Биотехнологии в переработке отходов нефтешламов
Нефтешлам на сегодняшний момент является ценным ресурсом, востребованным в технологии переработки данного отхода для уменьшения его объемов и вовлечения во вторичную переработку.
Ликвидация накопившегося за много лет существования нефтешлама один из важнейших вопросов охраны окружающей среды. Только в Самарской области в активах более 1,2 млрд. тонн данных излишков производства, скапливающихся с начала добычи нефти и до 2012 года включительно. Несмотря на тот факт, что в нем хранятся ценные продукты нефти, вопрос их разделения, обезвреживания и утилизации до сих пор не решен.
Вопрос ликвидации амбаров, заполненных отходами производства необходимо решать, как можно быстрее. Причиной для ускорения принятия мер по утилизации нефтешлама стали, в том числе, постоянно ожесточающиеся требования в части охраны окружающей среды.
Таким образом, проект обусловлен следующими факторами:
- существующие методы восстановления нефтезагрязненных почвогрунтов, а также переработки нефтешламов, такие как механические и физико-химические, не всегда эффективны, ввиду отсутствия универсальности их применения;
- длительный срок переработки и значительный расход ресурсов (водных) в процессе их ремедиации;
- необходимость сокращения затрат на переработку нефтешлама и создания экономически обоснованных способов обезвреживания отходов.
Проблема: необходимость снижения объемов накопленного нефтешлама и отсутствия экономически и экологически обусловленных технологий их переработки и обезвреживания при условии получения вторичных продуктов.
В рамках проекта планируется предложить биологический способ переработки на основе использования отхода "пивного жмыха" и отходов спиртосодержащей продукции для ускорения процесса обезвреживания нефтешламов и уменьшения себестоимости получения вторичного ресурса.
Проведен сравнительный анализ существующих технологий по утилизации и обезвреживанию нефтесодержащих отходов биологическим методом, представленных в ИТС НДТ в таблице 1.
Таблица 1 – Сравнительный анализ биоремедиантов нефтяного шлама
Наименование метода |
Преимущества метода |
Период разложения, сут. |
Примечание |
Препараты содержащие дрожжи Candida |
Разлагают ароматические соединения с концентрацией до 1% в грунтах, Candida sp. поглощает керосин, Candidaliprolytica - сырую нефть. |
за 120–200 |
На поверхности почвы уничтожают бактерии Actmomycorelegans и Geotrichummarium. |
Бактерии вида Actmebacter sp. |
Дают 80%-ный эффект очистки от ароматических соединений. |
за 35 |
— |
«Олеоворин» |
На промышленных площадках Северной железной дороги показали, очищение грунта на 78%. |
за 90 |
— |
«Путидойл» |
Эффективно очищает грунты от нефтезагрязнений и фенол содержащих осадков |
— |
— |
Продолжение таблицы 1
Наименование метода |
Преимущества метода |
Период разложения, сут. |
Примечание |
шпалопропиточных заводов на 90 %. |
|||
«Сойлекс» |
Обладает более широким спектром применения: грунт, содержащий до 1 % нефти, очищается на 90 % |
за 140 |
Наиболее эффективно действует при pH = 4,5–8,5, температура от +10°C до + 42 °C. |
Самым эффективным методом являются препараты содержащие дрожжи Candida. При этом, следует учитывать, что на рассматриваемой нами площадки уже применяют технологию по обезвреживанию нефтяного шлама с использования препарата «Гумиком». Так, согласно описанию изобретения, патент №2486166 автор Куми Вячеслав Владимирович «изобретение относится к области производства углегуминовых препаратов, мелиорантов, сорбентов, удобрений, а также гумино-минеральных соединений с ионообменными, хелатообразующими, комплексообразующими, биологически активными, стимулирующими гумусообразование свойствами». То есть, препарат предназначен для использования в процессе ремедиации нефтяного шлама как сорбент и питательная среда для аборигенных микроорганизмов.
Следует учитывать, что в ходе применения биологического метода обезвреживания отходов нефти и нефтепродуктов подрядчиками не выполняется такое важное, с точки зрения аграрных правил – компостирование питательной среды, а именно опилок.
Очевидно, что для получения полноценного удобрения на основе лигноцеллюлозных отходов простого смешивания их с минеральными или органическими добавками недостаточно. Наилучшим вариантом получения удобрения на основе ГЛ или опилок является компостирование. Компостированию можно подвергать практически все лигноцеллюлозные отходы: ГЛ, опилки, щепу, кору и т.д.
