Адсорбент для сбора нефти, нефтепродуктов, масел и углеводородов с поверхности воды и почвы. Сбор нефти с поверхности почвы


Адсорбент для сбора нефти, нефтепродуктов, масел и углеводородов с поверхности воды и почвы

02 1/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ АДСОРБЕНТ ДЛЯ СБОРА НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ, МАСЕЛ И УГЛЕВОДОРОДОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ И ПОЧВЫ(73) Патентообладатель Институт проблем ис(46) 30.12.1998 пользования природных ресурсов и экологии НАН(71) Заявитель Институт проблем использования Беларусиприродных ресурсов и экологии НАН Беларуси(57) 1. Адсорбент для сбора нефти, нефтепродуктов, масел и углеводородов с поверхности воды и почвы,включающий целлюлозосодержащий материал и модификатор, отличающийся тем, что в качестве модификатора он содержит полиэтилгидросилоксановую жидкость ГКЖ-94 при следующем соотношении компонентов, мас.целлюлозосодержащий материал 89 - 99,8 ГКЖ-94 0,2 - 11. 2. Адсорбент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего материала он содержит торф.(56) 1. Патент Швейцарии 669205, МПК 4 С 09 К 3/32, 01 20/00,1989. 2. Заявка ФРГ 3416357, МПК С 09 К 3/32, 1985. 3. А.с. СССР 70903, МПК 2 С 02 В 9/02, В 01 1/22, 1979 (прототип). 4. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР // Каталог-справочник. -М. Химия, 1970. -С. 50. Изобретение относится к адсорбирующему материалу на целлюлозной основе и может быть использовано для очистки поверхности воды и почвы от нефти и нефтепродуктов, масел и углеводородов. Известен материал для поглощения масел, нефти, масляных красок, растворителей с поверхности воды или почвы, состоящий из коры, торфа, растительных волокон или их смеси, обработанных для распучивания и раскрытия растительных клеток в термошнековых прессах 1. Недостатком данного материала является низкая сорбционная способность, потеря сорбционных свойств при хранении. Известен адсорбент для удаления нефти с поверхности воды на основе древесной муки, обработанной гидрофобной кремнекислотой 2. Однако низкая сорбционная способность данного модифицированного материала делает неэкономным его применение. По технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому наиболее близок адсорбирующий материал, включающий целлюлозосодержащий компонент, в частности торф, обработанный аминосодержащим модификатором - солями алифатических аминов с длиной органической цепи 8-18 в количестве 0,05-3,0(в пересчете на соль) от веса модифицированного материала 3. Недостатком известного материала является сложность его приготовления, поскольку для получения соли амина используется амин - товарный продукт, соляная кислота и для перекристаллизации получившейся соли амина - этиловый спирт. Процессы получения соли амина и модификации ею торфа протекают при температуре 70-80 С и требуют нагревания на водяной бане. Кроме того, используемые соли высших алифатических аминов дорогостоящи, весьма токсичны и оказывают канцерогенное действие. 2551 1 Задачей изобретения является создание дешевого, простого в изготовлении адсорбента, который обладает значительной нефтеемкостью и обеспечивает высокую степень очистки поверхности воды и почвы от нефти,нефтепродуктов, масел и углеводородов. Поставленная задача достигается описываемым адсорбентом, включающим целлюлозосодержащий материал и модификатор. Отличительным признаком адсорбента является использование в качестве модификатора полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 при следующем соотношении компонентов целлюлозосодержащий материал 89,0-99,8 ГКЖ-940,2-11,0. В качестве целлюлозосодержащего материала адсорбент содержит торф. Кроме того, в качестве целлюлозосодержащего материала могут быть использованы древесные опилки, льняная костра, гречишная шелуха и др. Торф - многокомпонентное природное образование, имеющее в своем составе различные органические соединения. В него входят гидрофильные вещества (водорастворимые и легкогидролизуемые, гуматы, целлюлоза и др.), гидрофобные составляющие (битумы, воска), минеральные включения. Практическое использование торфа в качестве сорбента обусловливается тем, что он дешев, общедоступен и имеется в достаточном количестве. Полиэтилгидросилоксановая жидкость ГКЖ-94 - представитель кремнийорганических (полиорганилгидросилоксановых) жидкостей, являющихся поверхностно-активными веществами, обладающими особенно сильным и устойчивым гидрофобным действием при оптимальных условиях модификации (температура обработки, концентрация гидрофобизирующего агента). Полиорганилгидросилоксановые жидкости - универсальные гидрофобизаторы, физиологически безвредны, не вызывают коррозии, широко применяются в текстильной, бумажной, кожевенной, пищевой промышленности, медицине, фармацевтике, косметике 4. Ниже представлены физико-химические показатели полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94. Таблица 1 Марка ГКЖ-94 Плотность при температу- Вязкость при темпере 20 С, г/см 3 ратуре 20 С 0,99-1,0 45-200 рН водной вытяжки 6 При обработке водной эмульсией полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 (ГОСТ 10834-76) торфа происходит изменение первоначально гидрофильной его поверхности в гидрофобную, что способствует значительной интенсификации избирательной сорбции нефтепродуктов полученным материалом. Предлагаемый адсорбент позволяет обеспечить высокую степень очистки поверхности воды и почвы от нефти и ее производных, обладает низким уровнем водопоглощения (табл. 2), а значит, хорошей плавучестью, не утрачивает сорбционных свойств по отношению к нефтепродуктам при хранении его на воздухе и даже при значительном увлажнении. Адсорбент получают следующимобразом. Высушенный и измельченный торф помещают в сосуд, туда же подают водную эмульсию ГКЖ-94. Смесь перемешивают и высушивают при комнатной температуре. В зависимости от соотношения навеска торфа и количество полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 ее содержание можно варьировать в пределах 0,2 - 11 мас.от массы модифицированного торфа. Определение сорбционной способности адсорбента в отношении масла и нефти проводили следующим образом. В химический стакан емкостью 250 мл наливали 100 мл воды и добавляли туда же известное количество нефти или отработанного автотракторного масла. Таблица 2 Наименование сорбента Исходный торф Предлагаемый адсорбент Водопоглощение,Время выдерживания сорбентов в воде, час 0,5 1,0 3,0 4,0 5,0 24,0 85 133 223 263 318 430 22 Из общей навески адсорбирующего материала отбирали небольшие порции, рассыпали их на поверхности загрязненной воды, периодически помешивая содержимое стакана стеклянной палочкой до тех пор, пока вся нефть(масло) не свяжется адсорбирующим материалом, а скопления 2551 1 нефти (масла) и торфа можно было снять с поверхности воды стеклянной палочкой. Взвешиванием определяли количество израсходованного сорбента и, исходя из этого, рассчитывали количество нефти (масла), поглощенного 1 г адсорбирующего материала. В табл. 3 приведены данные сорбционной способности предлагаемого адсорбента по отношению к нефти и отработанному автотракторному маслу. В табл. 4 приводятся данные по сорбционной способности адсорбента, взятого за прототип по отношению к автомобильному маслу, приведенные в описании прототипа. Как видно из данных табл. 3 и 4, количество поглощенного масла колеблется для известного адсорбирующего материала в пределах 13,0-23,5 г/г, для предлагаемого - 20,0-30,0 г/г. Количество поглощенной нефти для предлагаемого материала лежит в пределах 4,5-10,5 г/г, данные по поглощению нефти прототипом отсутствуют. По данным, приведенным в 2, аналогичный гидрофобный материал, включающий древесную муку, обработанную гидрофобной кремнекислотой, сорбирует всего до 3 г/г нефти. Таблица 3 Адсорбирующий материал Таблица 4 Адсорбирующий материал ТорфС 18 Н 373 (прототип) ТорфС 18 Н 373 ТорфС 18 Н 373 ТорфС 18 Н 373 ТорфС 18 Н 373 ТорфС 14 Н 293 ТорфС 12 Н 273 ТорфС 8 Н 173 ТорфС 8 Н 173 В лабораторных условиях наработана опытная партия предлагаемого адсорбента, которая испытана и внедрена на полигоне Новополоцкого предприятия по транспортировке нефти Дружба в условиях модельного нефтяного загрязнения. Производственные испытания подтвердили эффективность предлагаемого адсорбента. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

