Требухов А.В._634 / черняховский_управлениеЭБ

Мобильное оборудование представлено термокаталитической установкой для очистки и переработки сильнозагрязненных неф- тесодержащих иловых осадков, шламов, грунтов и других отходов и комплектом оборудования для разжижения и перемешивания нефтесодержащих отходов с применением теплоносителя. Эго обо­ рудование применяется при высоком содержании (до 90%) нефте­ продуктов в нефтесодержащих отходах, обеспечивает максимальное выделение нефтепродуктов и минимизацию объема остаточных неф­ тесодержащих отходов (содержащих не более 15% нефтепродуктов), подлежащих переработке на биомодуле.

Основные параметры термокаталитическая установка для очист­ ки и переработки сильнозагрязненных нефтесодержащих иловых осадков, шламов, грунтов и других отходов: 2,5 х 2,5 х 1,5 м, вес 0,5 т, производительность — 80 кг/ч.

Комплект оборудования для разжижения и перемешивания неф­ тесодержащих отходов с применением теплоносителя.

Основные параметры оборудования:

—паровая котельная установка (ПКУ 0,1—0,9) 6 x 3 м , вес 13 т;

—цистерна (закрытая емкость) — диаметр — 1,5м, длинна — 2 М, вес — 0,5 м;

—открытая емкость 2 х 2 х 1,5 м, вес — 0,3 т;

—питательная емкость для котла (цистерна) диаметр — 1,5 м, длинна — 6 М, вес брутто — 7 т;

—резервуар-отстойник объемом 50 м3, 2,5 х 2,5 х 2 м.

Участок размещения мобильных установок на время их использо­ вания в технологическом процессе общей площадью 943 M2.

2.2.4. Дренажные канавы.

По периметру площадки устраивается дренажная канава глуби­ ной порядка 0,4 м и шириной поверху порядка 0,75 м, при откосах 45° и 60°. Вода из канав отводится в резервуар-отстойник — один из источников поливочного водоснабжения.

2.2.5. Ограждение.

В качестве внешнего ограждения площадки принят сетчато-ре- шетчатый модульный забор по забетонированным столбам высотой 2,5 м и общей длинной порядка 230 м при наличии двух ворот для въезда автотранспорта.

3.Технологическая часть

3.1.Теоретические основы технологического процесса биоко постирования.

Технология переработки отходов методом биохимического окис­ ления углеводородов базируется на способности различных таксоно­ мических групп микроорганизмов окислять нефтяные углеводороды

160

до углекислого газа и воды с образованием органического вещества биомассы.

Для эффективного биохимического окисления углеводородов микроорганизмам в естественной или техногенной среде их оби­ тания необходимо создать следующие благоприятные условия: на­ личие кислорода воздуха, влаги, pH среды близкой нейтральной, а также присутствие азота, фосфора, калия, некоторых других эле­ ментов (в виде минеральных удобрений). Окисление нефтяныхуглеводородов проходит последовательно через ряд стадий с образова­ нием промежуточных продуктов. Конечные продукты деструкции: углекислый газ и вода. В процессе деструкции нефтеокисляющие микроорганизмы лишаются основного питания — углеводородного субстрата, что ведет к завершению биологического процесса окисле­ ния и очистке от нефтяного загрязнения.

Окисление нефтяных углеводородов, (в условиях открытой ат­ мосферы и теплого периода года) возможно в среде рыхлого твердо­ го субстрата, при наличии структураторов (или грунтообразующих

компонентов), за счет использования нефтеокисляющих микроор­ ганизмов — нефтедеструкторов и агротехнической стимуляции або­ ригенной микрофлоры.

Промышленные нефтедеструкторы производятся промышлен­ ностью в виде биопрепаратов на базе монокультур микроорганизмов или их ассоциаций. Используются биопрепараты в виде специально подготовленных рабочих форм. В зависимости от качества поступа­ ющих на переработку нефтесодержащих отходов возможна коррек­ тировка состава ассоциации нефтедеструкторов.

3.1.1 Требования к биологическим препаратам.

Выбор биологических препаратов зависит от качественного со­ става поступающих на переработку отходов (грунтов).

Основные критерии, предъявляемые к ассоциациям штаммов, входящим в состав биопрепаратов:

высокая нефтеокисляющая активность;

—наличие биоэмульгирующей активности;

—психотрофность (нефтеокисляющая активность при пони­ женных температурах);

—устойчивость к солям тяжелых металлов;

—наличие быстро- и медленнорастущих бактерий для обеспече­ ния достаточной глубины и скорости биоочистки;

—непатогенность для человека и животных.

