Способ получения грунта при обезвреживании шламов с последующей рекультивацией

Изобретение относится к способу по переработке отходов и предназначено для переработки различных отходов, возникающих при бурении нефтяных и газовых скважин, добыче нефти, добыче угля, очистке сточных вод, а именно к способу по обезвреживанию шламов, ликвидации шламовых амбаров при буровых работах и добыче. Способ по обезвреживанию шламов с последующей рекультивацией шламовых амбаров включает извлечение нефтепродуктов из амбара, откачивание бурового раствора из амбара, после чего производят нейтрализацию шлама с помощью известняка, после чего шлам в амбаре подвергают перемешиванию с минеральными удобрениями. Далее вносится биодеструктор для удаления остаточного содержания нефтепродуктов в соотношении 1:1, или кокосовый абсорбент в соотношении 1:0,5, или композиция, содержащая оксид кальция в количестве 70-75% и отработанный силикагель в количестве 25-30%. Изобретение обеспечивает получение экологически чистого грунта. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способу по переработке отходов и предназначено для переработки различных отходов, возникающих при бурении нефтяных и газовых скважин, добыче нефти, добыче угля, очистке сточных вод, а именно к способу обезвреживания шламов, ликвидации шламовых амбаров при буровых работах.

Известен документ RU 2162918, опубл. 10.02.2001, из которого известен способ ликвидации земляного амбара-накопителя отходов бурения, однако известный способ может быть реализован исключительно в шламовом амбаре.

Из документа RU 2347629, опубл. 27.02.2009, известен способ утилизации бурового шлама, включающий смешивание бурового шлама и торфа в количестве 10-60% от массы бурового шлама, формирование на специально отведенной площадке либо на откосе автодороги искусственного дерна, состоящего из армирующей, многослойной основы типа сетка, а также смеси бурового шлама, торфа и травосмеси семян растений.

Недостатком этого способа является перемешивание шлама с торфом без удаления содержащихся нефтепродуктов, которые в обязательном порядке присутствуют в отходах, кроме того, перемешивание по данной технологии происходит непосредственно на откос их дорог, что невозможно осуществлять без предварительных инженерно-экологических изысканий, а также без разрешения ФС Росприроднадзор, т.к. автодорога не является специально отведенным местом для осуществления данных работ.

Из документа RU 2379137, опубл. 20.01.2010, известен способ обезвреживания отработанных буровых шламов. Способ включает обезвоживание в естественных условиях, при которых отработанный буровой шлам извлекают экскаватором из амбаров на ровную поверхность, просушивают на солнце, вносят гипс для связывания и перевода легко растворимых солей в труднорастворимые формы и для загустения шлама, затем добавляют в просушенную прогипсованную массу навоз или торф, активированный минеральными удобрениями, просушивают массу в естественных условиях до достижения влажности 8-14%, что приводит к уменьшению ее в объеме в 6-8 раз, после чего срезают бульдозером и на тяжелых по механическому составу почвах при мощности подстилающего слоя не менее 15-20 метров снова размещают в амбарах и уплотняют, потом засыпают минеральным грунтом слоем толщиной 1,5-2,5 м, а сверху слоем 20-40 см насыпают плодородный слой, а при мягких по механическому составу почвах обезвреженный и просушенный буровой шлам вывозят на полигоны промышленных отходов для захоронения.

Недостатком этого способа является процесс обезвоживания, проводящийся не на специально выделенной территории, что является нарушением законодательства РФ, засыпка минеральным грунтом, плодородным слоем без предварительного удаления содержащихся нефтепродуктов, которые в обязательном порядке присутствуют в отходе.

Наиболее близкий вариант к предлагаемому способу описан в патенте RU 2323293, опубл. 27.04.2008, из которого известен способ утилизации буровых шламов. В данном патенте используются смешивание бурового шлама с предварительно вспененной и отвержденной карбамидной и/или формальдегидной смолой, дополнительное введение кальцийсодержащих и органических добавок с последующим смешиванием с цементом и оксидами при следующим соотношении компонентов, мас. %: буровой шлам - 30-50; карбамидная и/или формальдегидная смола - 2-5; кальцийсодержащие добавки - 2-3; органические добавки - 1-10; цемент - 3-5; оксиды - остальное.