<a href="http://bypatents.com/3-2551-adsorbent-dlya-sbora-nefti-nefteproduktov-masel-i-uglevodorodov-s-poverhnosti-vody-i-pochvy.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Адсорбент для сбора нефти, нефтепродуктов, масел и углеводородов с поверхности воды и почвы</a>

bypatents.com

Технология сбора плавающей нефти с водных поверхностей

13.5. Технология сбора плавающей нефти с водных поверхностей

Необходимые технические средства:

- для ограждения загрязненных участков акваторий и локализации разливов нефти;

- для сбора плавающей на поверхности воды нефти;

- для удаления, утилизации или уничтожения собранных загрязненных веществ.

Технология применения нефтесорбента ЭКОЛАН для ликвидации нефтяного загрязнения водных поверхностей амбаров.

Сущность: нефтесорбент наносится на слой плавающей нефти.

Т

Рис.4. Принципиальная технологическая схема обработки поверхности ША

1-слой плавающей нефти, 2- эмульсионный слой, 3-вода (БСВ), 4- шлам, 5-компрессор, 6-ввод нефтесорбента, 7- распылитель

ехнические средства нанесения: могут быть использованы вентиляционные установки.

Сорбент обладает высокой плавучестью, не тонет и при адсорбции нефти, не смачивается водой. Нефть с нефтесорбентом может легко удаляться с водной поверхности механическим путем (может быть черпак или специальный сепаратор).

Недостатки:

при распылении сорбента в неблагоприятных условиях часть его выносится за пределы зоны очистки;

сорбент из-за низкой плотности плохо проникает в толщу нефтезагрязения и при большой толщине нефтяного слоя коэффициент использования сорбента резко снижается.

Указанные недостатки можно преодолеть путем подачи сорбента в зону очистки из-под воды, а распыление сорбента можно осуществить напорным водным потоком.

14. ОХРАНА ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

Нефтяная промышленность является одним из ведущих потребителей земельного фонда, так как разведка, добыча, промысловая подготовка и транспортировка углеводородного сырья требуют размещения многочисленных нефтепромысловых объектов: скважин, кустовых насосных станций, нефтесборных пунктов, технологических установок, магистральных трубопроводов. На нефтяную промышленность приходится более 20 % земель, которые ежегодно выводятся из сельскохозяйственного оборота.

Интенсивная разведка и многолетняя эксплуатация нефтяных месторождений вызывает деформации земной коры, сопровождающиеся вертикальными и горнзонтальными смещениями горных пород. Геодинамические процессы, протекающие в перекрывающих и продуктивных толщах, связаны с понижением пластового давления и, как следствие, изменением коллекторских свойств вмещающих пород. Под влиянием проседания почвы происходит заболачивание и подтопление территории, наблюдается искривленне стволов скважин, деформация обсадных колонн и разрушение объектов промыслового обустройства. Оседание земной поверхности наблюдается в основном при разработке месторождений, характеризующихся аномально высокими пластовыми дав-.ченпямц (АВПД). При их эксплуатации пластовое давление резко снижается, что определяет деформацию поверхности на значительных площадях.

Оседание грунта отмечается и на территории отдельных районов нефтедобычи в бывшем СССР. На Апшеронском полуострове наблюдается опускание площадей нефтепромыслов с интенсивностью от 11.5 до 31,5 мм/год при максимальной величине 504,8 мм. По прогнозным данным, на некоторых участках месторождений в Западной Сибири ожидаются вертикальные смещения земной поверхности от 0,2 до 1,5 м.

Для контроля за оседанием поверхности организуется специальная наблюдательная сеть, которая представлена реперами, расположенными равномерно по площади месторождения и за его пределами. Периодически проводится их нивелировка и по результатам замеров уточняется количество и размещение наблюдательных пунктов на местности.

В бывшем СССР организованы геодинамические полигоны на Туймазинском, Старогрозненском, Мухановском, Тюменском, Речицком и Верхнекамском нефтяных месторождениях для выявления и прогнозирования динамики оседания земной поверхности под влиянием разработки залежей углеводородов.

При буровых работах проводится отвод земель площадью от 0,5 до 3,5 га на одну скважину в зависимости от целевого назначения, планируемой глубины проходки и типа буровой установки.

Практика показывает, что потери продуктивных земель в процессе разведки и освоения месторождений нефти неизбежны, а возврат их в хозяйственное использование зависит от местоположения района работ и технических возможностей производственной организации. Для оценки эффективности восстановления земель используется коэффициент рекультивации, отражающий отношение рекультивируемых земель к общему количеству изъятых из оборота площадей. Для районов Украины, Прибалтики, Молдавии и Закавказья его величина достаточно высока и находится в пределах 0,6-0,9. Наиболее низкие значения этого коэффициента (0,2-0,3) отмечаются при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений Сибири и севера Европейской территории России.

На осваиваемых нефтегазоносных площадях происходит механическое нарушение почвенно-растительного покрова, а также его загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Интенсивность техногенного нарушения зависит от местоположения скважины и времени проведения буровых работ.

Как правило, степень негативного воздействия от строительства и проходки скважин определяется схемой размещения технических и хозяйственно-бытовых сооружений, а также возможностью развития эрозионных процессов и масштабом использования гусеничной техники. Наблюдения показывают, что минимальные нарушения фиксируются на площадях, расположенных в замкнутых понижениях (котловинах), а максимальные – характерны для буровых, размещенных на берегах рек или вершинах холмов.

Д

Комплекс мероприятий по защите земельных ресурсов при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений

ля предотвращения и устранения последствий негативного воздействия техногенных факторов на почвенно-растительный покров применяются мероприятия, которые подразделяются применительно к поисково-разведочным работам и добыче нефти на промыслах (см Схему). Такое разграничение довольно условно, так как бурение скважин, строительство транспортных коммуникаций и рекультивация земель характерны для всего цикла геолого-разведочных и эксплуатационных работ. Использование автомобильного и гусеничного транспорта, строительство промышленных объектов и магистральных трубопроводов приводит к нарушению физико-механических, химических и биологических свойств почв, грунтов и в целом рельефа осваиваемых плошадей.

