Обработка и ликвидация нефтяного шлама

В настоящие время на предприятиях нефтегазового комплекса накоплено более 7 млн.т. нефтешламов, которые образуются при очистке сточных вод, в системе оборотного водоснабжения, во время ремонта оборудования, а также при чистке резервуаров.

Проблема ликвидации отходов не решена, и поэтому их количество постепенно растет, что приводит к загрязнению окружающей среды и изъятию полезных земельных площадей. Нефтяные шламы по составу чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные системы, состоящие из углеводородов, воды и минеральной части (песок, глина, ил), соотношение между которыми колеблется в широких пределах.

В основном шламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки, содержащие в среднем, % масс: 10-56 нефтепродуктов, 30-85 воды, 13-46 твердых минеральных примесей.

Кроме того, в процессе длительного хранения шламы «стареют», их состав меняется, что еще больше осложняет решение проблемы утилизации.

В состав нефтяных шламов входят токсичные и канцерогенные элементы, которые практически никогда не учитываются при определении класса опасности таких отходов. Класс опасности определяется, в основном, по интегральном показателю «нефтепродукты».

С экологических позиций микроэлементы шламов разделяют на две группы: нетоксичные (Si, Fe, Al, Ca, Mg, P) и токсичные (V, Ni, Co, Pb, Cu, Ag, Hg,Mo).

Методы утилизации нефтешлама

Типовые процессы, применяемые для обработки осадков:

- уплотнение (сушка) - гравитационная, флотационная, центробежная, фильтрационная;

- стабилизация осадка' - минерализация с помощью химических реагентов (окислителей, щелочей, ингибиторов);

- кондиционирование - реагентная обработка, термическая, жидкофазное окисление;

- обезвоживание - на иловых площадках, искусственное - на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах, термическое;

- утилизация - выделение ценных компонентов для повторного использования в смеси с горючими компонентами в качестве топлива, наполнителей, стройматериалов;

- ликвидация - вывоз на свалку, закачка в пустые породы, пиролиз, сжигание в печах, захоронение.

Выбор оптимальной технологической схемы обработки осадков зависит от многих факторов: свойств осадка, химического состава, их количества, наличия площадей. Для выбора наиболее эффективного метода необходимо разработать технико-экономическое обоснование способов утилизации.

Для предотвращения сброса мусора в запретных зонах путем сбора и хранения на борту существуют различные способы: накопление мусора в контейнерах или мешках, во встроенных емкостях, в специальных контейнерах с подпрессовкой, в контейнерах с предварительным измельчителем, брикетирование мусора при высоком давлении и температуре с одновременным обеззараживанием.

Накопление и хранение мусора требуют наличия на судах соответствующих площадей и объемов и вызывают проблему сдачи накопленного мусора на берег или плавучие портовые сборщики. Существенной сложностью при этом является обеспечение длительного хранения отходов с соблюдением надлежащих санитарных условий, особенно при плавании в летнее время в районах с повышенной температурой наружного воздуха и высокой влажностью.

Способ накопления мусора в специальных судовых емкостях (бачках, контейнерах) с последующей их передачей на судно-сборщик или непосредственно на берег получил наибольшее распространение. Этот способ применяют в том случае, когда необходимое оборудование есть на судне, и в порту, в который намечено передать отходы. На судне должны быть прежде всего контейнеры, размещенные, как правило, на корме; в портах - судна-сборщики, специализированные причалы, машины-мусоросборщики, устройства для переработки отходов и т. п.

Учитывая повсеместно действующие требования, следует отметить, что хранение мусора на борту судна в металлических бочках и других открытых (негерметических) емкостях недопустимо с точки зрения санитарно-гигиенических требований.

Как правило, в различных странах портовые и муниципальные службы, оказывающие услуги по вывозу мусора с борта судна, имеют различные стандарты мусорных емкостей и транспортного оборудования, при котором возврат или обмен опорожненных емкостей затруднен. Более того, в настоящее время в портах не организована надлежащая санитарная обработка опорожненных мусорных емкостей (контейнеров). Использование стандартных мусорных контейнеров может быть рекомендовано в тех случаях, когда суда совершают регулярные каботажные рейсы.

