Растения из-за своей ограниченности в передвижении также являются хорошими объектами для наблюдения за влиянием, которое оказывает на них загрязнение окружающей среды. Опубликованные данные о влиянии разливов нефти содержат факты гибели мангровых деревьев, морской травы, большинства водорослей, сильного длительного разрушения от соли живности болот и пресноводных; увеличение или уменьшение биомассы и активность к фотосинтезу колоний фитопланктона; изменение микробиологии колоний и увеличение числа микробов.
Влияние разливов нефти на основные местные виды растений может продолжаться от нескольких недель до 5 лет в зависимости от типа нефти; обстоятельств разлива и видов, которые пострадали. Работа по механической очистке сырых мест может увеличить восстановительный период на 25%-50%. Для полного восстановления мангрового леса потребуется 10-15 лет. Растения в толще воды большого объема возвращаются к первоначальному (до разлива нефти) состоянию быстрее, чем это происходит с растениями в меньших водоемах.
Роль микробов при загрязнении нефтью привело" к огромному количеству исследований на этих организмах. Изучение в экспериментальных экосистемах, полевых испытаниях проводились с целью определить отношение микробов к углеводородам и различным условиям выбросов. В общем нефть может стимулировать или препятствовать активности микробов в зависимости от количества и типа нефти и состояния колонии микробов. Лишь стойкие виды могут употреблять нефть как пищу. Виды колоний микробов могут приспособиться к нефти, поэтому их количество и активность могут увеличиться.
Влияние нефти на морские растения такие, как мангровые деревья, морскую траву, траву солончаков, водоросли изучалось в лабораториях и экспериментальных экосистемах. Нефть вызывает гибель, уменьшает рост, сокращает воспроизводство больших растений. В зависимости от типа и количества нефти и вида водорослей количество микробов либо увеличивалось, либо уменьшалось.
Отмечалось изменение биомассы, активность к фотосинтезу и структура колоний. Влияние нефти на пресноводный фитопланктон изучалось в лабораториях, также проводились полевые испытания. Нефть оказывает такое же влияние, как и на морские водоросли.
Однако существуют организмы, (рисунок 28) способные производить углеводороды в клетке в нативном состоянии. Так в водоемах с пресной и солоноватой водой в умеренных и тропических широтах обитает гигантская одноклеточная зеленая водоросль Botnococcus brauni. В зеленой углеводородсинтезирующей водоросли может содержаться от 15 до 75 % углеводородов.
4.7 Восстановление животного мира
Вид пораженных и страдающих от нефти животных вызывает сильную озабоченность людей. Сострадание к животным является гарантией широкого освещения проблемы средствами массовой информации (СМИ), которые выступают против разливов нефти. Таким образом каждое действие, направленное против разливов нефти является заботой о восстановлении животных. Давление общественности с целью оказания помощи пострадавшим от загрязнения нефтью животным нашло отклик у значительной части населения во многих регионах мира; добровольных организаций, ответственных за восстановление пострадавшего от загрязнения животного мира. Совершенствование процедуры лечения и профессионализм персонала, занимающегося реабилитации животных в течение последних 15 лет, заметно улучшило успех реабилитационных усилий.
Реабилитация животных, пострадавших от загрязнения, небольшая доля заботы для популяций животного мира, т.к. количество зараженных от нефти животных во время разливов нефти настолько велико, что лишь небольшое количество птиц и млекопитающих могут действительно получить реальную помощь. Неуверенность за судьбу реабилитированных животных в дальнейшем уменьшают значение этой работы. Однако усилия по реабилитации могут иметь важное значение для пострадавших или редких видов животных. Большее воздействие реабилитации заметно у животных с низкой способностью к воспроизводству, чем у долго живущих животных с высокой способностью к воспроизводству.
5 Существующие способы восстановления почвы нарушенной нефтью
Интенсивное загрязнение почвы нефтепродуктами изменяет ее основные свойства, вызывает отравление и гибель живых организмов, приводит к изменению экологического состояния в зоне, прилегающей к загрязненному участку. Восстановление экологического равновесия, а также санитарные и гигиенические требования, предъявляемые к окружающей среде, обуславливает необходимость очистки почвы от загрязнителя.