Важным направлением при охране земель является бурение скважин кустовым методом. При этом снижаются удельные капитальные вложения на каждую скважину, сокращается норма земельного отвода и уменьшается протяженность коммуникаций. Одновременно ограничивается циркуляция пластовых вод при их сборе в систему ППД, что благоприятно влияет на состояние окружающей среды.

В зависимости от интенсивности и продолжительности загрязнения почв и грунтов нефтепродуктами предусматривают техническую, химическую и биологическую рекультивацию. Первая из них включает работы по очистке территории, планировке нарушенных участков и механической обработке почвы (рыхление, дискование) для искусственной аэрации ее верхних горизонтов и ускоренного выветривания загрязнителя. Для восстановления продуктивности нефтепромысловых земель рекомендуется провести их глубокую вспашку и оставить для перегара (гелиотермическая мелиорация). Под влиянием гелиотермической обработки усиливаются процессы деградации нефтепродуктов, улучшается водовоздушный режим и повышается биохимическая активность почв.

С целью создания оптимальных условий для жизнедеятельности бактериальных микроорганизмов, способных ассимилировать углеводороды, кислые почвы подвергаются известкованию. Для восстановления качества дерново-подзолистых почв, которые в результате нефтяного загрязнения трансформировались в техногенные солончаки, применяется гипсование совместно с искусственным увлажнением.

Особенно интенсивное изменение почвенного и растительного покрова происходит в районах распространения многомерзлых пород. Техногенное воздействие вызывает не только линейное изменение экосистем, но и их широкое площадное нарушение.

Первое связано с движением транспорта и строительством нефте-, газопроводов, второе - с бурением и эксплуатацией месторождений. Влияние техногенных факторов на почвенно-растительный покров в криолитозоне проявляется как непосредственно при механическом нарушении, так и косвенно - через глубину и интенсивность протаивания почвы.

Загрязнение растительного покрова нефтью сказывается на его теплоизоляционных свойствах. Глубина промерзания по сравнению с контрольными площадками имеет тенденцию к сокращению, что объясняется нарушением радиационного баланса на загрязненных территориях.

Разведка и добыча нефти на Крайнем Севере сопровождается нарушением теплофизического равновесия в условиях многолетней мерзлоты и проявлением эрозионных процессов на поверхности земли. Наиболее значительные техногенные изменения отмечаются на участках распространения сильнольдистых многомерзлых пород и залежей подземных льдов.

Строительство скважин в районах многолетней мерзлоты приводит к развитию термокарста и просадкам, что вызывает разрушение природных ландшафтов. Известны случаи аварий из-за протаивания мерзлых пород в прискважинной зоне под действием тепла в процессе бурения. В результате разрушения многолетнемерзлых пород может начаться интенсивное фонтанирование нефти и газа через устье или по заколонному пространству. Возможно также образование приустьевых кратеров, размеры которых в поперечнике достигают 250 м.

Практика освоения северных районов бывшего СССР показала, что деформация и разрушение сооружений и природных комплексов вызваны недостаточностью геоэкологической информации при проектировании и строительстве хозяйственно-бытовых и производственных объектов. С целью сохранения сложившейся экологической обстановки или нанесения ей минимального ущерба при планировании производственных работ в районах развития криолитозоны должно выполняться опережающее изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий территорий, перспективных для промышленного и хозяйственного освоения.

14.1. ОХРАНА АТМОСФЕРЫ

Около 90 % всех видов загрязнения атмосферы являются результатом разработки месторождений и утилизации энергетических ресурсов.

Из-за низкого коэффициента использования добываемого минерального сырья значительная его часть безвозвратно теряется и поступает в виде отходов в окружающую среду. По ориентировочным оценкам, около 70 % всех отходов находится в атмосфере, причем основные источники загрязнения воздушного бассейна расположены в северном полушарии.

К

Наименование вещества

ПДК в воздухе

рабочей зоны

ПДК в воздухе населенных пунктов

максимальная разовая

среднесуточная

Сероводород

10.0

0,008

0.008

Сероводород + углеводороды С1- С5

3.0

-

-

Диоксид серы

10.0

0.5

0.05

Триоксид серы

1.0

0,5

0.05

Диоксид углерода СО2

9000.0

-

-

Оксид углерода СО

20.0

5.0

3.0

Диоксид азота NО2

2,0

0,085

0.04

Оксид азота NO

30,0

0.6

0,06

Аммиак

20.0

0.2

0,04

Хлор С12

1.0

0.1

0.03

Нефть и нефтепродукты

10.0

-

-

Углероды алифатнческне предельные

300.0

-

-

В пересчете на углерод

Бензин топливный в пересчете на углерод

100.0

0.05

0,05

Сероуглерод СS2

10,0

0.03

0,005

Сажа (копоть)

-

0,15

0,05

онцентрация большинства веществ в воздухе лимитируется санитарными требованиями, которые в настоящее время являются одним из действенных средств охраны окружающей среды (табл.2.2).

В табл.2.2 перечислены основные загрязняющие вещества, оказывающие негативное воздействие на качественный состав атмосферы в процессе добычи и переработки нефти и газа. ПДК устанавливаются как для каждого вещества в отдельности, так и для совместного присутствия определенного сочетания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для сероводорода ПДК в рабочей зоне равняется 10 г/м3, а при совместном действии этого соединения с легкими углеводородами С1-С5 этот показатель уменьшается до 3 г/м3.

При совместном присутствии в воздухе нескольких веществ их общая относительнаяконцентрация не должна превышать единицы:

где С1,С2, …. Сn - фактические концентрации вредных веществ;

ПДКi – соответствующие предельно допустимые концентрации этих веществ.

По степени экологической опасности вещества-загрязнители на объектах нефтяной промышленности можно расположить в следующей убывающей последовательности:

h3S  Cnh3n+2  SO2  SO3  NO  NO2  CO  Nh4  CO2

Сероводород, углеводородs и сернистый ангидрид являются наиболее характерными компонентами для нефтяных объектов и преобладают как по токсикологическому воздействию, так и по объемам поступления в атмосферный воздух.

14.1.1.Нефтяной газ как источник загрязнения атмосферы

Существенный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит нефтяной газ, который ежегодно сжигается в факелах в объеме десятков миллиардов кубических метров. Потери нефтяного газа только в нашей стране составляют более 8 % общих мировых потерь этого ценного углеводородного сырья. Утилизация ресурсов нефтяного газа, по мнению Котенева и др., в целом не превышает 75 %, что эквивалентно потере 80 млн.т нефти. Несмотря на то, что максимальная степень использования ресурсов нефтяного газа в старых нефтегазодобывающих районах Поволжья и Северного Кавказа достигает 90-96 %, его отрицательное воздействие на биосферу в ряде случаев является доминирующим среди существующих источников загрязнения.

