Спосіб очищення ґрунтів від нафти та нафтопродуктів

Реферат: Спосіб очищення ґрунтів від нафти та нафтопродуктів включає послідовне виконання обвалювання зони розливу нафтопродукту; відкачку рідкої фази нафтопродуктів у резервні баки; засипку місця розливу нафтопродукту сорбційним матеріалом; збирання насиченого нафтопродуктами сорбційного матеріалу з його подальшою утилізацією або регенерацією. UA 75748 U (54) СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ ҐРУНТІВ ВІД НАФТИ ТА НАФТОПРОДУКТІВ UA 75748 U UA 75748 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до екологічної безпеки, а саме до способів очищення ґрунтів від нафти та нафтопродуктів, і може бути використана під час ліквідації екологічних наслідків аварій та технологічних проливів при виробництві, транспортуванні, використанні та зберіганні нафтопродуктів різного фракційного складу. Однією з найактуальніших проблем екологічної безпеки є проблема ліквідації екологічних наслідків аварій та технологічних проливів різних токсикантів. Нафтопродукти - це один з найбільш розповсюджених вантажів, який забруднює навколишнє природне середовище під час транспортних аварій. Вони складають більш як 60 % у загальному обсязі емісій. Вплив нафтопродуктів на ґрунт виявляється у зміні його фізичних, фізико-хімічних та хімічних властивостей, у гальмуванні інтенсивності біологічних процесів. Характер нафтових забруднень відрізняється від інших антропогенних дій тим, що вони дають не постійне, а "залпове" навантаження на середовище, викликаючи швидку зворотну реакцію. Відомий спосіб очистки поверхонь від нафти та рідких нафтопродуктів, що включає обробку забрудненої поверхні сорбентом, як такий застосовують поліуретановий пінопласт, збір насиченого нафтою сорбенту з наступним транспортуванням його до віджимного механізму та повернення очищеного сорбенту до місця очистки поверхні. Обробку забрудненої поверхні виконують поліуретановим напівжорстким мілкопористим пінопластом з низькою щільністю 8-12 3 кг/м і розмірами пор 0,3-1,2 мм, попередньо розрізаним на пласти будь-яких розмірів або у вигляді крихти, яку отримують з відходів при різці поліуретанового пінопласту на пласти. Сорбент укладають на оброблювану поверхню попередньо упакованим у сітчасті мішки [Патент РФ № 2241803, МПК Е02В 15/04, C02F 1/28, B01J 20/00. Ксенофонтов М.А., Островская Л.Е., Васильєва B.C., Понарядов В.В., Котов С.Г., Лупей А.Ю., опубл. 20.12.2003]. З Недоліком цього способу є невисока міцність сорбенту, з щільністю 8-12 кг/м , що ускладнює процеси внесення сорбенту в зону аварії та подальшого збору відпрацьованого сорбенту. Крім цього, даним способом не передбачена можливість регенерації зібраного нафтопродукту та повторне використання сорбенту. Відомий спосіб очищення ґрунту від нафтопродуктів графітовим сорбентом, що включає одержання сорбенту безпосередньо на місці очищення ґрунту шляхом термічного розширення окисненого графіту, змішання ґрунту з сорбентом, наступне додавання води, віджимання насиченого нафтопродуктом сорбенту, наступне швидкісне нагрівання до температури 8001200 °C і повторне спучування з одночасним спалюванням нафтопродукту, що залишився, і повторне використання сорбенту. Тепло від спалювання нафтопродукту, що залишився, використовують для ведення процесу регенерації в автотермічному режимі без використання додаткового палива [Патент України № 41858, МПК В09С 1/00. Спосіб очищення ґрунту від нафтопродуктів графітовим сорбентом / Бондаренко Б.І., Кожан О.П., Заявл. 22.08.2001, опубл. Бюл. № 8, 17.09.2001]. Однак, даний спосіб з регенерацією, що включає віджимання і наступне швидкісне нагрівання і повторне спучування віджатого сорбенту, є ефективним тільки в тому випадку, коли адсорбована рідина являє собою низькокиплячий нафтопродукт (КК до 150 °C). Якщо сорбент використовують для збору сирої нафти або висококиплячих нафтопродуктів (мазуту, газойлю, мінеральних масел та ін.), то при швидкісному нагріванні з нестачею повітря переважно мають місце реакції піролізу, що призводять до утворення коксу. У результаті тепла, отриманого від згоряння нафтопродукту, недостатньо для підтримки необхідної температури нагрівання і спучування сорбенту, що викликає необхідність спалювання додаткового палива (наприклад природного газу). Крім цього, кокс, що утворився при піролізі нафтопродуктів, забиває пори сорбенту, що обумовлює значне (до 30 %) зниження його сорбційної ємності після кожного циклу регенерації. Також проведення ліквідаційних заходів за таким методом має певні обмеження за глибиною і площею обробки ґрунту, терміном проведення та є енерго- та ресурсозатратним. Відомий також спосіб очищення поверхонь від нафти та нафтопродуктів, що включає обробку поверхонь дисперсним полімеровмісним композиційним матеріалом з наступною регенерацією або утилізацією відпрацьованого продукту, як полімер використовують лінійний полімер з необмеженим ступенем набухання в нафтопродукті, що нанесений на інертний мінеральний або органічний наповнювач (Патент РФ № 2080298, МПК Е02В 15/04, C02F 1/28, опубл. 