Среди способов очистки почвы от нефтепродуктов можно выделить три основных: сбор нефтезагрязненной почвы и отжиг нефтепродуктов, возгонка углеводородами токами средней и высокой частоты и, наконец, микробиологическое разложение алканов. Недостаток первых двух способов заключается в высокой их стоимости, загрязнения воздуха продуктами сгорания или возгонки нефти и уничтожения плодродной почвы.
Микробиологический способ конструкции углеводородов нефти в этом плане более предпочтителен, так как при этом фракции нефти используются микроорганизмами в качестве субстратов и, в конечном счете, после проведения рекультивационных мероприятий в полном объеме почва полностью восстанавливает основные свойства, становится пригодной для вовлечения в сельскохозяйственный оборот.
При использовании микроорганизмов с целью очистки почвы от нефти и нефтепродуктов выделяется два основных направления: выделение и селекция чистой культуры одного вида микроорганизмов, обладающего способностью к ассимиляции углеводородов и применение ассоциаций микроорганизмов.
При первом, более распространенном способе очистки нефтезагрязненных участков вносится культура или штамм микроорганизма в достаточно высокой концентрации в жидкой или порошкообразной сухой форме вместе с минеральными добавками. При оптимальных условиях развития происходит быстрое наращивание биомассы микроорганизмов и окисление нефтепродуктов.
В смеси с минеральным удобрением, для получения биомассы клеток штамма, культуру выращивают на жидкой или твердой питательной среде, включающей источники азота, фосфора и калия, в присутствии углеводородов в аэробных условиях при температуре 300С, затем культуру микроорганизмов смешивали с минеральным удобрением и водой из расчета содержания живых клеток штамма не ниже 104 на 1 мл, а минерального удобрения не ниже 70 мг на 1 л воды. Полученную смесь равномерно наносили на загрязненную поверхность из расчета 0,5-1,0 л/м2. Авторы отмечают, что предлагаемый ими способ универсален и может быть использован для очистки загрязненных почв, пресной, морской воды и промышленных стоков в различных природно-климатических зонах, включая экстремальные условия и способен очищать воду с загрязнением нефтью до 25 кг/м3 и почву до 10 кг/м2.
Разрабатывая метод ликвидации нефтяного загрязнения водоемов и почв в условиях заполярья микробиологическими средствами, Кузьмин использовал бактериальный препарат, изготовленный на основе природного штамма бактерий.
Было установлено, что применение данного метода для очистки нефтяных загрязнений поверхностных вод в условиях Крайнего Севера ограничено довольно низкими температурами, толщина нефтяной пленки не должна превышать 2 мм, во всех других случаях необходимо предварительно осуществить механический сбор нефти. Отмечается неблагоприятное влияние препарата на самоочищение водоемов.
В Уфинском нефтяном институте для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов выделен и используется штамм бактерий ВКМ АС-1339 Д, полученный путем селекции из природных образцов нефтесодержащих почв Крайнего Севера в районе г. Надыма. Штамм бактерий характеризуется высокой скоростью утилизации нефти и степенью биотрансформации ее тяжелых фракций, растет в диапазоне температуры от 10 до 400С с оптимумом от 25 до 300С. Важным фактором является непатогенность штамма для человека и животных.
В способе очистки воды, почвы и поверхностей от загрязнений нефти и нефтепродуктами, разработанном Биттеевой с соавторами, применяется отселекционированный природный штамм ВСБ-712 в растворе с минеральными добавками. Биомассу клеток получали на жидкой питательной среде с н-парафинами в качестве источника углерода. Процесс культивирования проводили непрерывно или периодически в аэробных условиях, при температуре 20-420С.
Среди способов деструкции углеводородов нефти и нефтепродуктов, запатентованных в США, можно отметить два подхода: при одном из них, нефтезагрязненная почва измельчается до частиц размеров меньше 9 мм и перемещается по транспортеру со смачиванием водным раствором бактерий, обладающих способностью перерабатывать углеводороды с выделением воды и диоксида углерода. С транспортера смоченную почву сбрасывают вниз и выдерживают необходимое количество времени. При другом подходе применяется способ биологического разложения углеводородов в грунте без его перемещения. Биологическое разложение углеводородов осуществляется при дополнительном снабжении кислородом зоны, загрязненной углеводородами. Для этого от поверхности земли через указанную зону, которая содержит микроорганизмы, разлагающие углеводороды, бурят скважину, в которой устанавливают непроницаемую трубу, проходящую от поверхности земли вглубь зоны. При этом труба герметично соединена с внутренней поверхностью скважины. Внутри скважины соосно непроницаемой трубе установлена проницаемая труба. К непроницаемой трубе присоединен источник вакуума и из проницаемой трубы отсасывается газ, в результате чего в зону, загрязненную углеводородами, засасывается кислород.