Следует учитывать высокую миграционную активность газообразных веществ, которые фиксируются не только у источника загрязнения, но и на значительном удалении от него. Максимальный ореол рассеяния (до 15 км) характерен для углеводородов, аммиака и оксидов углерода; сероводород мигрирует на расстоянии 5-10 км, а оксиды азота и сернистый ангидрид отмечаются в пределах 1 -3 км от очага загрязнения. Помимо химического воздействия при сжигании газа происходит и тепловое загрязнение атмосферы. На расстоянии до 4 км от факела наблюдаются признаки угнетения растительности, а в радиусе 50-100 м - нарушение фонового растительного покрова.

Уровень распространения загрязнения по площади при сжигании газа в факелах зависит от дебита и качественного состава газа, его относительной плотности, времени года и преобладающего направления ветров в районе месторождения. Слабая циркуляция в приземных слоях атмосферы приводит к осаждению компонентов газовых потоков на поверхность почвы и водоемов.

В новых нефтедобывающих районах существует диспропорция между темпами добычи углеводородного сырья и вводом в действие систем сбора и переработки попутного газа. Только в Западной Сибири ежегодно сжигается в факелах более 10 млрд.м3. газа. При этом в воздушный бассейн поступает 7 млн.т токсичных соединений.

Охрана воздушной среды в нефтяной промышленности проводится, главным образом, в направлении борьбы с потерями нефти за счет уменьшения испарения ее при сборе, транспортировке, подготовке и хранении. Для этого проектируются герметизированные системы сбора нефти и антикоррозионные наружные и внутренние покрытия трубопроводов и емкостей, устанавливаются непримерзающие клапаны, расширяется применение резервуаров с понтонами или плавающими крышами и другие технические решения. С целью уменьшения вредных выбросов в атмосферу сокращается сжигание нефтяного газа в факелах.

textarchive.ru

Комплексная технология рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами

Изобретение относится к области рекультивации. Способ включает механическое удаление нефтепродуктов с земной поверхности путем сбора нефти над слоем загрязненной почвы с последующей переработкой нефти. Замазученные механические примеси направляют на отмывку. После удаления нефтепродуктов определяют глубину загрязнения почвы нефтью, затем промораживают загрязненную почву при отрицательных температурах на глубину ниже уровня загрязнения. Извлекают промороженную почву ниже уровня загрязнения вместе с чистой почвой и вывозят извлеченную почву для отмывки. Отмывку нефтезагрязнений осуществляют посредством моющей жидкости в виде 0,3-3,0% водного раствора поверхностно-активного вещества при температуре не менее 40°С. Перед отмывкой почву разделяют на фракции - плавающую массу и осаждаемую почву. Отмывку плавающей массы проводят струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением массы от загрязненного моющего водного раствора. После отмывки почву и/или отделенные механические примеси возвращают на место выемки, после чего осуществляют посев многолетних трав с одновременным внесением минеральных удобрений, в течение двух лет проводят подкормку древесных растений и трав минеральными удобрениями. Способ позволяет ускорить рекультивацию земель с одновременным снижением воздействия на окружающую среду при восстановлении земель. 8 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами почв.

Известен способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами, в условиях Крайнего Севера (патент РФ 2009626, МКИ А01В 79/02, опубл. 30.03.1994), выбранный за прототип, включающий механическое удаление избытка нефтепродуктов с поверхности при толщине слоя нефти или нефтесодержащих продуктов более 1 см, сбор в транспортные емкости с последующей закачкой в сборные коллекторы, рекультивирование очищенной площади путем нанесения на загрязненную поверхность слоя органического сорбента в виде

торфа из расчета 0,7 м3 на 10 м2, посадку многолетних саженцев древесных растений, взятых из ближайших коренных фитоценозов вместе с комом земли, причем образующееся пространство между комом земли и стенкой посадочной ямы заполняют торфом.

Вынутую землю используют в качестве грунтового барьера вокруг древесного растения для воспрепятствования проникновению нефти к кому земли дичка, в котором размещается корневая система. Слой торфа выполняет функцию защитного экрана от проникновения легких фракций нефти к корневой системе дичка.

По известному способу внесение удобрений при производстве рекультивации не производится.

Недостатком способа является то, что способ не позволяет осуществлять рекультивацию на участках нарушенных почв на болотах и заболоченных участках, применяемые технические приемы не позволяют полностью очистить нефтезагрязненную земную поверхность и, как следствие, это недостаточно удовлетворительное восстановление растительности на нарушенных почвах, а также возможность попадания остаточной нефти в водные объекты.

Практически все виды производств нефтяного комплекса являются источниками экологически опасных загрязнений окружающей среды. Ни один другой загрязнитель не может сравниться с нефтью и нефтепродуктами по масштабам распространения, количеству источников и степени нагрузок на все компоненты природной среды. Нефтяные загрязнения не локализуются на месте разлива, а проникают вглубь почвы и водоемов, растекаются по поверхности, испаряются в атмосферу, нарушая экологическое равновесие в существующих экосистемах.

Как правило, технический этап очистки земной поверхности (почвы, грунта) от нефтезагрязнений осуществляют при положительных температурах, тем не менее в районах Крайнего Севера в течение 8 месяцев удерживается отрицательная температура, поэтому проблема охраны природы нефтедобывающих регионов, в том числе Республики Коми, является актуальной. Нефтезагрязненная почва представляет собой нефтянной шлам - смесь нефти, воды и механических примесей (твердые частицы, растительные остатки), относится к отходам 4 класса токсичности и в силу текучести представляет наибольшую опасность для окружающей среды.

Задачей настоящего изобретения является разработка комплексной более эффективной технологии рекультивации нарушенных земель.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:

- снижение до минимума нагрузки на окружающую среду при восстановлении земель при аварийных разливах нефти;

- ускоренные сроки восстановления нарушенных экосистем и проведение работ по рекультивации нарушенных земель в течение всего года;

- проведение рекультивации нефтезагрязненных земель на любых участках, в том числе на труднодоступных, болотах и заболоченных участках;

- возможность возврата экологически чистой почвы на место выемки, что позволяет удовлетворительно восстановить растительность на нарушенных почвах, а также исключить возможность попадания остаточной нефти в водные объекты.

Комплексная технология рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, включающая механическое удаление нефтепродуктов с земной поверхности, посадку многолетних саженцев древесных растений, взятых из ближайших коренных фитоценозов, отличается от известного аналога тем, что удаление нефтепродуктов с земной поверхности осуществляют путем сбора нефти над слоем загрязненной почвы с последующей переработкой нефти, обеспечивающей отделение замазученных механических примесей, которые направляют на отмывку, после удаления нефтепродуктов определяют глубину загрязнения почвы (грунта) нефтью, затем промораживают загрязненную почву (грунт) при отрицательных температурах на глубину ниже уровня загрязнения, после чего извлекают промороженную почву (грунт) ниже уровня загрязнения вместе с чистой почвой (грунтом), вывозят извлеченную почву (грунт) для отмывки, отмывку нефтезагрязнений осуществляют посредством моющей жидкости в виде 0,3-3,0% водного раствора поверхностно-активного вещества, образующего неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, при температуре не менее 40 градусов до требуемой регламентом концентрации, перед отмывкой почву (грунт) разделяют на фракции - плавающую массу и осаждаемую почву (грунт), причем отмывку плавающей массы проводят струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением массы от загрязненного моющего водного раствора, отмывку осаждаемой почвы (грунта) проводят потоком моющего раствора при перемещении на наклонном винтовом конвейере с последующей струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением отмываемой почвы (грунта) от загрязненного моющего раствора, после отмывки почву (грунт) и/или отделенные механические примеси возвращают на место выемки, после чего осуществляют посев многолетних трав с одновременным внесением минеральных удобрений, в течение двух лет проводят подкормку древесных растений и трав минеральными удобрениями.

