WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:     | 1 || 3 |

Переработка нефтешламов с последующей доочисткой до экологически безопасного уровня

-- [ Страница 2 ] --

Таким образом, отход производства минеральных удобрений – фосфогипс – является активным стимулятором роста гетеротрофных микроорганизмов и может служить заменителем дорогостоящих минеральных добавок.

2.2 Исследование отхода спиртового производства в качестве стимулятора роста нефтеокисляющих микроорганизмов

Наиболее перспективными являются биологические методы очистки с использованием биопрепаратов или биостимуляторов роста нефтеокисляющих микроорганизмов.

В качестве биостимулятора роста нефтеокисляющих микроорганизмов был исследован отход спиртового производства – спиртовая барда.

Известно, что жидкая спиртовая барда обладает высокой питательной ценностью. Она имеет в достаточном количестве легко растворимые  азотистые соединения и полезные вещества: протеин (20-22%), жир (5-7%), клетчатка (13-18%), зола (7-8%), комплекс микроэлементов (кобальт, марганец, ванадий, железо и др.).

Исследование спиртовой барды в качестве стимулятора биодеструкции нефти проводили в жидкой полной минеральной среде, содержащей нефть в количестве 1% масс. Биодеструкцию нефти осуществляли при помощи подобранного консорциума непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis BKM AC–1339Д; Bacillus subtilis BKM B-1742 Д (16); Fusarium sp. №56 (3% об.). В качестве стимулятора добавляли спиртовую барду в количестве 5% масс. Для сравнения ставили аналогичный опыт с известным стимулятором, биотрином (ТУ 9291-001-00479994-95), который вносили в количестве 0,05% масс. Контролем служил образец с минеральной средой, нефтью и микроорганизмами, но без стимуляторов. Очистку проводили в течение четырех суток на термостатированной качалке при 300С.

Установлено, что уже за трое суток культивирования степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов в образцах с бардой и биотрином составила более 25% по отношению к контролю (рисунок 4). На протяжении всего эксперимента наблюдался прирост количества гетеротрофных микроорганизмов, причем в образцах с биотрином и бардой прирост микроорганизмов был на одинаковом уровне (рисунок 5).

 Степень биодеструкции нефти в полной минеральной среде -3

Рисунок 4 – Степень биодеструкции нефти в полной минеральной среде

 Рост гетеротрофных микроорганизмов в полной минеральной среде с-4

Рисунок 5 – Рост гетеротрофных микроорганизмов в полной минеральной среде с добавлением спиртовой барды

На следующем этапе работы проводили исследование спиртовой барды в качестве стимулятора процесса биодеструкции нефти и нефтепродуктов при очистке нефтешлама со шламонакопителя. Для этого был взят нефтешлам с содержанием нефтепродуктов 10,5% масс. Опыт проводили в стеклянной чашке 200 мл. Для биодеструкции нефти в нефтешлам вносили подобранный консорциум непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis BKM AC –1339Д; Bacillus subtilis BKM B-1742 Д (16); Fusarium sp. №56 (3% об.). В качестве биогенной добавки вносили барду в количестве 1; 5 и 10 % масс. По мере необходимости осуществлялся полив водой до влажности 60 %. Об эффективности биодеструкции нефти и нефтепродуктов судили по их убыли в пробах. Контролем 1 служила чашка с нефтешламом и микроорганизмами, но без биостимуляторов. Контролем 2 служила чашка с нефтешламом без микроорганизмов и биостимуляторов. Опыт проводился в течение 60 суток при 300С. О стимулирующей способности барды судили по убыли нефти и нефтепродуктов, а также косвенно по приросту гетеротрофных микроорганизмов.

Исследования показали, что уже на 30 сутки эксперимента степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов в образцах с содержанием барды в качестве биостимулятора составила более 12%, а через 60 суток более 13% по отношению к контролю 1. В контроле 2 убыль нефти не наблюдалась (таблица 2).

Таблица 2 - Влияние спиртовой барды на степень очистки нефтешлама

Вариант опыта Степень биодеструкции, %
10 сут 30 сут 60 сут
Нефтешлам + консорциум + барда (1% масс.) 10,9±0,05 37,2±0,05 45,2±0,05
Нефтешлам + консорциум + барда (5% масс.) 11,1±0,05 37,8±0,05 46,1±0,05
Нефтешлам + консорциум + барда (10%масс.) 10,7±0,05 36,5±0,05 44,4±0,05
Нефтешлам + консорциум без барды (контроль 1) 6,7±0,05 24,3±0,05 30,8±0,05
Нефтешлам без фосфогипса (контроль 2) 2±0,05 3±0,05 4±0,05


Таким образом, спиртовая барда является активным биостимулятором роста микроорганизмов и может служить заменителем дорогостоящих стимуляторов роста, в частности биотрина.