Опилки обрабатывали 4 кг/т доломитовой муки, вносимой вручную с перемешиванием мотокультиватором или трактором с ножом. К смеси добавляли воду до достижения влажности 60-65 % и оставляли на двое суток для нейтрализации. Затем вручную вносили минеральные добавки: нитроаммофоску (N/P/К 17/17/15) - 8 кг/т и мочевину - 8 кг/т. В варианте компоста 4 вносили 7 кг/т нитроаммофоски и 4 кг/т мочевины. Микроорганизмы, состав которых приведен выше, выращивали индивидуально на жидкой питательной среде Сабуро, затем смесь стерильно высушивали на цеолите (размер гранул 3-5 мм) до влажности не более 10 %. Получившуюся смесь вносили одновременно с минеральными добавками в количестве 1-2 кг/т. Опилки с минеральными добавками и микробной 80 ассоциацией перемешивали трактором с ножом и формировали бурт высотой до 2.5 м. Температуру на глубине 60-70 см измеряли ежедневно в течение первой недели компостирования. Перемешивание созревающего компоста проводили через 3-5, 8-10, 12-14 недель компостирования путем перемещения слоев бурта при помощи трактора. Через 3-4 мес. компостирования отбирали пробы на анализ с глубины 0-10, 20-30, 50-60 см в 20 точках по всему периметру бурта и усредняли. Масса средней пробы составила 2 кг.
По результатам эксперимента внесли в таблицу 2:
Таблица 2 – Физико-химические и агрохимические показатели гидролизного лигнина и компоста на его основе
|
Срок компостирования |
Зола, % |
рНKCl |
Гуминовые кислоты, % |
Валовое содержание, % |
Подвижные формы, мг/100 г |
||||
N |
Р2О5 |
К2О |
N-NО3 |
N-NН4 |
Р2О5 |
||||
ГЛ |
2,9 |
4,2 |
0 |
0,18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
ГЛ+мин. добавки |
21,8 |
8,6 |
0 |
2,7 |
1,0 |
0,7 |
0 |
1080 |
700 |
Компост 4 нед. |
21,6 |
6,5 |
7,4 |
2,3 |
0,2 |
0,5 |
110 |
750 |
920 |
Компост 8 нед. |
21,4 |
6,2 |
8,1 |
1,5 |
0,22 |
0,3 |
135 |
480 |
1110 |
Компост 12 нед. |
20,7 |
6,4 |
11,2 |
1,8 |
0,22 |
0,5 |
140 |
500 |
1200 |
Контроль* 4 нед. |
21,8 |
3,8 |
1,2 |
2,9 |
1,2 |
не опр. |
66 |
1200 |
790 |
Контроль* 8 нед. |
21,2 |
5,6 |
3,8 |
2,8 |
1,2 |
не опр. |
76 |
1100 |
710 |
Контроль* 12 нед. |
20,9 |
5,9 |
5,3 |
2,8 |
1 |
не опр. |
90 |
1150 |
680 |
*Нейтрализованный ГЛ с минеральными добавками, но без внесения микроорганизмов
Так, по результатам представленным в таблице можно предположить, что в случае предварительного компостирования опилок и соломы, являющимися питательной средой для аборигенных микроорганизмов, объём гуминовых кислот в грунте увеличивается, то есть, вполне возможно проведение лабораторных исследований для подтверждение или опровержение представленных данных. В случае положительной динамики в данном направлении волне возможно, что возможно понижение объемов препарата «Гуммиком» в связи с понижением необходимой среды.
Был проведен анализ существующих технологий, патентный поиск, который позволил сократить срок биоремедиации отходов нефтешламов, при этом не изменив его целевого качества и позволит в дальнейшем применять его строительстве автомобильных дорог, зданий и сооружений. Также, обезвреженный нефтешлам возможно применять для отсыпки буртов в процессе захоронения ТКО или ввести его в повторный процесс биоремедиации, что позволит предприятию уменьшить расход плодородных почв в дальнейшем.
Обезвреживание отходов нефтешлама может сократить на один сезон биоремедиации, уменьшив тем самым объемы выплат платы за негативное воздействия на окружающую среду, сократив период до полной ликвидации нефтешламовых полигонов, находящихся на балансе предприятия многие десятилетия.
Используя отработанный пивной жмых, предприятие может не только сократить свои расходы путем ускорения процесса ремедиации, но и компенсировать затраты путем заключения контрактов по ликвидации отходов производства пивоваренных предприятий.