Для применения на площадке предусматривается в качестве базо­ вого биопрепарата использовать «Олеоворин» (разработчик и произ­ водитель ООО «Производственно-коммерческая фирма “Бигор”»).

161

Препарат получают микробиологическим синтезом с использова­ нием непатогенных штаммов бактерий BHflaAcinetobacter Oleovorum, клетки которого содержатся в препарате в жизнеспособном состоя­ нии. Живые клетки бактерий содержатся в препарате в количестве IO9-IO 11Ha I гпродукта.

Препарат — комковатый мелкодисперсный порошок от свет-

от +10до +45 °С и pH 5,0-7,2 при наличии засоленности воды и по­ чвы, в том числе тяжелыми металлами.

Степень загрязнения нефтепродуктами подготовленного ком­ поста, при которой рекомендуется использовать препарат «Олеово- рин», не должна превышать 15% по массе.

Препарат нетоксичен, не обладает канцерогенным и кумулятив­ ным действием, не оказывает химического, механического, радиа­ ционного, электромагнитного и термического воздействия на окру­ жающую среду.

Биологическое воздействие препарата на окружающую среду характеризуется тем, что бактериальные штаммы, входящие В его состав, не вступают в антагонистические отношения с природ­ ной микрофлорой. Бактерии вида Acinetobacter Oleovorum, снижая концентрацию техногенных нефтезагрязнений, способствуют вос­ становлению природных биоценозов. Широкий спектр нефтяных углеводородов под действием препарата трансформируются в орга­ ническое вещество биомассы и безвредные для экосистемы продук­ ты — воду и углекислый газ.

При использовании этого препарата для очистки почвы и грун­ тов от нефтезагрязнений не образуется вредных газовоздушных вы­ бросов, жидких и твердых отходов. При попадании препарата в воду он не оказывает вредного воздействия на гидробионтов и раститель­ ные сообщества; он может быть использован гидробионтами в каче­ стве корма.

Для препарата установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) в атмосферном воздухе — 50 КОЕ/м3и ПДК препарата в воде

рыбохозяйственных водоемов — 1,0 мг/л.

Препарат соответствующим образом сертифицирован.

3.1.2. Требования к подготовке территории для организации пло щадки биокомпостирования.

Проектируемое предприятие — площадка по переработке неф- тесодержащих отходов на территории промышленной зоны ЗАО «Производственные предприятия» (Раменский район Московской

162

области), свободной от жилой застройки. Общая площадь площадки 2250 м2.

Биокомпостирование производится на специальной площадке — биомодуле площадью 1150м2. Основное требование для организации биомодуля — гидроизоляция дна и бортов сооружения для предот­ вращения проникновения растворимых фракций нефтепродуктов в зону фильтрации поверхностных и грунтовых вод. В качестве водо- упоров используются бетонные, глиняные и прочие гидроизолиру­ ющие материалы. Размеры площадки биомодуля определялись рас­ четным способом исходя из условия формирования рабочего слоя компоста высотой 1,5-2 м. Учитывался при этом объем ежегодно образующихся и накопленных нефтесодержащих отходов, а также образующихся в результате возможных аварийных ситуаций на тер­ ритории Раменского района, форма биомодуля обуславливается удобством применения агротехнических средств.

Для отведения избыточной влаги компоста предусмотрен замк­ нутый цикл сбора и использования дренажных вод для увлажнения компоста, размещенного на биомодуле.

Основные элементы площадки биокомпостирования: подъездная дорога, участок биокомпостирования, хозяйственная зона со склад­ скими помещениями для хранения материалов (биопрепарата, удо­ брений, солей и пр.), прочими инженерными сооружениями и ком­ муникациями.

3.1.3. Требования к отходам, поступающим на биокомпостирова­ ние.

По характеру образования отходов на биологическую переработ­ ку принимаются нефтесодержащие загрязненные отходы локальных очистных сооружений (осадки и отстой нефтеловушек), продукты зачистки топливных резервуаров, цистерн и танкеров, прочие не­ фтесодержащие шламы, грунты и почвы загрязненные нефтепро­ дуктами.