Наиболее удобно накопление и хранение мусора на судах в прочных стандартных полиэтиленовых мешках размером 1050*650. Мешки крепятся на специальную стойку с ободом. Принцип одноразового использования полиэтиленовых мешков исключает необходимость периодической промывки и дезинфекции тары. По мере заполнения мешков верхнюю загружаемую кромку схватывают зажимом и герметично закупоривают.

В качестве одного из способов борьбы с отходами, точнее, для уменьшения объема скапливающихся судовых отходов, рекомендуется использовать специальные прессы - устройства, снижающие объемы твердых бытовых отходов примерно в 8... 10 раз.

Прессование как способ обработки отходов имеет следующие преимущества:

- возможность обработки любых видов твердых отходов (при этом не обязательна предварительная их сортировка);

- установки для прессования имеют простую конструкцию и почти не требуют ухода;

- возможность монтажа в любом месте судна, включая палубу;

- небольшая потребляемая мощность.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что для хранения спрессованных отходов требуются помещения и обеззараживание при хранении спрессованных отходов на судне.

Представляет интерес способ дробления (измельчения) пищевых отходов. На судах пищевые отходы дробятся измельчителем, установленном на камбузе,

после чего размельченные пищевые отходы направляются в судовую сборную цистерну. После выхода судна из порта за 12-мильную зону измельченные отходы вместе со СВ откачиваются за борт.

Судовые инсинераторы

Значительное развитие в последнее время получил термический способ обработки судовых отходов. Отходы сжигаются в специальных печах-инсинераторах. Данным способом можно уничтожить практически все виды судовых отходов, за исключением металла и стекла, которые отделяют из общей массы.

Способ термической обработки судовых отходов имеет следующие преимущества:

1. возможность переработки всех видов отходов;

2. значительное уменьшение объема отходов;

3. стерильность образующихся остатков;

4. автоматизация процесса.

К недостаткам способа можно отнести:

1. увеличение пожароопасное™ на судне;

2. повышение расхода топлива;

3. более высокую трудоемкость за счет введения дополнительного обслуживания. Процесс сжигания твердых отходов в инсинераторах можно условно

разделить на два этапа:

1 - предварительное высушивание и 2 – собственное сжигание.

Высушивание отходов позволяет полнее использовать их теплотворную способность и тем самым экономить топливо. Эффективность высушивания отходов зависит от следующих факторов:

- распределения влаги в пределах массы отходов;

- температуры в зоне высушивания (сгорания);

- наличия устройств для перемещения отходов с целью повышения скорости переноса тепла;

- размера частиц отходов (уменьшение размеров частиц способствует не только более быстрому высушиванию, но и более эффективному сгоранию).

Высушивание отходов в инсинераторах происходит за счет конвекционного переноса теплоты от потоков горячего воздуха, а также за счет радиационного переноса теплоты от пламени или от поверхности камеры сгорания. В современных инсинераторах предварительное высушивание отходов осуществляется непосредственно в топке. Исключение составляет шлам сточных вод. Иногда шлам предварительно перемешивают с топливом в специальном смесительном устройстве. Подсушке способствуют применяемые для этих целей колосниковые решетки, а также подача в топку воздуха.

Перед сжиганием отходы целесообразно подготовить: отделить предметы, способные при расплавлении залить отверстия колосниковых решеток и тем самым уменьшить подачу воздуха, например, предметы из алюминиевых сплавов или стекла.

Жидкие отходы подают в инсинераторы в распыленном виде через специальные шламовые форсунки.

На судах используются инсинераторы разнообразных конструкций, поэтому нет никаких критериев, по которым можно было бы определить преимущество одного перед другим. В большинстве случаев выбор основывается в первую очередь на производительности инсинератора и его стоимости.

Производительность инсинератора определяется количеством отходов, которые могут быть сожжены в единицу времени. В то же время заранее трудно определить точное число скапливающихся отходов, поэтому весьма важной характеристикой инсинератора, прямо влияющей на его производительность, является теплопроизводительность, т. е. количество теплоты, вырабатываемое инсинератором для осуществления процесса сгорания.

В настоящее время проблему предотвращения загрязнения внутренних водоемов решают двумя путями:

1) передачей отходов на судно-сборщик, который, в свою очередь, передает СВ и мусор на береговые специализированные причалы;

2) оснащением новых и существующих судов по очистке сточных вод, а также инсинераторами.