3 Подбор реагентов для химической очистки нефтешламов

С целью подбора экстрагентов для очистки нефтешламов были исследованы растворители нефти и нефтепродуктов: CCl4, ксилол, гексан, гептан, керосин, газойль, N-метилпирролидон.

Первоначальное содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе составило 10,5%. Соотношение экстрагент : нефтешлам составило 2:1.

Исследования показали, что наибольшей способностью экстрагировать нефть и нефтепродукты из нефтешлама обладают CCl4, ксилол, гексан, гептан. Степень экстракции нефти и нефтепродуктов составила в среднем 83,76 и 78% масс. соответственно (рисунок 6).

 Экстракция нефти и нефтепродуктов из нефтешлама В связи с тем,-5

Рисунок 6 - Экстракция нефти и нефтепродуктов из нефтешлама

В связи с тем, что CCl4 является крайне токсичным и дорогостоящим соединением, дальнейшие исследования проводились с использованием ксилола (смесь изомеров) как наиболее эффективного и доступного реагента.

4 Исследование процесса очистки нефтешлама химическим и биологическим методами

С целью изучения эффективности очистки нефтешлама биологическим и химическим методами были проведены эксперименты в жидкой полной минеральной среде.

В опыте 1 вносили исходный нефтешлам из расчета 1% масс. и инокулят подобранного консорциума микроорганизмов 3% об.

В опыте 2 вносили нефтешлам после экстракции ксилолом и инокулят подобранного консорциума.

Контролем служили опыты 3 и 4.

Опыт 3 с нефтешламом без внесения микроорганизмов после экстракции ксилолом.

Опыт 4 с нефтешламом без внесения микроорганизмов.

Очистку проводили в течение четырех суток на термостатированной качалке при температуре 25-30 0С и 90 об/мин.

О степени биоочистки судили по уменьшению количества нефтепродуктов и косвенно по увеличению численности гетеротрофных микроорганизмов.

Исследования показали, что очистка нефтешлама при применении консорциумом на 15% больше, чем при экстракции ксилолом, и составляет 72%. Наибольшая степень очистки, более 91%, наблюдалась после предварительной экстракции нефтепродуктов из нефтешлама ксилолом и использовании подобранного консорциума (рисунок 7). На протяжении всего эксперимента в опытах с консорциумом наблюдался прирост количества гетеротрофных микроорганизмов (рисунок 8).

 Степень очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов <strong>Рисунок 8-6 Рисунок 7 – Степень очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов

 Рост гетеротрофных микроорганизмов в полной минеральной среде 5-7

Рисунок 8 – Рост гетеротрофных микроорганизмов в полной минеральной среде

5 Исследования процесса доочистки нефтешлама биологическим методом

В качестве объекта исследования использовали нефтешлам, содержащий 10,5% масс. нефти и нефтепродуктов.

Биоочистку нефтешлама осуществляли путем послойного расположения. Между слоями закладывали песок, чернозем и перфорированные трубы диаметром 50 мм для поступления воздуха. С целью уменьшения испарения нефтепродуктов дно и поверхность модельной установки герметизировали покрытием из полиэтилена. В ящиках поддерживали влажность, равную 60%. Эксперимент проводили при комнатной температуре в течение 540 суток. Для сравнения ставили аналогичный опыт с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д.

Контролем служил опыт с нефтешламом без внесения подобранного консорциума и биодобавок.

Предварительно нефтешлам смешивали с опилками из расчета 10:1, в качестве биостимулятора добавляли спиртовую барду в количестве 1% масс., фосфогипс 5% масс. в качестве минеральной добавки и подобранный консорциум микроорганизмов – 3% об.

Через 6 месяцев повторно вносили спиртовую барду 1% масс. и фосфогипс 5% масс.

Через 12 месяцев осуществляли посев смеси трав костра острого и сорго суданского из расчета 3,0 г/м2 через 12 мес.

Эксперимент проводили при комнатной температуре.

Отбор проб осуществляли из нефтешлама каждые 30 суток.