Биохимическому окислению подвергаются отходы, содержа­ щие углеводороды нефть и нефтепродукты, продукты фракционной перегонки нефти (бензины, керосины, мазуты), нефтяные масла (смазочные материалы со специфическими добавками, в том числе минеральные, турбинные, моторные, трансформаторные, компрес­ сорные масла) и прочие углеводороды (возможность приема отхо­ дов, содержащих специфические углеводороды, рассматривается в каждом конкретном случае отдельно).

Агрегатное состояние отходов может быть жидким, пастообраз­ ным и твердым в сыпучем виде.

163

Отходы не должны быть загрязнены радиоактивными компонен­ тами и содержать высокотоксичные вещества, подлежащие специ­ альному контролю.

Содержание нефтепродуктов в отходах может достигать 90%, од­ нако , оптимальное для приема содержание нефтепродуктов в отходах до 20% по массе. Повышенное содержание нефтепродуктов в отхо­ дах требует дополнительных мероприятий по снижению их концен­ трации до поступления в рабочий компост.

В составе отходов может содержаться до 75% песка, суглинков — до 50% или глины —до 20%. До I % по объему в составе отходовдопу­ скается присутствие примесей посторонних веществ (кусков пласт­ масс, металла, древесины, камней) фракционного размера не более 25 мм. Содержание тяжелых металлов в поступающих отходахдолж­ но быть на уровне ПДК.

Обязательное условие для приема отходов на биокомпостиро- вание — проведение лабораторного контроля на содержание не­ фтепродуктов, тяжелых металлов, деградирумость присутствующих углеводородов.

3.1.4. Материалы и технические средства.

Материалы

Биопрепарат «Олеоворин» производится ООО «Производствен­ но-коммерческой фирмой “Бигор”» в соответствии с ТУ 9291-009- 17843754-2004. Имеетсясанитарно-эпидемиологическое заключение на использование препарата на территории Российской Федерации (№ 77.01.30.929.Т 17103.08.4 от 6 августа 2004 г.). Биопрепарат перед употреблением необходимо активизировать. Рабочая (активизиро­ ванная) форма препарата готовится в соответствии с инструкцией изготовителя.

Количество вносимого в компост биопрепарата рассчитывается в соответствии с инструкцией по применению препарата.

Для стимуляции жизнедеятельности нефтеокисляющих микро­ организмов необходимо поддерживать оптимальный уровень ми­ неральных добавок, который достигается внесением комплексных удобрений типа азотно-фосфорно-калиевого удобрения «Кемира полевое-7» либо использованием следующих биогенных добавок: аммофос (ГОСТ 18918-85), диаммоний фосфат (ТУ 113-08-556-84), калий сернокислый (ТУ 113-13-12-84). Количество вносимых ми­ неральных добавок рассчитывается в соответствии с инструкцией по применению биопрепарата.

Впроцессе биокомпостирования отходов и грунтов используется

вкачестве сорбента торф, улучшающий физические свойства ком­

164

поста, и как источник потенциально доступных для микроорганиз­ мов и растений элементов питания. Торф содержит комплекс абори­ генных микроорганизмов, обладающих углеводородоокисляющей способностью.

В процессе биокомпостирования необходимо использовать торф низовой (ТУ-214 РСФСР 80-80), который за счет высокой степени разложения содержит до 50% гуминовых кислот, способствующих развитию почвенной фауны, в том числе деструкторов. Количество необходимого в процессе биокомпостирования торфа рассчитывает­ ся отдельно в зависимости от качественного состава принимаемых отходов, с учетом содержания органического субстрата в конечном продукте не более 70%.

Для поддержания оптимального pH рабочего компоста в преде­ лах 6—7 необходимо использовать мел (ГОСТ 12085-88) или прочие известковые материалы в соответствии с агротехническими реко­ мендациями.

В зависимости от качества отходов и типа загрязненных грун­ тов, для обеспечения оптимальных физических свойств компоста и обеспечения уровня содержания нефтяных углеводородов в ис­ ходном компосте на уровне 5-15%, в качестве дополнительных структураторов могут использоваться опилки (предпочтительно лиственных пород), песок, суглинки. Комбинация и объем необ­ ходимых структураторов определяется в отдельности для каждой партии компоста.

Технические средства

При подготовке территории и сооружении объектов площадки биокомпостирования необходимо предусмотреть использование специальной дорожной техники (бульдозер, экскаватор и пр.) и авто­ транспортных средств грузового класса. Доставка материалов к месту проведения работ также предусматривает наличие автотранспортных средств грузового класса. Для рыхления и усреднения состава компо­ ста возможно использовать специальные агротехнические средства, трактора с навесным оборудованием типа «одноковшовый экскава­ тор прямая лопата», культиваторы различных моделей и прочее обо­ рудование. В процессе увлажнения компоста возможно применение техники, используемой для поливочных работ в сельском хозяйстве или в организациях городского благоустройства.