Отмывку почв (грунта) и/или механических примесей осуществляют в несколько циклов.

После сбора нефти над слоем загрязненной почвы осуществляют удаление остаточных концентраций нефтяного загрязнения путем его смывания водным потоком в траншею с последующим сбором и отмывкой механических примесей.

Сбор нефти над слоем загрязненной почвы осуществляют при положительной температуре в противоположно расположенные траншеи посредством возвратно-поступательного перемещения летней драги, в виде заглубленного плавучего скребка, с помощью тягового механизма.

В частном случае, выемку загрязненной почвы (грунта) ниже уровня загрязнения осуществляют в противоположно расположенные траншеи посредством возвратно-поступательного перемещения зимней драги в виде ножа-скребка, установленного на полозьях, с помощью тягового механизма.

В частном случае, выемку загрязненной почвы (грунта) ниже уровня загрязнения осуществляют путем выпиливания фрагментов, при этом проморозку проводят путем периодической очистки его от снега.

В частном случае, выемку загрязненной почвы (грунта) ниже уровня загрязнения осуществляют посредством фрезерования.

В качестве многолетних трав используют овсяницу красную, мятник луговой, канареечник, овсяницу луговую, тимофеевку, клевер красный и луговой с нормой высева -10-30 кг/га.

В качестве минерального удобрения используют нитроамофоску, аммиачную селитру, двойной суперфосфат и калийную соль.

Известно, в условиях Крайнего Севера на территориях Республики Коми, Ненецкого Автономного округа открыты и осваиваются десятки нефтяных месторождений. Добыча нефти и ее транспортировка по межпромысловым и магистральному трубопроводам, безусловно, связаны с риском разливов нефти. Практика работы по ликвидации аварий показала высокую эффективность технологии, которая позволяет организовать комплексные работы и в ускоренные сроки осуществить восстановление нарушенных экосистем.

Способ осуществляется следующим образом.

Высота нефтяного слоя над почвой при аварийных разливах может быть более 50 см, при этом глубина пропитки почвы может составлять 50-70 см. Удаление нефтепродуктов с земной поверхности осуществляют путем сбора нефти над слоем загрязненной почвы. Сбор нефти над слоем загрязненной почвы осуществляют при положительной температуре посредством заборных устройств или с помощью специального оборудования.

В изобретении предлагается использование для сбора нефти летней драги в виде заглубленного плавучего скребка. Загрязненную площадь разбивают на секции с помощью песчаных дамб. Длину и ширину секции определяют удобством выполнения последующих работ. Вдоль дамб роют траншеи глубиной 1 м и более для сбора нефти и нефтяного шлама. По обеим сторонам секции на дамбах устанавливают два тяговых механизма, например тракторы с установленными на них лебедками, которые через тросовое сцепное устройство соединяются с летней драгой. Драга выполнена в виде трубы или соединения труб с герметично закрытыми концами. Заглубление драги в нефтяной слой осуществляют путем увеличения ее веса заполнением объема жидкостью или сыпучим материалом через заглушку. При помощи лебедок драгу перемещают от одной траншеи к другой. Захваченная драгой нефть транспортируется в траншею. Затем оба тяговых механизма передвигаются по дамбам в одну и ту же сторону на расстояние, равное примерно половине длины драги, и процесс повторяется. Очистка площади производится до тех пор, пока с поверхности не будет удалена вся нефть. Из траншеи собранную нефть перевозят для последующей переработки и отделения механических примесей.

Дополнительным этапом очистки нефтезагрязненной площади является удаление остаточных концентраций. Для этого участок омывают водой под давлением из мобильных высокопроизводительных насосов, создавая поток по направлению к траншее. Смытые остаточные нефтяные загрязнения с водным потоком транспортируются в траншею, откуда вывозятся для последующего отделения механических примесей. В случае необходимости поперек участка могут быть установлены боновые ограждения для создания водного потока большей мощности.

Отделение замазученных механических примесей осуществляют с помощью установки для переработки жидких нефтешламов. Крупные механические фракции размером более 25 мм отделяют на фильтровальной сетке, установленной над приемной емкостью, затем собранную нефть направляют на вибросито, где отделяются механические примеси размером более 0,15 мм. Мелкие фракции размером более 0,05 мм и 0,03 мм отделяют с помощью пескоотделителя и илоотделителя (гидроциклонов). Отделенные замазученные примеси, содержащие твердые и растительные остатки, направляют на отмывку.

Выемку пропитанной нефтью почвы (грунта) можно осуществлять тремя способами. Общим условием для всех вариантов является:

- предварительное определение глубины пропитки почвы нефтью;

- проморозка площади на глубину ниже уровня загрязнения;

- проведение работ по выемке загрязненной почвы (грунта) в зимний период при отрицательных температурах.

Застывшая при минусовой температуре нефтезагрязненная почва, включающая сгустки нефти, нефтяную пленку, замазученную растительность и торф, полностью удаляется вместе с мороженой не пропитанной нефтью землей.

Первый способ выполняется по аналогичной схеме очистки от основных концентраций и отличается тем, что вместо летней драги - плавучего скребка - используют зимнюю драгу - нож-скребок. Нож-скребок установлен на полозья, рабочий орган выполнен в виде двух скрепленных между собой ножей, по обеим сторонам рабочего органа для удержания загрязненной почвы при транспортировке выполнены ограждения. При помощи лебедок нож-скребок перемещают от одной траншеи к другой. Очистку ведут до полной выемки загрязненной почвы (грунта). Собранную загрязненную почву вывозят для очистки от нефти путем отмывки.

Второй способ заключается в выемке загрязненной почвы путем выпиливания фрагментов, содержащих замазученный поверхностный слой и нижележащий незагрязненный слой земли с последующим вывозом фрагментов к месту отмывки.

Третий способ включает выемку нефтезагрязненной почвы посредством фрезерования поверхностного слоя на глубину ниже уровня загрязнения с последующим сбором и вывозом отфрезерованных мерзлых загрязненных комков почвы (грунта) к месту отмывки. Агрегат для фрезерования включает базовый гусеничный трактор с установленным на нем ножом с механизмом привода. Сзади трактора навешивается фреза с опорным катком, оборудованная механизмом привода. Диаметр фрезы составляет 120 см, максимальная глубина фрезерования - 0,5 м, ширина захвата - до 1,7 м. Фрезерование промерзшей поверхности осуществляют на глубину ниже пропитанной нефтью почвы до чистого грунта (почвы). Фреза полностью снимает с поверхности застывшую замазученную почву вместе с мороженой не пропитанной нефтью землей. Отфрезерованную площадь очищают с помощью бульдозера, загрязненные куски грунта (почвы) сгребают в кучи и вывозят к месту отмывки.