Содержание кислорода, углеводородов и диоксида углерода в отсасываемом газе регулируют, поддерживая расход отсасываемого газа в скважине равным 0,85-7,06 м3/мин, при этом происходит биологическое разложение значительного количества углеводородов.
Недостатком этих методов является узкая специфичность практически всех микроорганизмов к субстрату, благодаря чему происходит деструкция углеводородов только с определенной длиной углеродной цепочки. Кроме того, при массированной инициации почвы организмами одного вида снижается углеводородов с большим или меньшим содержанием углерода.
При использовании ассоциации микроорганизмов происходит одновременное окисление алканов более широкого спектра с длиной углеродной цепочки от С1-С2 до С30 и более.
Одной из основных экологических проблем на предприятиях топливно-энергетического комплекса являются аварии на нефтепроводах, в связи с их износом, старением, а также при перевозках нефти и нефтепродуктов различными видами транспорта. Немаловажное значение в последние годы приобрели также аварии на трубопроводах, в связи с несанкционированными врезками в нефте- и продуктопроводы с целью хищения нефтепродуктов и, как следствие, аварийные локальные загрязнения почвы площадью 1-2 га и объемом нефтезагрязненной почвы от 3000 до 10000 м3 с нефтесодержанием от 100 до 400 г/кг. Создавшееся положение диктует необходимость принципиально новых подходов к ликвидации аварийных разливов на почве, разработки научно-методических основ, приемов и технологий ее реабилитации.
Одним из факторов, сдерживающих решение этой проблемы, является отсутствие в нормативных и директивных документах реальных критериев оценки уровня загрязнения нефтью и нефтепродуктами почвы и грунта, экологической и экономической обоснованности применения различных методов ликвидации последствий аварийных разливов нефти на почве, с учетом зарубежного и отечественного опыта.
Почвы и грунты считаются загрязненными, когда концентрация нефтепродуктов в них достигает такой величины, при которой начинаются негативные экологические изменения в окружающей среде: нарушается экологическое равновесие в почвенной экосистеме, гибнет почвенная биота, падает продуктивность или наступает гибель растений, происходит изменение морфологии, водно-физических свойств почв, падает их плодородие, создается опасность загрязнения подземных и перхностных вод в результате вымывания нефтепродуктов из почвы или грунта и их растворения в воде.
Определение уровня загрязнения почвы необходимо для решения вопроса о целесообразности проведения специальных работ по санации почвы. Небезопасным уровнем загрязнения почвы считается уровень, который превышает предел потенциала самоочищения.
В зарубежных странах принято считать верхним безопасным уровнем содержания нефтепродуктов в почве 1 - 3 г/кг; начало серьезного экологического ущерба - при содержании 20 г/кг и выше. В странах ближнего зарубежья предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов в почве не разработаны, за исключением Татарстана (Россия). Для Татарстана ПДК нефтепродуктов в почве составляет 1,5 г/кг, что соответствует транслокационному (фито-аккумуляционному) показателю вредности. При этом были определены миграционный водный показатель вредности (13,1 г/кг), миграционный воздушный (более 5 г/кг) и общесанитарный (более 5 г/кг). Показатели вредности установлены для наиболее токсичной сернистой нефти карбоновых отложений.
По-видимому, этот показатель явно завышен и ориентировка на него вряд ли принесет пользу при проведении работ по ликвидации нефтяного загрязнения почвы, тем более, что геохимический фон (кларк) содержания углеводородов нефти в почве в европейских странах колеблется в пределах 0,01 - 0,5 г/кг, а в крупных городах Украины довольно обычны показатели 1 - 3 г/кг. На территориях, прилегающих к предприятиям переработки, добычи нефти, фон достигает 6 г/кг.