При подготовке активной формы биопрепарата используется специальное оборудование для перемешивания раствора солей, бар- ботажа, емкости различного объема. При проведении биообработок могут использоваться распылители различных конструкций и объ­ ема заправочной емкости.

165

3.1.5.Этапы проведения работ по переработке нефтесодержащих

Прием отходов

Контролируемое функционирование биомодуля подразумевается в теплый период года, при наступлении устойчивой погоды со сред­ ней температурой воздуха менее +5 °С площадка биомодуля консер­ вируется.

Прием партий обезвоженных сыпучих нефтезагрязненных от­ ходов и грунтов может осуществляться непосредственно на торфя­ ную подстилку модуля, где затем осуществляется перемешивание и усреднение компонентов (отходов, торфа, структураторов).

Партии жидких и пастообразных отходов предварительно должны быть смешаны с расчетным количеством структураторов для снижения начальной концентрации нефтепродуктов и прида­ ния оптимальных физических свойств смеси компонентов, затем подготовленный субстрат размещается на торфяной подстилке, на которой осуществляется перемешивание с торфом. Далее прово­ дятся работы по формированию компостного слоя или гряд.

Формирование компоста

Компост на биомодуле формируется в виде гряд, ширина кото­ рых позволяет вести рыхление и прочие операции без въезда технических средств на поверхность компоста. Форма компоста в виде гряд позволяет также обеспечить оптимальные условия для дренажа \ избыточных поверхностных осадков и дополнительную аэрацию компоста за счет наклонных поверхностей гряд. Размещение гряд на модуле траншейного вида, позволяет в определенной степени оптимизировать сбор и использование дренажных вод компостной гряды. Угол наклона откосов гряд должен обеспечивать относитель­ ную устойчивость сыпучей массы компоста. По мере необходимо­ сти (в том числе после операций по рыхлению компоста) проводит­ ся корректировка формы гряд.

При первичном формировании компоста вводятся стабилизато­ ры (известковые материалы), готовится и подается на сформиро­ ванные гряды компоста раствор питательных солей.

Биологическая обработка компоста

Процесс биологической обработки включает первичную обра­ ботку компоста, когда вносится основное количество биогенных ве­ ществ (биопрепарата и минеральныхудобрений), и дополнительные

обработки, которые проводятся по результатам текущих анализов в зависимости от эффективности протекания деструктивных про­ цессов.

166

Расчетное количество рабочей (активной) формы биопрепара­ та готовится в соответствии с инструкцией по применению препа­ рата.

Обработка биопрепаратом проводится при оптимальной влаж­ ности компоста (40-60%). Поэтому при необходимости проводится дополнительное увлажнение с использованием поливальных машин или иных средств полива.

Обработку почвы следует осуществлять только при среднесу­ точных температурах почвы не ниже +10 °С. В процессе обработки биопрепаратом проводится внесение расчетного количества мине­ ральных удобрений. В процессе внесения биогенных веществ могут использоваться различные агротехнические приспособления.

Аэрация и увлажнение биокомпоста

Операции по аэрации на начальном этапе (первые 2-3 месяца) биокомпостирования необходимо проводить I раз в .10—14 дней;

вдальнейшем интервалы могут быть постепенно увеличеныдо I раза

вдва месяца.

При недостатке влаги в компосте необходимо проводить полив компостных гряд (в среднем из расчета 10 л воды на 1м 2биокомпоста) с использованием мобильных технических средств (поливаль­ ные автотранспортные средства и пр.). Потребление воды в процессе полива организуется по принципу замкнутого цикла с включением дренажных вод компоста в общий объем используемой воды.

Завершение процесса биокомпостирования

В зависимости от качества поступивших отходов и скорости про­ текания деструкции процесс переработки отходов методом биоком­ постирования завершается в течение 2-6 месяцев теплого периода года. Для отдельных случаев (при недостаточной степени деструк­ ции тяжелых углеводородов) возможно продолжение процесса био­ компостирования в течение следующего сезона, для чего до начала холодного периода проводится консервация компоста, включающая внесение дополнительного количества стабилизаторов и укрытие компоста слоем торфа высотой около 5 см.