Исследования показали, что доочистка нефтешлама подобранным консорциумом, внесение биодобавок (спиртовой барды, фосфогипса) и опилок значительно интенсифицировала процесс очистки нефтешлама. Так, уже на 180-240 сут степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов в опыте с консорциумом на 10-15% выше, чем с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д (рисунок 9).

Посев смеси трав показал, что нефтешлам после 360 сут очистки не оказывал негативного воздействия на смесь трав. Морфофизиологические характеристики, такие как всхожесть, появление третьего листочка, высота травостоя, окраска листьев, длина корней, существенно не отличались от контроля (незагрязненный чернозем) на протяжении всего периода. Продуктивность травосмеси в опыте с консорциумом составила 98%, а в опыте с Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д 83% от контроля на незагрязненном черноземе. О степени очистки свидетельствует также рост сине-зеленых водорослей (Cyanophyta).





Рисунок 9 - Динамика содержания нефти и нефтепродуктов в нефтешламе на протяжении всего процесса биоочистки

Доочистка с применением подобранного консорциума, отходов спиртового производства и фосфогипса позволила снизить содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе до 0,2 мг/г почвы на 450 сут. В случае с монокультурой содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе составило 0,2 мг/г почвы только на 540 сут (рисунок 9).

Таким образом, предлагаемый способ доочистки нефтешлама биологическим методом позволяет снизить содержание нефти и нефтепродуктов до нормативнодопустимого и может быть рекомендован к промышленному применению.

6 Переработка нефтешлама с последующей доочисткой биологическим методом

На основании проведенного анализа существующих методов обезвреживания и утилизации нефтешлама и проведенных исследований разработан способ переработки нефтешлама с последующей биологической доочисткой (рисунок 10).

Нефтяной шлам подается в емкость, где происходит смешение и разогрев его от 40 до 80 0С. Далее нефтешлам подается в декантирующую центрифугу. Под действием центробежной силы в декантирующей центрифуге происходит разделение на три фазы: водную, нефтяную и твердую. Вода отводится в емкость и далее направляется на очистные сооружения. Нефтяная фаза выходит в промежуточную подогреваемую емкость и далее перекачивается на завод. Твердая фаза транспортируется на полигон, где производят биологическую доочистку с применением подобранного консорциума непатогенных нефтеокисляющих микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis BKM AC–1339Д; Bacillus subtilis BKM B-1742 Д (16); Fusarium sp. №56.

Способ доочистки включает следующие стадии:

1)смешивание нефтешлама с опилками (из расчета 3-5 г опилок на 1 кг нефтешлама), фосфогипсом 1-5% масс., спиртовой бардой 1-5% масс., подобранным консорциумом 3% об;

2)послойное расположение твердой фазы;

3)поддержание влажности, равной 60%.

Предлагаемый способ переработки нефтешлама с последующей биологической доочисткой позволяет не только минимизировать отходы и получить углеводородное сырье, но и снизить содержание нефти и нефтепродуктов в твердой фазе до нормативнодопустимого и может быть рекомендован к промышленному применению.

 Принципиальная схема переработки нефтешлама с последующей-9

Рисунок 10 -Принципиальная схема переработки нефтешлама с последующей доочисткой биологическим методом

7 Определение класса опасности отхода для окружающей природной среды

Класс опасности нефтешлама после доочистки рассчитывали в соответствии с Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, введенными в действие МПР России от 15 июня 2001 года №511 и источниками литературы, из которых выбирали показатели степени опасности компонентов отхода.

Количественный химический анализ нефтешлама после доочистки проводили в Государственном учреждении – Управлении государственного аналитического контроля (ГУ УГАК).

На основании результатов количественного и химического анализа пробы работ рассчитывали суммарный показатель степени опасности отхода.

Так как показатель степени опасности отхода К=Ki=6,87<10, расчетная степень вредного воздействия отхода на окружающую природную среду очень низкая, следовательно, нефтешлам после биологической доочистки - относится к 5 (пятому) классу опасности для окружающей природной среды.

8 Расчет по определению выбросов паров нефтепродуктов в атмосферу

Расчет по определению выбросов паров нефтепродуктов в атмосферу выполняли с применением Методического указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров с дополнениями НИИ «Атмосфера» (Санкт-Петербург, 1999).

Максимальное ва ловое выделение нефтепродуктов с поверхности шламового накопителя находится в пределах 0,09 - 0,28 г/с. Годовые выбросы составляют 0,064 т/год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ



Pages:     | 1 || 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.