В мировой практике для обезвреживания почвы, загрязненной нефтепродуктами, применяются различные методы. К первой группе относятся методы, предусматривающие выемку загрязненного грунта и последующие мероприятия по утилизации загрязнения:
- засыпка загрязнений грунтом (рисунок 29.). Неэффективный и не решающий проблему метод. Нефтепродукты просачиваются через засыпной грунт на поверхность;
- запахивание в почву на неудобьях. При этом способе санации почву, загрязненную нефтью и нефтепродуктами, распределяют по поверхности разрыхленного грунта из расчета 10 кг/м2. При внесении такого количества загрязненного нефтью грунта после перепашки на глубину 30-35см концентрация нефти в почве неудобий не превышает миграционного водного показателя вредности нефти и может быть отнесена к категории среднезагрязненных земель. Вспашку повторяют с интервалом в месяц, сокращая до одной за сезон после двухлетней экспозиции. В случае необходимости кислотность почвы доводят до рН 6,5 путем внесения извести или других препаратов или субстратов в качестве буферов кислотности среды. При таком способе санации срок детоксикации загрязненного грунта не превышает трех лет, но может быть сокращен до одного года при условии интенсификации процесса биодеградации;
- вывоз на свалку. Загрязненный нефтью и нефтепродуктами грунт и твердые материалы добавляют к отходам на городских свалках в количестве 1-2% от общего количества сдаваемых на свалку отходов. Срок утилизации - 3-5 лет;
- выемка загрязненного грунта и вывоз на специально подготовленные площадки - полевые грядки (метод "Ландфарминга"). Этот метод предусматривает распределение вынутого грунта на подготовленной площади, проведение аэрации посредством многократного рыхления и принудительной вентиляции, орошение, введение питательных веществ и микроорганизмов. Срок утилизации - 1 год;
- санирование в кагатах, которое предусматривает выемку загрязненной почвы и укладку её в форме кагата высотой 0,4-2 м. После этого производится орошение кагата суспензией биомассы микроорганизмов и питательных веществ. Для предотвращения эрозии производят эвентуальное озеленение кагата. Срок утилизации - 2 года;
- обработка загрязненного нефтью грунта в стационарных условиях на двух-трёх блочных линиях грубой и тонкой очистки, позволяющих максимально извлечь и подготовить до заданных параметров нефть, а грунт с концентрацией нефтепродуктов не более 15 г/кг возвращается на участок, из которого был изъят, затем следует период рекультивации территории (технологии АО "ГенЭКО", Россия; LRS-технология, США и др.).
Вторая группа методов включает проведение биоремедиационных мероприятий непосредственно на участке загрязнения:
- обработка почвы селекционированными нефтеокисляющими штаммами микроорганизмов в сочетании с введением комплексных минеральных удобрений (рис. 30.);
- обработка нефтезагрязненной почвы стимуляторами роста аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры;
Эти технологии в настоящее время относятся к наиболее широко применяемым биотехнологическим методам ликвидации нефтяного загрязнения почвы.
- выжигание разлитой нефти или нефтепродуктов на месте разлива (рисунок 31.). Недостаток метода - утилизация нефти только в поверхностном слое почвы, при этом в местах прокаливания уничтожаются природные биоценозы, происходит загрязнение атмосферного воздуха продуктами горения.
Существуют и другие методы санирования почвы: сепарация, высокотемпературный обжиг, обработка паром и др. Однако, эти методы, требующие использования специального оборудования, не вышли за рамки экспериментальных разработок.
Комплекс мероприятий по ликвидации нефтезагрязнения почвы включает:
- локализацию нефтяного загрязнения;
- сбор товарных нефтепродуктов, а также загрязненных растительных остатков, мусора для переработки или утилизации;
- химическую мелиорацию (применение минералов - бентони-товых глин, каркасных силикатов, бокситовых руд; гашеной извести и др. для химической деградации нефти);
- биоремедиацию - очистку нефтезагрязненной почвы и воды с использованием препаратов углеводородоокисляющих микроорганизмов, биогенных добавок для дополнительного их питания или специальных препаратов, содержащих биологически позитивные эмульгаторы, ферменты, сахара, минеральные соли, необходимые для стимуляции аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры. Важным элементом биоремедиации нефтезагрязненных почв на финишном этапе очистки может быть использование олигохет Eisenia foetida, E. irregularis.