27.05.1997). Однак відомий спосіб малоефективний через низьку сорбційну здатність сорбенту. Усі названі способи очищення ґрунту від нафтопродуктів та сорбенти, що при цьому використовуються, характеризуються ще одним, найбільш суттєвим недоліком - жодний не може здійснювати біодеструкцію поглинутої сорбентом нафти та нафтопродуктів, що саме і надає біодеструктивним методам екологічного ефекту. 1 UA 75748 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Найбільш близьким аналогом до способу, що заявляється, є технологія очищення поверхні водних середовищ та ґрунту за допомогою сорбційного матеріалу біодеструктивного типу, що являє собою пористу вуглецевмісну речовину рослинного походження, а як мікроорганізми біодеструкції нафти та нафтопродуктів використаний консорціум адаптованих колоній безспорових бактерій із роду Pseudomonas, Bacterium, Micrococus [Пат. України №43974, МПК 6 B01J 20/16, C02F 1/287, опубл. Бюл. № 1, 15.01.2002]. Недоліком даного способу є недостатньо висока біодеструктивна здатність сорбенту. Також в описі до даного способу не вказано, який реагент використовують як в'яжуче для вуглецевмісної речовини, а також немає інформації щодо способу отримання грануляту. Слід зазначити, що відсутність в'яжучого знижує ефективність внесення препарату в зону емісії. В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає в очищенні ґрунту від нафти та нафтопродуктів за допомогою сорбційного матеріалу біодеструктивного типу, який включає мінеральну матрицю та консорціум мікроорганізмів, що забезпечує високий ступінь очищення та скорочує його тривалість, тобто сприяє прискоренню ліквідації екологічних аварій та покращенню екологічної ситуації. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення ґрунтів від нафти та нафтопродуктів включає послідовне виконання процедур: обвалювання зони розливу нафтопродукту; відкачку рідкої фази нафтопродуктів у резервні баки; засипку місця розливу нафтопродукту сорбційним матеріалом; збирання насиченого нафтопродуктами сорбційного матеріалу з його подальшою утилізацією або регенерацією, згідно з корисною моделлю, після етапу збирання насиченого нафтопродуктами сорбційного матеріалу розпушування ґрунту; внесення в зону очищення сорбційного матеріалу біодеструктивного типу; активацію сорбційного матеріалу водою; контактну взаємодію. Крім цього, сорбційний матеріал біодеструктивного типу містить мінеральну матрицю та іммобілізовану на ній біологічну композицію, яка містить водоростеву асоціацію, дріжджові культури Candida та бактерійні культури Acinetobacter species. Активація сорбційного матеріалу водою відбувається при температурі 25-38 °C, рН 5,5-8,5, 3 мінералізація не більше 1000 мг/дм . Контактна взаємодія відбувається протягом 40-60 діб. У розробленому сорбційному матеріалі біодеструктивного типу як мінеральну матрицю для нанесення біологічної композиції використовують керамзит з розмірами частинок від 10 до 50 мм, а біологічна композиція із аборигенної мікрофлори містить водоростеву асоціацію, дріжджові культури Candida та бактерійні культури Acinetobacter species. У випадках застосування розробленого сорбційного матеріалу для ліквідації екологічних наслідків розливів у зонах експлуатації залізниць стадія утилізації відпрацьованого сорбційного матеріалу спрощується. Оскільки розмір фракцій керамзиту лежить у границях малої та середньої фракції баласту колійної призми і має певні фільтраційні властивості, у зонах міжколійного простору та прилеглої смуги шириною 3 м збирання відпрацьованого сорбційного матеріалу не є необхідним. Таким чином, застосування способу очищення ґрунту від нафти та нафтопродуктів дає можливість підвищити ступінь очищення ґрунту від нафтопродуктів, що може покращити екологічний стан забруднених ґрунтів та ефективно здійснити біодеструкцію поглинутих нафтопродуктів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Спосіб очищення ґрунтів від нафти та нафтопродуктів, що включає послідовне виконання наступних процедур: обвалювання зони розливу нафтопродукту; відкачку рідкої фази нафтопродуктів у резервні баки; засипку місця розливу нафтопродукту сорбційним матеріалом; збирання насиченого нафтопродуктами сорбційного матеріалу з його подальшою утилізацією або регенерацією, який відрізняється тим, що після етапу збирання насиченого нафтопродуктами сорбційного матеріалу виконують такі процедури: розпушування ґрунту; внесення в зону очищення сорбційного матеріалу біодеструктивного типу; активацію сорбційного матеріалу; контактну взаємодію. 2. Спосіб очищення за п. 1, який відрізняється тим, що сорбційний матеріал біодеструктивного типу містить мінеральну матрицю та іммобілізовану на ній біологічну композицію, яка містить водоростеву асоціацію, дріжджові культури Candida та бактерійні культури Acinetobacter species. 2 UA 75748 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3