Однако для обезвреживания шлама используются только определенные компоненты, без учета того, что по выходу сохраняется содержание нефтепродуктов, что не допустимо в соответствии с действующим законодательством в РФ. В предлагаемом способе в зависимости от состава отхода можно варьировать различными реагентами, для достижения наилучшего результата по обезвреживанию нефтешлама, чего нельзя сказать об уже существующих технологиях обезвреживания.

Технический результат настоящего изобретения - получение экологически чистого грунта, пригодного для использования в различных областях, в том числе и в сельском хозяйстве.

Технический результат достигается за счет способа получения грунта при обезвреживании шламов с последующей рекультивацией, включающего извлечение нефтепродуктов из амбара или из резервуара, которое производят с последующим откачиванием из него бурового раствора, нейтрализацию шлама с помощью известняка, после чего шлам в амбаре подвергают перемешиванию с минеральными удобрениями и вносят биодеструктор для удаления остаточного содержания нефтепродуктов в соотношении 1:1, или кокосовый абсорбент в соотношении 1:0,5, или композицию, содержащую оксид кальция в количестве 70-75% и отработанный силикагель в количестве 25-30%, затем осуществляют перемешивание шлама с активированной торфяной крошкой, и/или песком, и/или суглинком, и/или опилками, после чего полученную смесь подвергают аэрации с последующим увлажнением.

Данная технология предусматривает возможность использовать два варианта способа обезвреживания шламов, а именно последующую рекультивацию шламовых амбаров (в случае, если работы проводятся при амбарном бурении) или способ при безамбарном бурении.

В первом случае из амбара после извлечения нефтепродуктов откачивается для дальнейшего использования буровой раствор.

После сбора нефтепродуктов и откачки бурового раствора производится нейтрализация шлама с помощью известняка.

Также проводится рекультивация шламовых амбаров.

При безамбарном бурении все те же действия выполняются в специальной емкости (резервуаре).

После всех вышеуказанных действий буровой шлам в амбаре или в емкости подвергается перемешиванию с минеральными удобрениями «Нитроаммофос» или его аналогом, схожим по составу, в водный раствор, приготавливаемый в виде суспензии, что определяется инженером-технологом в зависимости от степени загрязнения бурового шлама.

Далее вносится биодеструктор «Эконафт» для удаления остаточного содержания нефтепродуктов 1:1 или кокосовый абсорбент Sheltic в соотношении 1:0,5 либо обезвреживающую композицию получают путем смешения предварительно измельченных негашеной извести (оксида кальция) в количестве 70-75% по массе и отработанного силикагеля - отхода газовой промышленности на стадии осушки природного газа, в количестве 25-30% по массе в течение 15-20 минут.

В качестве дополнительных компонентов при микробиологическом обезвреживании бурового шлама возможно использование ферментатированного комплекса аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов.

- Бактерии Pseudomonas aeruginosa (входят в состав биопрепаратов "Деворойл" и "Simbinal") в клиническом материале расцениваются как патогены среднего уровня приоритетности. Бактерии P.aeruginosa экологически тесно связаны с местами обитания человека. Попадание их в воду и почву сопряжено с загрязнением продуктами жизнедеятельности человека.

- Бактерии Pseudomonas. putida (входят в состав биопрепаратов "Путидойл" и "Simbinal") вызывают воспалительные процессы в акушерстве и гинекологии. Описаны спорадические случаи воспалительных процессов других органов, единичные нозокомиальные (внутрибольничные) инфекции.

- Bacillus subtilis (входят в состав биопрепарата "Simbinal") до недавнего времени расценивали как апатогенные микроорганизмы.

- Дрожжеподобные грибы рода Candida (входят в состав биопрепарата "Деворойл") относятся к группе условно-патогенных микроорганизмов.

- Бактерии рода Acinetobacter (входят в состав биопрепарата "Дестройл") относятся к условно-патогенным микроорганизмам.

- Бактерии рода Citrobacter (входят в состав биопрепарата "Simbinal") часто вызывают инфекции мочевых путей, дисфункции желудочно-кишечного тракта у детей, реже другие болезни.

- Бактерии рода Nocardia (входят в состав биопрепарата "Simbinal") - условно-патогенные микроорганизмы.

- Плесневые грибы рода Aspergillus (входят в состав биопрепарата "Simbinal") - вызывают заболевания группы плесневых микозов.

