Утилизация нефтесодержащих отходов: класс опасности, основные методы утилизации (обезвоживание, сжигание)

Химический состав и физические свойства нефти предполагают наложение особых требований к утилизации и уничтожению продуктов, в составе которых она содержится.

Грамотная утилизация отходов позволяет повторно использовать шламовые компоненты в производственной деятельности без вреда для окружающей среды.

Нефтесодержащие отходы

Побочные вещества, образующиеся в процессах выработки, транспортировки, хранения или применения продуктов нефтеобработки, носят название НСО – нефтесодержащие отходы.

Класс нефтесодержащих отходов довольно обширный, самые распространенные категории перечислены ниже:

1. Нефтешламы – категория, которая представляет собой скомпонованную из воды, механических добавок и собственно нефти смесь. Это твердые остатки, в которые также могут входить минеральные компоненты, песок и химические соединения металлов с кислородом.
2. Отходы, образующиеся в процессе добычи полезного ископаемого. Это вода с примесью нефтесодержащих компонентов, измельченный буром твердый шлам (буровой шлам), конденсат попутных нефтяных газов.
3. Отходы исследовательской деятельности, сопровождающие любые мероприятия по тестированию углеводородных соединений на производственных площадях.
4. Сопровождающие производство тяжелых нефтепродуктов отходные вещества.
5. Использованное моторное масло, а также вода, примененная для очистки поверхностей, контактировавших с нефтепродуктами. К последним относятся не только шламы от очистки танкеров и других судов для транспортировки нефти, но даже банальная вода с автомоек.
6. Собранная после разлива нефть, которая вследствие утраты герметичности и контакта с другими веществами утратила свои изначальные эксплуатационные качества, а также загрязненный грунт и сорбирующие вещества.

По месту образования нефтесодержащих отходов их можно разделить на следующие категории:

1. Образованные во время бурения новых мест добычи.
2. Появившиеся непосредственно в процессе поднятия нефтяных пластов и добычи ископаемого.
3. Сопровождающие транспортировку и хранение (отработанные воды, образованные от чисток).
4. НСО от процесса переработки жидкой нефти и газа.

Отдельным пунктом следует отметить металлургию как отдельный источник смазочных и других типов отработанных жидкостей с высоким содержанием нефтяного вещества.

Нефтесодержащие отходы: класс опасности

Большинство содержащих нефть отходов относятся к 3 и 4 классам опасности. 4 класс – самый безопасный в классификаторе, к нему относятся вещества, обладающие минимальным токсичным воздействием на человека и природу.

К какому классу опасности относятся нефтесодержащие отходы, включающие эмульгатор для интенсификации добычи нефти на основе этиленокси этанола? Это самый опасный НСО и относится он ко второму классу. Речь идет о веществе, утратившем свои физические, потребительские и эксплуатационные свойства.

Утилизация нефтесодержащих отходов

Процесс утилизации отходов, в частности нефтесодержащих, регулируется в РФ на законодательном уровне сразу несколькими нормативными актами. Также до наступления утилизации должно быть обеспечено безопасное хранение веществ на специально оборудованной площадке - полигоне либо их временная консервация в бункерах. Основная задача утилизации – обеспечить повторное использование отходов, возвратив их в производственный цикл в качестве безопасного и рабочего вещества.

В России реализуется 6 основных технологий утилизации НСО. Допустимо комплексное использование сразу нескольких методов – например, сбор разлитой нефти осуществляется механическим и химическим путями.

Сжигание

Самый простой и очевидный способ, который, однако, имеет ряд недостатков.

Первый из них – установка утилизации нефтесодержащих отходов и термической деструкции требует затрат на монтаж и обслуживание.

Преимущество метода – во время сжигания уничтожаются токсичные и вредоносные элементы, которые под воздействием тепла превращаются в газ. Газовое вещество, в свою очередь, может использоваться в качестве альтернативного источника электроэнергии, во время подачи горячей воды или пара, с поправкой на недопустимость использования тех газов, в которых сохраняются токсичные компоненты.

Более усовершенствованные методы термической переработки НСО – это пиролиз и газификация.