Критерий завершенности процесса биокомпостирования — со­ ответствие качества продукта переработки предъявляемым требо­ ваниям, которые представлены в Технических условиях на рекультивационный почво-грунт. Основной показатель завершенности процесса—остаточноесодержание нефтяныхуглеводородов на уров­

167

не, не превышающем 4 г на кг почво-грунта. Принятый уровень остаточного содержания нефтяных углеводородов в продукте био­ компостирования является допустимым с учетом фактора высоко­ го уровня потенциала самоочищения, стимулированного в процессе , биологической переработке отходов (грунтов). Дальнейшее сниже­ ние до фоновых концентраций эффективно протекает естественным образом, и проведение дополнительных работ не требуется.

В зависимости от последующего использования полученного по- чво-грунта (дня фитомелиоративных работ за пределами полигонов захоронения отходов) в условиях повышенной кислотности почв или грунтов места размещения техногенного рекультивационного продукта возможно проведение дополнительного известкования готового компоста для обеспечения повышенного уровня щелочно­ сти почво-грунта с целью создания благоприятных агротехнических условий на последующий период в 2—3 года.

Полученный после завершения процесса биологической перера­ ботки продукт в зависимости от общего содержания органического субстрата может быть использован в целях рекультивации или улуч­ шения нарушенных земель в качестве почвообразующего компо­ нента (биологический этап рекультивации), в качестве грунтов для отсыпки (при высоком содержании в продукте минерального суб­ страта) на этапе технической рекультивации объектов, при строи­ тельстве дорог и прочих промышленных сооружений.

При необходимости в соответствии с требованиями, предъявля­ емыми потребителем, проводится сертификация продукта по сани­ тарно-гигиеническим требованиям.

Вывоз рекультивационного почво-грунта на объекты осуществ­ ляется, как правило, грузовыми автотранспортными средствами

соформлением соответствующих сопроводительных документов.

3.1.6.Химический и микробиологический контроль.

При приеме нефтесодержащих отходов и грунтов в процессе био­ компостирования и для контроля качества полученного продукта обязательно проводятся химические и микробиологические исследования.

Входной контроль отходов и грунтов

Входной контроль отходов и грунтов включает проведение ми­ кробиологических исследований на деградабельность и химический анализ на содержание нефтепродуктов.

Положительные результаты микробиологических исследований свидетельствуют о возможности использования биологического способа переработки отходов. В случае отрицательных результатов

168

проводятся дополнительные исследования с целью выявления вида сопутствующих токсикантов и выбора мер для снижения их нега­ тивного влияния или обоснования использования иных способов переработки нефтезагрязненных отходов. Определение содержания нефтяных углеводородов в отходах необходимо также для осуществ­ ления технологических расчетов потребности в материалах (структу-

раторов, биогенов).

Контроль процесса биокомпостирования

Управление процессом биокомпостирования базируется на кон­ троле скорости деструкции (окисления) нефтяных углеводородов. Скорость деструкции зависит от состояния и роста количества неф­ теокисляющих микроорганизмов и общей численности микробного сообщества компоста. Таким образом, в течение процесса компости­ рования необходимо контролировать следующие микробиологиче­ ские показатели: общее микробное число и количество углеводоро­ доокисляющей микрофлоры.

Показатели оптимального уровня протекания процесса биологи­ ческой очистки:

— общее микробное число — IO7-IO8;

количество углеводородоокисляющей микрофлоры IO4-IO6.

С целью обеспечения благоприятных условий для микроорга­ низмов необходимо также контролировать ряд абиотических пара­ метров, оптимальные уровни которых соответствуют следующим значениям: влажность —40-60%; величинарН — 5,0-7,2; нефтепро­ дукты — 20—0,5%; азот общий — 0,3-0,5; общий фосфор — 0,7-1,5; тяжелые металлы — на уровне ПДК.

Аналитические исследования в среднем проводятся один раз в месяц. По результатам анализа вносятся изменения в технологи­ ческий процесс.

Контроль продукта биокомпостирования

По завершении процесса биокомпостирования проводится кон­ троль качества готового продукта по показателям, регламентирован­ ным Техническими условиями на техногенный рекультивационный почво-грунт.

Методы испытаний

Химико-аналитические исследования проводятся аккредитован­ ными лабораториями:

—отбор проб проводится по ГОСТ 17.4.02-84 «Почва. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологиче­ ского, гельминтологического анализа»;

—влажность определяется по ГОСТ 26713-85;

169