- биологическую рекультивацию (фитомелиорацию) земель, предназначенных для сельскохозяйственного использования (внедрение севооборотов, включающих растения, в дальнейшем используемые в качестве сидератов; внесение повышенных доз минеральных удобрений; мульчирование и др.).
Одна из разработок, применяющая описанную технологию - применение бактериального препарата "Эконадин" - сорбента и деструктора нефти и нефтепродуктов для очистки почвы.
Этот препарат представляет собой порошок коричневого цвета, дисперсный, либо с волокнистыми включениями, плавучий, гидрофобный. В основе препарата ассоциация 2 штаммов Pseudomonas fluorescens, иммобилизованных по специальной технологии на органическом субстрате - торфе. Содержание бактерий деструкторов составляет не менее 1х109 клеток/г. Насыпная плотность от 250 до 375 кг/м3. Сорбционная емкость от 1:10 до 1:50, в зависимости от вида нефтепродуктов.
Из всех нефтеокисляющих микроорганизмов в природе наиболее широко распространены бактерии рода Pseudomonas. Они являются постоянными обитателями вод Мирового океана, внутренних водоемов, почвы и грунтов. Более 50 видов этого рода способны участвовать в биоразложении нефти в окружающей среде. Наиболее активная нефтеокисляющая способность выявлена у P. аerugenoza, P. putida, P. fluorescens. О широком распространении и пластичности вида P. fluorescens свидетельствуют факты выделения этого вида из почвы, пресноводных и морских водоемов, пластовых вод, донных отложений.
В препарате "Эконадин" бактерии - деструкторы иммобилизованы на органическом носителе, и первичная сорбция нефти сопровождается биокаталитической трансформацией по ферментному типу биодеструкции, что свойственно иммобилизованным системам, в том числе природного типа. Отдельные частички сорбированного препаратом нефтепродукта в последующем обрастают также представителями аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры, что способствует дальнейшей более глубокой биодеградации углеводородов нефти за счёт явления кометаболизма (соокисления).
В отличие от бактериальных препаратов, полученных посредством закрепления микроорганизмов на нейтральных сорбентах синтети-ческого или минерального происхождения, "Эконадин" полностью утилизируется в природной среде (после сорбции на нем углеводородов нефти) за счёт естественного органического носителя.
Входящая в состав препарата ассоциация штаммов бактерий многоцелевого назначения - способствует очищению окружающей среды не только от нефти, но и других биорезистентных поллютантов. Более чем двадцатилетний опыт использования этих штаммов, показал их эффективность при очистке промливневых стоков от стойких органических азокрасителей, пестицидов, СПАВ, фенолов, полицик-лических ароматических углеводородов, формальдегида и др.. К преимуществам препарата "Эконадин", по сравнению с другими бактериальными препаратами, относятся его буферные свойства, способность корректировать рН среды до 7,0 - 7,2, что благоприятствует осуществлению процесса биодеструкции в кислой нефтесодержащей воде и почве.
Таким образом, при применении препарата для обработки нефтезагрязненной почвы механизм действия его заключается не только в биохимической деструкции нефти, но и в активизации природных микробных биоценозов. Наличие в составе препарата органического носителя на первых этапах очистки почвы восполняет органогенный слой, что возобновляет и усиливает нарушенные нефтяным загрязнением биохимические процессы в цикле основных биогенных элементов (углерод, азот и др.), а стимулирующее действие препарата на высшие растения способствует проведению фитомелиорации нарушенных земель, как заключительного этапа санации почвы от нефтяного загрязнения.
В процессе изучения взаимоотношения используемых в препарате штаммов по отношению к другим микроорганизмам была установлена их антагонистическая активность ко многим патогенным и фитопатогенным микроорганизмам, что позволяет считать их интродукцию фактором санитарного оздоровления окружающей среды.
