: индустриальные

иутилизационные (рис. 6.19).

Киндустриальным относятся способы, при которых нефтесодержащие отходы перерабатыва­ ются по схемам и на оборудовании, применяемом для получения продукции из первичного сырья.

Утилизационные методы получили распростра­ нение только в процессах переработки вторичного сырья или как методы ex situ при ликвидации раз­ ливов нефти и нефтепродуктов на грунт.

Анализ известных разработок, направленных на решение проблемы ликвидации нефтесодержащих отходов, показывает, что, несмотря на кажущееся многообразие технологий, методов и средств обез­ вреживания таких отходов, все они могут быть разделены на две основные группы:

• методы и средства обезвреживания и утили­ зации нефтесодержащих отходов без какого-либо предварительного извлечения из них ценных угле­ водородных компонентов;

• методы и средства, рассматривающие получе­ ние определенного количества товарной продукции

итвердого концентрата, годного для захоронения

иэкологически инертного.

Обе группы содержат самые разнообразные методы и средства воздействия на нефтесодер­ жащие отходы, среди которых наиболее часто

втехнологиях ex situ используются следующие:

биологические методы:

-компостирование,

-возделывание земли,

-отвал грунта;

физико-химические методы:

-дегалогенирование,

-промывка почвы,

-затвердевание;

термические методы:

-электрическая дуга,

-термическая десорбция,

-сжигание,

-газификация,

-пиролиз,

-коагулирование.

К б и о л о г и ч е с к и м методам обезврежива­ ния нефтесодержащих отходов относят микробио­ деградацию, биопоглощение и перераспределение токсикантов.

Микробиодеградация — это деструкция орга­ нических веществ определенными культурами микрофлоры, внесенными в грунт. Процесс био­ разложения протекает с заметной скоростью при оптимальной температуре и влажности, которая может быть создана в технологиях ex situ.

Биопоглощение — это способность некоторых растений и простейших организмов ускорять био­ деградацию органических веществ или аккумули­ ровать загрязнения в клетках.

Недостатком биотехнологических процессов является невысокая скорость протекания процес­ сов, что сильно увеличивает капитальные вложе­ ния при сооружении промышленных объектов по утилизации нефтесодержащих отходов этими методами. Важнейшей задачей ученых сегодня является оптимальный подбор микроорганизмов, бактерий, грибов для определенных видов нефте­ содержащих отходов. Работы ведутся по ускоре­ нию роста бактерий и поиску оптимальных пара­ метров среды в целях сокращения цикла перера­ ботки отходов.

К ф и з и к о - х и м и ч е с к и м

методам обез­

вреживания нефтесодержащих

отходов относят

промывку, стабилизацию и отвердевание. Промывка осуществляется в различного рода

агрегатах с использованием химических реаген­ тов; при этом они должны полно и достаточно просто регенерироваться с небольшими энерго­ затратами. В качестве растворителей могут исполь­ зоваться спирты водных растворов ПАВ.

Химическая нейтрализация в зависимости от типа реагента происходит путем осаждения, окис­ ления — восстановления, замещения или комплексообразования.

Для стабилизации используют неорганические вяжущие вещества типа цемента, золы, силикатов калия и натрия, извести и гелеобразующих веществ (бентонита или целлюлозы). Недостатком стаби­ лизации и отвердевания является неустойчивость вяжущих веществ к атмосферной и грунтовой влаге, быстрым изменениям температуры, в результате чего происходит разрушение композиционного материала. Объем отходов после стабилизации и отвердевания уменьшается в 2 раза.

/ >

Топливные

Нефтешламы и осадки

Нефтесодержащне

 

отходы

^

 

К т е р м и ч е с к и м методам обезвреживания отходов относят сжигание, газификацию и пиролиз.