Предлагаемые способы выемки почвы (грунта) позволяют в зимний период снять загрязненную нефтью поверхность площадью в несколько гектаров с минимальным воздействием на окружающую среду, полностью удалить нефтезагрязнение до наступления весеннего паводка, что исключает попадание нефтяного загрязнения в водные объекты.

Отмывку почвы (грунта) и/или отделенных механических примесей осуществляют моющей жидкостью - 0,3-3,0% водным раствором поверхностно-активных веществ, образующих неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, при температуре не менее 40 градусов до концентрации в соответствии с требуемым регламентом. Например, в соответствии с принятым в Республике Коми "Регламентом по приемке земель после проведения работ по очистке нефтяного загрязнения", остаточное содержание нефтепродуктов в промытом продукте: для торфяных почв - не более 50 г/кг; для минеральных грунтов - не более 10 г/кг; для смешанных грунтов - не более 30 г/кг. Перед отмывкой почву (грунт) разделяют на фракции - плавающую массу и осаждаемую почву (грунт). Отмывку плавающей массы проводят струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением массы от загрязненного моющего водного раствора. Отмывку осаждаемой почвы (грунта) проводят потоком моющего раствора при перемещении на наклонном винтовом конвейере с последующей струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением отмываемой почвы (грунта) от загрязненного моющего раствора.

Перед началом процесса очистки приготовленную моющую жидкость подогревают предпочтительно до температуры не менее 40°С. В качестве моющей жидкости используют 0,3-3,0% водный раствор моющего средства, образующего неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, например моющие средства, содержащие неионогенные поверхностно-активные вещества, в том числе с добавками. Загрязненную почву (грунт) и/или отделенные механические примеси (далее грунт) подаются на загрузочную решетку бункера, заполненного водным раствором моющего средства, и с помощью оператора размываются струей раствора из моющей установки, при этом разрушаются комки и сгустки грунта с одновременным моющим и механическим воздействием моющей жидкости на нефтяное загрязнение. Размытый грунт, проходя сквозь ячейки решетки, поступает в бункер. При попадании грунта в бункер нетонущая масса и нефть всплывают, а тяжелый грунт оседает на дно бункера. Разделение грунта осуществляется в динамическом режиме. Процесс отмывки осаждаемого грунта осуществляется следующим образом. На первом этапе грунт отмывается в бункере потоком горячего моющего раствора, где осуществляется оптимальное воздействие моющего средства на нефтяное загрязнение. Экспериментально установлено, что объемное соотношение осаждаемого грунта и моющего раствора должно составлять не менее 1:1. Затем осуществляется струйная отмывка на наклонном винтовом конвейере при перемещении грунта из бункера на вибросито посредством встроенной моющей установки. После чего осуществляется струйная отмывка грунта на вибросите с одновременным отделением грунта от загрязненного раствора. Отмытый грунт сбрасывают в контейнеры, а загрязненный моющий раствор подается на регенерацию. Стадийная отмывка осажденного грунта (почвы, механических примесей) обеспечивает высокую степень обезвреживания и экологическую безопасность грунта. Одновременно с отмывкой осаждаемого грунта осуществляется отвод из бункера плавающей массы и нефти. Плавающая масса подается на вибросито, где осуществляется струйная отмывка массы от нефтезагрязнения с одновременным отделением от загрязненного моющего раствора. Отмытые и экологически чистые растительные и иные остатки сбрасываются в контейнеры, а загрязненный раствор подается на регенерацию. Струйная обработка плавающей массы растительных и иных остатков на вибросите обеспечивает сплошное смывание нефти с поверхности. Загрязненная моющая жидкость регенерируется в динамическом режиме путем гравитационного отстоя при постоянном подогреве с помощью паровых регистров, установленных в отстойной емкости. Использование в качестве моющей жидкости водного раствора моющего средства, образующего неустойчивую эмульсию, обеспечивает быстрое фазовое разделение с низкой остаточной концентрацией углеродных соединений в водной фазе. Регенерированный водный раствор возвращается в цикл очистки и подается на струйные моющие установки. При этом перед подачей моющей жидкости в цикл раствор дополнительно очищается от механических примесей посредством гидроциклона. В процессе очистки контролируется активность моющего раствора и при необходимости корректируется его концентрация до требуемых значений. В зависимости от степени загрязнения грунта регулируется напорный режим в струйных моющих установках, при этом обеспечивается скорость размыва загрязненного грунта, соотношение объемов осаждаемого грунта и моющего раствора, механическое смывание нефтезагрязнения с поверхности материала на виброситах. Кроме того, при отмывке сильно загрязненного грунта увеличивают время струйной обработки осажденного грунта при перемещении на наклонном трубчатом винтовом конвейере посредством изменения скоростного режима.

По окончании рабочей смены водный раствор из отстойной емкости откачивают во вспомогательный котлован, осадок выводится с помощью шнекового конвейера, накопившаяся нефть откачивается с помощью вакуумного насоса, направляется на дальнейшую переработку или используется в качестве топлива. В котловане остаточная концентрация моющего средства осаждается флокулянтом, вода используется для дальнейшей работы.

Отмытые экологически безопасные грунт, почва, механические остатки (примеси), в том числе растительные, собираются и вывозятся на место выемки.

Установка по отмывке загрязненных нефтью почв и грунтов и пульпообразных нефтяных шламов, механических примесей, разработанная ООО «ПРИРОДА» обеспечивает производительность по исходному сырью - 45-100 м3/сутки (в зависимости от состава загрязненной массы и периода года). Температура воздуха, при которой эксплуатируется установка, от -35 до +40°С. Экологическая эффективность отмывки позволяет довести остаточное содержание нефтепродуктов в промытом продукте в соответствии с требуемым регламентом, в том числе с применением многократной отмывки. Например, для почв (грунта) околоводных объектов при отмывке в несколько циклов концентрация нефти не более 0,5 г/кг.

Особо важным является возврат экологически чистых почв (грунтов) на территории, прилегающие к водным объектам.

После отмывки грунт возвращают на участок. В весеннее-летний период осуществляется подкормка оставшегося почвенно-растительного покрова минеральными удобрениями, например нитроаммофоской, азофоской, аммиачной селитрой, двойным суперфосфатом, калийной солью и др., с одновременным подсевом многолетних задерняющих трав. В качестве трав используют травы, хорошо произрастающие в условиях Заполярья, - овсяницу красную, мятник луговой, канареечник, овсяницу луговую, тимофеевку. Норма высева трав - 10-30 кг/га.

Овсяница красная представляет собой многолетний злак, устойчивый к засухе, избытку влаги, заморозкам, переносит повышенную кислотность. Густой корень овсяницы обеспечивает плотную дернину и побеги уже на второй год жизни.