• Пиролиз – технология разложения нефтесодержащего вещества как с доступом окислителя, так и без него. Сжигание является одним из этапов проведения пиролиза. Возможность контролировать температурное воздействие в процессе (от +450 С до +1050 С) позволяет получать в итоге вещества, пригодные для дальнейшего использования в создании котельного топлива, светлых нефтепродуктов, строительной отрасли.
• Газификация с использованием специального агента, в процессе которой получаются вещества, пригодные для использования в каталитических синтезах. Во время газификации образуется меньше вредоносных веществ, чем при сжигании, при этом образующаяся зола не может быть использована повторно.

Обезвоживание

Обезвоживание – это, как правило, комплекс методик, направленных на удаление молекул H2O из состава сырья и подготовка сырья к дальнейшему использованию в процессах выработки готовых нефтепродуктов, питания для отопительных систем и строительных растворов.

Например, обезвоживание НСО может быть произведено как указанным выше термическим путем – подогревом под повышенным давлением, так и механическим – пропуском через фильтрующий элемент или воздействием ультразвуковым излучением. Также широко применяется метод обработки вещества в заряженном электронном поле.

Механический метод

Утилизация нефтесодержащих отходов механическим путем требует наличия порой громоздкого оборудования, а также постоянной замены фильтрующих элементов - во время осуществления процесса нефтешламы пропускаются через фильтры, которые задерживают крупные механические частицы и примеси.

К механической методике утилизации нефтесодержащих отходов относится флотация – разделение нефтешламов на твердые и жидкие компоненты. Во время проведения операции образующиеся пузырьки воздуха, захватывая примеси и инородные частицы, выталкивают их к поверхности водной фазы. Когда на этой поверхности образуется пленка из шламов, её убирают механическим путем специальной аппаратурой.

Во время проведения центрифугирования используется центробежная сила, создаваемая специальным агрегатом. Под воздействием этой силы твердые компоненты отделяются от жидкой фазы, а под действием гравитационной мощи другого аппарата осуществляется дренаж сырья.

Биологический метод

Обезвреживание нефтешламов и других нефтесодержащих отходов осуществляется путем задействования микроорганизмов, обеспечивающих при контакте с нефтяным элементом распад, расщепление и преобразование углеводородных соединений.

Способ требует воспроизведения особых штаммов микроорганизмов, которые одновременно показывают высокие показатели скорости роста и при этом взаимодействуют с различными углеводородными группами самым эффективным способом. Разведение таких организмов требует наличия специального дорогостоящего оборудования.

При достижении цели обработки и утилизации нефтешламов данным методом отмечается минимальное вредоносное воздействие на экологию.

Химический метод

В результате контакта специальных реагентов с обрабатываемой массой обеспечивается выход сырья, свободного от шлама, пригодного для дальнейшего использования в нефтяной промышленности либо обеспечивающее строительное направление использования продуктов утилизации нефтесодержащих отходов. В этом заключается утилизация нефтесодержащих отходов химическим методом.

В качестве реагентов могут использоваться окислители, компоненты, выделяющие из сырья воду, либо щелочи.

Преимущество способа – в высоком качестве полученной вторичной массы и возможности использовать её не только для производственных, но и инженерных нужд – например, для прокладки дорог.

Недостаток – высокая стоимость некоторых современных реагентов и их негативное воздействие на поверхности аппаратуры, а также пока что слабо прогнозируемое воздействие части модифицированных соединений на окружающую среду в долгосрочной перспективе.

Физико-химический метод

Помимо химических реактивов, обозначенных в предыдущем пункте, при физико-химическом методе воздействия на нефтесодержащие отходы участвует электрический компонент. Электрический ток используется для совершения разложения элементов, ионный обмен – для замены ионов раствора, электрическое поле – для выделения из сырья механических частиц.

Также к способу относится использование любых дополнительных растворителей и разрушителей эмульсий, что обеспечивает высокую степень обезвреживания НСО.

Использование продуктов утилизации нефтесодержащих отходов

Основные направления повторного использования указанных продуктов:

• Выпуск светлых и темных нефтепродуктов.
• Производство и выпуск строительных материалов – как для проектирования городской среды, так и для строительства домов.
• Удобрения почвы в сельском хозяйстве (при экологическом соответствии).

Таким образом, достигается эффективная переработка углеводородных соединений, что снижает влияние углеродного следа на природу и человека.