Аналогичное предложения по биовосстановлению и рекультивации земель, подвергшихся загрязненных нефтепродуктами разработанно фирмой ПОЛИИНФОРМ. Здесь предлагается комплексная биотехнология СОЙЛЕКС, включающая последовательное использование ряда биопрепаратов. На первом этапе используется биопрепарат СОЙЛЕКС на основе активной ассоциации микроорганизмов-деструкторов нефти и нефтепродуктов в сочетании с внесением минеральных солей и микроэлементов.
Биопрепарат высокоэффективен в отношении широкого диапазона фракций нефти, в том числе и тяжелых фракций, сохраняет высокую деструктивную активность в широком диапазоне температур и рН (4,5-8,5) на почвах различных типов, имеющих различный гранулометрический и химический состав. Включение в ассоциацию микроорганизмов, выделенных в северных регионах России, позволяет использовать биопрепарат при нижнем пределе температуры +2 - +3 ° С. Это обуславливает возможность проведения очистных и рекультивационных работ с ранней весны до поздней осени (март-ноябрь). Технология очистки подразумевает внесение на загрязненную территорию биопрепарата с минеральными добавками, периодическое рыхление и увлажнение почвы.
В качестве активаторов ферментных систем микробов-деструкторов нефтепродуктов применяются микробиологические удобрения. Фирмой разработана и запатентована технология получения биокомпоста из коммунально-бытовых отходов с использованием микроорганизмов. Биокомпост содержит богатый набор органических и минеральных веществ, что значительно ускоряет процессы биодеструкции и рекультивации почвы.
Второй этап этой биотехнологии предполагает использование, наряду с деструкторами, ряда биопрепаратов, предназначенных для рекультивации, увеличения плодородия почв и защиты от фитопатогенных микроорганизмов-возбудителей болезней растений. К числу таких биопрепаратов относится триходермин, агрофил, мезарин, ризоторфин, аурос и др.
На последнем этапе биотехнология СОЙЛЕКС предусматривает выращивание на рекультивируемых почвах растений, значительно обогащающих почву макро- и микроэлементами, и ускоряющих процесс биовосстановления.
Комплексная биотехнология позволяет в короткий срок очистить почву от нефтепродуктов, восстановить ее биологическую активность и повысить плодородие за счет восстановления природных биоценотических связей. Конкретный план мероприятий зависит от места проведения работ, характера загрязнения и его концентрации, типа почвы, количественного и качественного состава микроорганизмов и других экологических факторов и составляется после проведения мониторинга объекта.
В комплексе проведения работ предложен контроль содержания нефтепродуктов, который проводится методом ИК-спектрометрии, газовой и газожидкостной хроматографии или ЯМР-спектрометрии. Содержание тяжелых металлов: Hg, Cd, Mn, Cu, Cr, Pb, Ni, Co- фотометрическим методом; Zn- экстракционно-фотометрическим методом с дитизоном; Fe- Комплексометрическим методом с ЭДТА. Содержание общего азота - методом Кьельдаля, аммонийного с реактивом Несслера. Содержание фосфора и калия- колориметрическим методом. Микробиологический контроль проводится методом титрования на диагностических питательных средах с использованием общепринятых и модифицированных нами методов.
Высадка зерновых и бобовых растений, устойчивых к техногенным загрязнениям, позволяет аккумулировать в их биомассе, а затем удалить из агробиоценоза соли тяжелых металлов. Комплексное использование биопрепаратов разного целевого назначения позволяет на 30-50% заменить химические азотные и фосфорные удобрения, повысить урожайность на 40-50%, повысить содержание белка и аскорбиновой кислоты и снизить содержание нитратов в растениях, ускорить созревание урожая на 2-3 недели, значительно снизить заболеваемость растений и получить экологически чистую сельхозпродукцию.
5.1 Технологические комплексы для восстановления нарушенных почв
Мобильный технологический комплекс для регенерации нефтезагрязненного грунта и нефтяных шламов. Технологии и мобильное оборудование блочно-модульного исполнения для сбора, регенерации нефтезагрязненного грунта, нефтяных шламов, сборов розливов нефти – это одна из последних российских разработок по решению проблем загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами с применением физико-химических процессов. Комплекс предназначен для сбора, регенерации нефтезагрязненного грунта, нефтяных шламов, сборов розливов нефти, переработки замазученных грунтов, грунтов амбаров, могильников для восстановления плодородие почвы с сохранением исходного содержания гумуса в пределах 30-40% с глубиной очисткой почвы до остаточного содержания нефтяных компонентов в пределах 1% веса.