Тимофеевка - рыхлокустовой злак с прямыми сравнительно толстыми стеблями высотой 100 см и более. Корневая система мочковатая с большим количеством тонких корней, основная масса которых расположена в почве на глубине 0,1-10 см. У тимофеевки, как и у других многолетних злаковых трав, наблюдается два основных периода кущения - весенний и летне-осенний. Весной по выходе растений из-под снега начинается образование новых побегов, и оно продолжается до начала выхода в трубку материнских побегов, затем этот процесс приостанавливается. После цветения материнских побегов кущение (летне-осенний период) возобновляется и протекает до поздней осени. Тимофеевка отличается зимостойкостью, может хорошо переносить суровые зимы, к почве малотребовательна.

Овсяница луговая представляет собой многолетний рыхлокустовой злак с большим количеством укороченных сильно облиственных побегов. Устойчива к заморозкам, засухе, содержанию токсических элементов в почве.

Мятлик луговой - многолетний корневищно-рыхлокустовой злак, легко размножающийся корневищами, что дает ему возможность быстро распространиться по площади, создавая прочную дернину. Достаточно засухоустойчив.

Канареечник тростниковидный - длиннокорневищный злак с мощной глубокой корневой системой на глубине до 20 см. Долголетнее растение размножается семенами и вегетативно, легко переносит засуху, очень зимостоек.

Предпочтительно использование травосмеси вышеуказанных трав, которые можно высевать рядовым или межрядковым способом посева, в том числе с применением зернотравяных сеялок. Глубина заделки семян 1-2 см.

Уход за травами осуществляют в течение двух лет путем подкормки минеральными удобрениями. К концу второго года сформируется плотный травостой, верхний слой почвы формируется в виде выраженного задернованного гумусового горизонта глубиной 7-10 см.

Возможно на рекультивируемых почвах (площадях) одновременно с посевом трав осуществлять посадку древесных растений, взятых из ближайших коренных фитоценозов. Как указано в наиболее близком аналоге, наиболее перспективными для проведения рекультивации нефтезагрязненных почв в подзоне предтундровых редколесий Коми ССР являются дички старше 5 лет всех видов ив, сосны обыкновенной, карликовой березы.

Пример осуществления способа.

Рекультивировали площадь 30 га, высота нефтяного слоя над почвой составляла 50 см. Площадь была разбита на секции песчаными дамбами. Длина секции равнялась длине участка, а ширина - 60-70 м. Вдоль дамб были вырыты траншеи глубиной 1 м. Сбор нефти над слоем загрязненной почвы осуществлялся по описанной выше технологии. Драга (плавучий скребок) диаметром 72 см была заглублена в нефтяной слой. За один раз драгой в траншею транспортировалось от 5 до 10 м3 нефти. После окончания сбора на поверхности остались остаточные нефтяные загрязнения и загрязненные нефтью растительные остатки, концентрация нефти в почве составляла в среднем 250 г/кг. Собранная нефть, содержащая до 20% механических примесей, вакуумными машинами направлялась на установку для переработки и отделения механических примесей. Производительность установки по исходному сырью - 100-200 м3/сутки (в зависимости от состава нефтяного шлама). Собранную нефть сливали в сетчатый короб приемной емкости, на сетке короба задерживались фрагменты механических примесей размером более 25 мм. Нагретую до прокачиваемого состояния загрязненную нефть из приемной емкости подали на нижнюю сетку с ячейкой 0,16 мм вибросита (ВС1). На вибросите происходило отделение механических примесей размером более 0,15 мм, которые в результате действия линейных колебаний сбрасывались в контейнер, расположенный под виброситом. Очищенную от крупных фракций механических примесей загрязненную нефть шламовым насосом подали в гидроциклоны пескоотделителя (ПГ-50), где происходило отделение механических примесей диаметром до 0,05 мм, затем на гидроциклоны илоотделителя (ИГ-15), где происходило отделение механических примесей диаметром до 0,03 мм. Отделившиеся под действием центробежных сил частицы механических примесей из пескоотделителя и илоотделителя подавались на верхнюю сетку вибросита с размером ячейки 0,04 мм и сбрасывались в контейнер. Отделенные и собранные замазученные механические примеси подавались на установку отмывки почв (грунта).

На вышеуказанной рекультивируемой площади дополнительно удаляли остаточные концентрации нефти. Для этого секцию разделяли боковыми ограждениями на расстоянии 5-7 м друг от друга. Для смывания остаточных концентраций и создания потока по направлению к траншеям использовались мобильные высокопроизводительные 6-дюймовые насосы и насосы пожарной охраны. Операторы передвигались по деревянным настилам и струями воды под углом 5-10° к поверхности смывали перед собой остаточные нефтяные загрязнения, которые с потоком воды устремлялись к траншеям. После удаления остаточных нефтяных загрязнений концентрация нефти в почве составляла 50-60 г/кг. Собранные остаточные концентрации направляли на установку отмывки.

Затем определяли глубину загрязнения почвы (грунта) нефтью, которая составляла 50-70 см. В течение зимнего периода (при отрицательных температурах) промораживали загрязненную почву (грунт) на глубины 80-85 см (ниже уровня загрязнения), при этом периодически измеряли глубину промерзания.

Извлечение (выемку) нефтезагрязненной почвы (торфа) на рекультивируемом участке производили с помощью зимней драги по вышеописанному способу. Концентрация загрязнения составила - 30 мг/кг. Срезанную ножом загрязненную нефтью почву (грунты) собирали и вывозили к месту отмывки.

Извлечение (выемку) загрязненной торфяной почвы (грунта) по второму варианту осуществляли на болоте площадью 1 га на недоступном для тяжелой техники участке. С участка предварительно была удалена нефть над слоем загрязненной почвы. Глубина пропитки почвы - 30-45 см. Концентрация нефти в почве составляла в среднем 250 г/кг. Болото промораживали на глубину 50-70 см. Застывшую мороженую замазученную почву (грунт) выпиливали до чистого грунта фрагментами размером 50×50×70 см. Затем куски удаляли, грузили на сани и вывозили на буранах к месту очистки.

После выемки загрязненного грунта концентрация загрязнения в среднем составила 15 мг/кг.

Извлечение (выемку) загрязненной минеральной почвы (грунта) по третьему варианту осуществляли на площади 4,6 га. Глубина пропитки почвы нефтью - 5-10 см. Поверхность промораживали на глубину 10-15 см. Застывшую мороженую замазученную почву (грунт) фрезеровали на глубину 10-15 см до чистого грунта. Затем отфрезерованные загрязненные комки удаляли с поверхности с помощью бульдозера, сгребали в кучи, грузили на самосвалы и вывозили к месту очистки для последующей отмывки. Загрязненная поверхность была полностью очищена от нефти в течение нескольких месяцев. После выемки загрязненного грунта концентрация загрязнения в среднем составила 20 мг/кг.