Сжигание — наиболее отработанный и исполь­ зуемый метод. Сжигание осуществляется в печах различных конструкций при температуре не менее 1200 °С. Газы, образующиеся при сгорании орга­ нической части отходов, необходимо очищать от диоксида углерода, паров воды, оксидов азота и серы, аэрозолей, оксида углерода, бензо[я]пирена и диок­ синов. Золу, которая накапливается в нижней части

Транспортировка и утечка нефтепродуктов

Эксплуатация машин и механизмов

Транспортные аварии

Очистка емкостей для хранения нефтепродуктов

Буровые шламы

Разливы нефти на нефтегазодобывающих

____________предприятиях_____________

Прорывы магистральных нефтепроводов

Донные осадки сооружений механической очистки сточных вод

Продукты зачистки резервуаров и трубопроводов

Флотоконцентрат с установок сепарации

Стабилизированные эмульсии из отстойных аппаратов

Маслосодержащие

Отработанные масла, консиоте1гтные

и смазочно­

охлаждающие

смазки и СОЖ

жидкости

 

 

Производство сульфонатных присадок

 

Сульфирование и очистка масел,

Нефтехимические

парафинов, керосиногазойлевых фракций

и других нефтепродуктов от ароматических

 

 

углеводородов

 

Переработка нефти, каменноугольных

 

_______и сланцевых смол, торфа_______

Рис, 6.18. Классификация нефтесодержащих отходов

печи, периодически утилизируют на полигоне (захо­

Пиролиз нефтесодержащих отходов проводят при

ранивают) или используют в производстве цемента.

600-800 °С с вакуумированием реактора. При этом

Газификация — метод, который используется

протекают реакции коксо- и смолообразования,

в металлургии в вихревых

реакторах

или печах

разложения высокомолекулярных соединений на

с кипящим слоем

при 600-1100 °С в

атмосфере

низкомолекулярные, жидкую и газообразную фрак­

газифицирующего

агента

(воздуха,

кислорода,

ции, а если углеводородные отходы содержат серу,

водяного пара, диоксида углерода или их смеси).

то образуются также сероводород и меркаптаны.

В результате реакции образуются синтез-газ (Н2+СО),

Оксиды азота и серы практически не образуются.

туман из жидких смолистых веществ, бензо[я]пирен

Каждая технология обезвреживания нефтесодер­

и диоксины. Реакция газификации протекает в среде

жащих отходов в отдельности имеет крайне огра­

с восстановительными свойствами, поэтому оксиды

ниченную область применения. Поэтому в совре­

азота и серы практически не образуются. Горючая

менных технологических комплексах переработки

смесь водорода и оксида углерода сжигается на

нефтесодержащих отходов чаще всего предусмот­

горелках при 1400-1600 °С или используется в ката­

рено совместное или комбинированное использова­

литическом процессе синтеза метилового спирта.

ние различных технологических методов и средств.

Рис. 6.19. Способы переработки нефтесодержащих отходов

6.3.1. Термические методы

При сжигании нефтесодержащих отходов стал­ киваются с проблемой превышения содержания оксидов азота, серы и углерода, а также диоксинов и бензо[а]пирена в газовых выбросах над предель­ но допустимыми выбросами. Для снижения вред­ ных выбросов конструкции камер сгорания совре­ менных инсинераторов предусматривают горизон­ тальную или вертикальную организацию горения с турбулентным закрученным потоком и исклю­ чают прямое воздействие пламени на термо­ стойкую облицовку печи. Рабочий температурный диапазон инсинераторов составляет 850-1650 °С.

Для обезвреживания отходов используют вра­ щающиеся печи, представляющие собой цилин­ дрическую конструкцию, стенки которой облицо­ ваны термостойким материалом. Печи монтируют горизонтально, с небольшим уклоном. Обычно отношение длины к диаметру составляет от 2 : I до 10 1, скорость вращения — 1-5 об/мин, темпе­ ратура горения — 850-1650 °С, время пребывания нефтесодержащих отходов — от нескольких секунд до нескольких часов в зависимости от вида отходов.

Для очистки нефтезагрязненных грунтов от органических загрязнителей применяют сжигание в псевдосжиженном слое. Основными операциями

Соседние файлы в папке книги