Состав мобильного комплекса:
1. - модуль подачи грунтов и твердой фазы на регенерацию, в составе заборного бункера и транспортера (шнекового);
2. - модуль по регенерации грунтов и шламов в составе барабанной печи, теплообменника - конденсатора, отстойника, устройства разделения пара и нефтеводяной смеси, система получения подачи греющих газов;
3. - модуль отгрузки очищенных грунтов и твердой фазы нефтешламов в составе бункера и транспортера (шнекового);
4. - блок временного хранения собранной нефти и воды
5. - система автоматического управления комплекса.
6.- система автономного энергоснабжения (дизельная электростанция)
Сбор и транспортировка нефтезагрязненного грунта и нефтешламов производится с использованием обычных типов строительно - дорожной техники. Техническая характеристика комплекса представлена в таблице 19.
Таблица 19 - Техническая характеристика технологического комплекса для очистки замазученных почв, грунтов и твердой фазы нефтешламов
Характеристики
|
Показатели
|
Тип исполнения
|
Блочно-модульный
|
Объем заборного бункера, м3
|
1,2
|
Производительность, т/час
|
до 1
|
Уровень загрязнения грунта нефтепродуктами, %
|
20-50
|
Время регенерации грунта не более, мин
|
60
|
Диапазон рабочих температуры, оС
|
от 5 до +50
|
Мощность установленных электродвигателей в пределах, кВт
|
20
|
Масса комплекса до, тонн
|
20
|
Габаритные размеры, мм:
модуль регенерации
модуль транспортировки
блок временного хранения продуктов очистки
|
6000х4000х2000
2000х4000х1200
2 емкости по 5 м3
|
Технология процесса:
Загрязненные почвогрунты или нефтешламы подающим модулем (при необходимости через центрифугу) направляются во вращающуюся барабанную печь изотермической десорбции нефтепродуктов. В печи имеются две зоны: зона нагрева и испарения, где происходит нагрев сырья и подаваемой воды, испарение воды и большей части нефтепродуктов; зона десорбции, в которой при заданной температуре 400-500оС (в зависимости от типа сырья) происходит более полное удаление нефтепродуктов. Нагрев печи осуществляется топочными газами, подаваемыми в рубашку печи из горелочного устройства. Температура топочных газов 700-800оС. Топочные газы после печи сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. Во внутреннюю герметичную полость печи, наряду с сырьем подается вода и парогазовая смесь, циркулирующая по контуру «печь - холодильник - печь».
Очищенные от нефтепродуктов почвогрунты и твердая фаза нефтешламов выводятся из печи и отгружаются для дальнейшего использования. Парогазовая смесь, содержащая пары воды; десорбированную с почвогрунтов и нефтешламов часть нефтепродуктов; продукты термического разложения и пиролиза органического вещества почв, нефтепродуктов и прочих органических и неорганических компонентов сырья, поступает в воздушный конденсатор - холодильник. Температура охлаждения 110-150оС. В конденсаторе происходит конденсация углеводородной фазы и других органических веществ парогазовой смеси без конденсации паров воды. Пары воды, несконденсированная часть органических и неорганических соединений и конденсат нефтепродуктов поступают в блок разделения паровой и жидкой фаз. Из блока разделения фаз нефтяной конденсат поступает в резервуар - отстойник, а паровая смесь с указанной температурой охлаждения направляется в циркуляционный контур.
Избыточное количество паров воды и несконденсированных в холодильнике газов, непрерывно образующихся в ходе проведения процесса паротермической десорбции, сбрасываются из замкнутого циркуляционного контура в горелочное устройство, где происходит дожигание органических веществ. Резервуар выполняет роль, как отстойника для расслоения нефтяной фракции и воды, при поступлении в него паронефтяной эмульсии после центрифугирования, так и сборника нефтяного конденсата из конденсатора - холодильника. Нефть и вода из резервуара - отстойника в небольшом количестве подаются в горелочное устройство и печь, а избыток нефти и воды поступают в емкости накопители.
Достарыңызбен бөлісу: |