Отделенные замазученные механические примеси, собранные растительные остатки очищали на установке по отмывке нефтезагрязненной почвы (грунта). В качестве моющей жидкости использовали водный раствор, содержащий 0,3 мас.% неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) с температурой 80°С. Отмывку осуществляли по вышеописанной технологии. По окончании процесса отмывки содержание нефти не превышало 3 г/кг. Аналогично осуществляли отмывку срезанной загрязненной смешанной почвы (смешанного грунта) 1% водным раствором неионогенного ПАВ при температуре 60°С. По окончании процесса отмывки содержание нефтезагрязнения не превышало 2 г/кг. Отмытые механические примеси, остатки растительности, почву возвращали на место выемки. В весенний период осуществляли подкормку оставшегося почвенно-растительного покрова нитроаммофоской с эффективной нормой расхода, одновременно осуществляли подсев многолетних задерняющих трав - овсяницу красную, мятник луговой, канареечник, тимофеевку, взятых при соотношении 2:4:2:4 соответственно. Норма высева трав составила 15 кг/га. Глубина заделки семян 1-2 см. Уход за травами осуществляют в течение двух лет путем подкормки минеральными удобрениями с расходом 3,5 ц/га. К концу второго года сформировался плотный травостой с верхним задерненным слоем почвы глубиной 6-12 см.

Аналогично вышеописанному отмывали торфяную почву, выпиленную фрагментами в зимний период с заболоченного участка (болота), содержащую грунт, растительные остатки. Содержание нефти около 20-25%. В качестве моющей жидкости использовали водный раствор, содержащий 3,0 мас.% моющего средства, с температурой 95°С. Отмывку осуществляли по вышеописанной технологии. По окончании процесса очистки содержание нефти в отмытом грунте не превышало 4 г/кг. Отмытую почву, остатки растительности, возвращали на рекультивируемый участок. В весенне-летний период осуществляли подкормку оставшегося почвенно-растительного покрова комплексным минеральным удобрением (аммиачной селитрой, двойным суперфосфатом, калийной солью) взятым в эффективном количестве с эффективной нормой расхода, одновременно осуществляли подсев многолетних задерняющих трав - овсяницу красную, тимофеевку, взятых при соотношении 1:2 соответственно. Норма высева трав составила 10 кг/га. Глубина заделки семян 1 см. Дополнительно осуществляли посадку ивы. Уход за травами и древесными растениями осуществляли в течение двух лет путем подкормки минеральными удобрениями с расходом 3,5 ц/га. К концу второго года сформировался плотный травостой и произошло разрастание ивы.

Аналогично вышеописанному отмывали минеральную почву, отфрезированную фрагментами в зимний период с земной поверхности. Содержание нефти около 10-15%. В качестве моющей жидкости использовали водный раствор, содержащий 1,5 мас.% моющего средства, с температурой 40°С. Отмывку осуществляли по вышеописанной технологии. По окончании процесса очистки в среднем содержание нефти в отмытом грунте не превышало 0,5 г/кг. Отмытую почву, остатки растительности возвращали на место выемки. В весенне-летний период осуществляли подкормку оставшегося почвенно-растительного покрова комплексным минеральным удобрением азофоской с эффективной нормой расхода, одновременно осуществляли подсев многолетних задерняющих трав - овсяницу красную, овсяницу луговую, мятлик, канаречник, клевер красный, клевер луговой, взятых при соотношении 1:1:1:1:1:1 соответственно. Норма высева трав составила 30 кг/га. Глубина заделки семян 1-2 см. На рекультивируемой площади одновременно с посевом трав осуществляли посадку ивы и берез. Уход за травами и древесными растениями осуществляют в течение двух лет путем подкормки минеральными удобрениями с расходом 4 ц/га. К концу второго года произошло разрастание древесных растений и сформировался плотный травостой с задерненным слоем почвы.

Таким образом, применение комплексной технологии позволяет в условиях Крайнего Севера с зимним периодом до 8 месяцев ускорить процесс рекультивации земель с успешным восстановлением почвено-растительного покрова.

Авария 1994 года в Республике Коми показала необходимость создания комплексной технологии рекультивации как системы реагирования на разливы нефти. Применение заявленной технологии позволило в ускоренные сроки ликвидировать последствия крупных аварий и рекультивировать земли общей площадью около 900 гектаров.

1. Способ комплексной рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, включающий механическое удаление нефтепродуктов с земной поверхности, посадку многолетних саженцев древесных растений, взятых из ближайших коренных фитоценозов, отличающийся тем, что удаление нефтепродуктов с земной поверхности осуществляют путем сбора нефти над слоем загрязненной почвы с последующей переработкой нефти, обеспечивающей отделение замазученных механических примесей, которые направляют на отмывку, после удаления нефтепродуктов определяют глубину загрязнения почвы нефтью, затем промораживают загрязненную почву при отрицательных температурах на глубины ниже уровня загрязнения, после чего извлекают промороженную почву ниже уровня загрязнения вместе с чистой почвой и вывозят извлеченную почву для отмывки, отмывку нефтезагрязнений осуществляют до требуемой регламентом концентрации посредством моющей жидкости в виде 0,3-3,0%-ного водного раствора поверхностно-активного вещества, образующего неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, при температуре не менее 40°, перед отмывкой почву разделяют на фракции - плавающую массу и осаждаемую почву, причем отмывку плавающей массы проводят струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением массы от загрязненного моющего водного раствора, отмывку осаждаемой почвы проводят потоком моющего раствора при перемещении на наклонном винтовом конвейере с последующей струйной обработкой на вибросите с одновременным отделением отмываемой почвы от загрязненного моющего раствора, после отмывки почву и/или отделенные механические примеси возвращают на место выемки, после чего осуществляют посев многолетних трав с одновременным внесением минеральных удобрений, в течение двух лет проводят подкормку древесных растений и трав минеральными удобрениями.

2. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что отмывку почв и/или механических примесей осуществляют в несколько циклов.

3. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что после сбора нефти над слоем загрязненной почвы осуществляют удаление остаточных концентраций нефтяного загрязнения путем его смывания водным потоком в траншею с последующим сбором и отмывкой механических примесей.

4. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что сбор нефти над слоем загрязненной почвы осуществляют при положительной температуре в противоположно расположенные траншеи посредством возвратно-поступательного перемещения летней драги в виде заглубленного плавучего скребка с помощью тягового механизма.

5. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что извлечение загрязненной почвы ниже уровня загрязнения осуществляют в противоположно расположенные траншеи посредством возвратно-поступательного перемещения зимней драги в виде ножа-скребка, установленного на полозьях, с помощью тягового механизма.

6. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что извлечение загрязненной почвы ниже уровня загрязнения осуществляют путем выпиливания промороженных фрагментов, при этом промораживание проводят путем периодической очистки от снега.

7. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что извлечение загрязненной почвы ниже уровня загрязнения осуществляют посредством фрезерования.

8. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что в качестве многолетних трав используют овсяницу красную, мятлик луговой, канареечник, овсяницу луговую, тимофеевку, клевер красный и луговой с нормой высева 10-30 кг/га.

9. Способ комплексной рекультивации почв по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального удобрения используют нитроаммофоску, аммиачную селитру, двойной суперфосфат и калийную соль.

www.findpatent.ru