Далее идет процесс перемешивания, где расчетная норма нанесения приготовленной и активированной торфяной крошки/песка/ /суглинка/опилок, вносимой в буровой шлам, составляет в среднем около 75 м³ на 0,1 га рекультивируемой поверхности участка при проективной мощности создаваемого рекультивационного слоя 15-20 см.

Буровой шлам подвергается агрообработке - аэрации, посредством рыхления ковшом экскаватора и через каждые 2-3 дня увлажняется (в случае необходимости) до 60-70% полной влагоемкости грунта.

При необходимости проводится процесс отвержения бурового шлама, который осуществляется после извлечения нефтепродуктов с поверхности бурового раствора.

Одним из приоритетных направлений в технологии обезвреживания отходов бурения является их отверждение с последующим захоронением в шламовом амбаре. Обезвреживающий эффект при этом достигается за счет превращения отходов бурения в инертную консолидированную массу и связывания в ее структуре загрязняющих веществ.

Применение технологии гидрофобизации бурового шлама (придание водоотталкивающих свойств путем консолидации его массы и связывания в твердую инертную массу) путем отверждения бурового шлама исключает миграцию загрязняющих веществ за пределы тела отвержденного материала (высокий обезвреживающий эффект обеспечивает портландцемент, фосфогипс-полугидрат, магнезиальный цемент и смесь портландцемента с доломитовой мукой - состав «Роса») сквозь слой противофильтрационного экрана шламового амбара. К достоинству технологии отверждения бурового шлама относится большая способность отвержденной массы выдерживать нагрузку, которую создает работающая техника по сравнению с технологией, не предусматривающей отверждение бурового шлама, что облегчает процесс проведения дальнейшей засыпки и планировки амбара. Применение технологии отверждения бурового шлама требуется также в случае обнаружения миграции загрязняющих веществ из шламового амбара при нарушении целостности противофильтрационного экрана.

Наиболее доступен в технологическом отношении, в качестве отверждающего материала - строительный материал портландцемент либо обычный цемент.

При использовании технологии отверждения бурового шлама типовым проектом предусматривается использовать для отверждения две схемы использования минеральных вяжущих строительных материалов:

- тампонажный цемент в виде продукта - портландцемента или обычного цемента;

- отверждающая смесь на основе портландцемента с добавлением доломитовой муки - состав «Роса».

Также применение технологии механического обезвреживания бурового шлама и получения техногенного грунта достигается за счет тщательного перемешивания бурового шлама, при равномерном внесении песчаного грунта, торфа, суглинка, цемента (либо другого приготовленного ранее техногенного грунта, строительного материала, полученного путем такого же обезвреживания) и добавок активных веществ (материалов).

Получаемый в конечном итоге техногенный грунт сертифицируется и используется в дальнейшем как для отсыпки дорожных сетей, строительства, так и для проведения рекультивации тех же шламовых амбаров.

В предлагаемом способе используемые материалы безопасны для окружающей природной среды, сорбенты обладают способностью впитывать максимальное количество нефтепродуктов, раскислители способствуют нормализации состояния почвенного покрова до уровня, позволяющего произрастать растительному покрову на территории рекультивируемых амбаров и обезвреженном шламе. Добавляемые реагенты способствуют улучшению состояния грунта, меняя при этом его физические свойства на безопасные.

1. Способ получения грунта при обезвреживании шламов с последующей рекультивацией, включающий извлечение нефтепродуктов из амбара или из резервуара, которое производят с последующим откачиванием из него бурового раствора, нейтрализацией шлама с помощью известняка, после чего шлам в амбаре подвергают перемешиванию с минеральными удобрениями и вносят биодеструктор для удаления остаточного содержания нефтепродуктов в соотношении 1:1, или кокосовый абсорбент в соотношении 1:0,5, или композицию, содержащую оксид кальция в количестве 70-75% и отработанный силикагель в количестве 25-30%, и нефтеокисляющие микроорганизмы, затем осуществляют перемешивание шлама с активированной торфяной крошкой и песком, и суглинком и опилками, после чего полученную смесь подвергают аэрации с последующим увлажнением.

2. Способ получения грунта при обезвреживании шламов с последующей рекультивацией по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нефтеокисляющих микроорганизмов используются бактерии рода Pseudomonas aeruginosa и Pseudomonas. putida, и Bacillus subtilis, и дрожжеподобные грибы рода Candida, и бактерии рода Acinetobacter, и бактерии рода Citrobacter, и плесневые грибы рода Aspergillus.