26.04.2018

Биопаг - Д против "птичьего гриппа"

Установлена антимикробная и вирусоцидная активность «Биопага-Д» по отношению к возбудителям некоторых особо опасных инфекций(сап, чума, грипп птиц АН5N1)

НЕФТЯНЫЕ ОЗЕРАБЕЗЖИЗНЕННЫЕ БЕРЕГА

Ежегодные мировые затраты на очистку и восстановление почвы от загрязнений углеводородами составляют десятки миллиардов долларов.

При добыче, хранении и транспортировке нефти в землю попадает огромное количество нефтепродуктов, которые распространяются на значительные расстояния, загрязняя почву и грунтовые воды. Сегодня только на территории России накоплены сотни миллионов тонн нефтешламов, миллионы кубометров замазученной воды и трудно поддающиеся подсчету объемы загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта. Если не бороться с таким крупномасштабным загрязнением почвы, подземных вод и морей, рано или поздно оно спровоцирует экологическую катастрофу.

Обычно потери нефти и нефтепродуктов при добыче и переработке составляют 1—2%, для России это — около 5 млн. тонн в год. По более пессимистическим оценкам, только при переработке нефти в почву просачивается 1,5% общего объема горючего. В грунтах вокруг многих нефтеперерабатывающих заводов за десятилетия их работы накопилось огромное количество нефти и нефтепродуктов — иногда это сотни тысяч тонн. Неудивительно, что под большинством фабрик, складов, заводов, транспортных парков и аэропортов существуют целые бензиновые озера. Например, грунты под Грозным в Чечне превратились в одно из крупнейших нефтяных «месторождений», созданных человеком: специалисты утверждают, что его запасы достигают миллиона тонн. Подмосковная земля, по некоторым подсчетам, ежегодно впитывает 37 тыс. тонн нефтепродуктов.

ВЕЛИКАЯ ДЕПРЕССИЯ

К чему приводит такое интенсивное загрязнение почвы нефтью? Во‑первых, оказавшись в грунте, нефтепродукты могут взаимодействовать с водоносными горизонтами и попадать в питьевую воду. Во‑вторых, ухудшается структура самой почвы, повышается ее кислотность, в почве накапливаются патогенные микроорганизмы (особенно возбудители корневой гнили), происходит деградация и депрессия почвенной микрофлоры, нарушается почвенный микробиоценоз и биоценоз в целом. Все это влечет за собой катастрофическое падение плодородия почв и, соответственно, сокращение посевных площадей и урожая, снижение его качества. Общий экономический ущерб в результате этих процессов оценивается в сотни миллиардов рублей ежегодно.

Между тем, естественное восстановление плодородия почв при загрязнении нефтью происходит значительно медленнее, чем при других техногенных загрязнениях. Резко изменяется водопроницаемость грунта, вода «проваливается» в нижние горизонты, влажность почвы уменьшается. Как следствие — выпадение одного из главных звеньев ценоза: растительности. Нефть и нефтепродукты вызывают практически полную депрессию функциональной активности флоры и фауны. Подавляется жизнедеятельность большинства микроорганизмов. Кроме того, попадая в почву, нефть увеличивает общее количество углерода, его соотношение с азотом меняется. Ухудшение же азотного режима требует внесения повышенных доз азотных удобрений.

ПРИЧИННОЕ МЕСТО

Разумеется, основные источники загрязнения окружающей среды нефтепродуктами — предприятия и оборудование нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. В районах нефтедобычи все компоненты биосферы испытывают интенсивное воздей­ствие, приводящее к нарушению равновесия в экосистемах. Не так давно для изучения влияния нефтегазовых комплексов на окружающую среду была организована научная экспедиция сотрудников Московского государственного университета в районы крупных нефтегазовых месторождений Западной Сибири и Среднего Поволжья. Результаты, полученные учеными, подтвердили, что разработка нефтяных месторождений сильнейшим образом нарушает природные экосистемы. В частности, проведенные анализы показали, что в почве на участке, окружающем факельную установку (особенно на расстоянии 100—300 метров от факела), содержится значительное количество органического углерода — в виде сажи, различных нефтяных производных и продуктов неполного сгорания, в том числе диоксинов, что приводит к катастрофическим изменениям растительности.

Кроме того, для нефтяной отрасли характерно образование нефтезагрязненных сточных вод и шламов. Последние образуются при строительстве нефтяных и газовых скважин, при промысловой эксплуатации месторождений, переработке нефти, очистке сточных вод, содержащих нефть, при чистке резервуаров и другого оборудования, а также при авариях.

МЕТОДОВ‑ТО МНОГО…

До сих пор очистка грунта и нефтешламов ведется недостаточно эффективно и по большому счету остается практически нерешенной проблемой, и это несмотря на то, что разработку и совершенствование очистного и восстанавливающего оборудования ведут практически все фирмы­лидеры в области создания химического оборудования.

В свое время первые в мире сепараторные станции для очистки нефтяных шламов были построены на Ярославском и Волгоградском НПЗ. По результатам их работы были сделаны следующие выводы. Сепараторы могут применяться для разделения (очистки) нефтяных шламов, однако это неэкономично, поскольку через каждые 8 часов работы их приходится разбирать и очищать рабочие полости. При реализации проекта допустили грубую ошибку — на сепараторы подавалось грязное, без предварительной подготовки и очистки, сырье, а сепараторы целесообразно и экономично использовать только на финишной стадии очистки нефтешламов.

Из‑за неудачного опыта работы по применению сепараторов для очистки нефтяных шламов не были продолжены, а спустя 25 лет наша технология вернулась в Россию через западные фирмы.

В 1971 году на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе была построена установка для сжигания нефтяного шлама, донных осадков шламонакопителей и флотопены. Эксплуатация таких установок продолжалась до начала 80‑х годов, однако утилизировать нефтешлам таким способом оказалось также неэкономично. Помимо потери нефти расходуется дополнительное топливо на испарение воды и поддержание рабочей температуры в печи. К недостаткам установки отнесли и отсутствие очистки дымовых газов, образующихся в процессе сжигания шламов, от оксидов азота и серы, а также необходимость подготовки сырья перед сжиганием.

Примерно в это же время установку для очистки нефтешлама создала шведская фирма «AlfaLaval». Процесс очистки происходит следующим образом. Сначала нефтешлам закачивают в резервуар, где он отстаивается в течение нескольких суток и разделяется. Затем отделившуюся воду сбрасывают с резервуара в очистные сооружения, а нефтяную фазу направляют на установку «AlfaLaval». Нефтяная фаза поступает в гидроциклон, а затем в двухфазную центрифугу, где происходит очистка от тяжелых механических частиц. Очистка нефти от воды производится в трехфазном центробежном сепараторе.

Увы, опыт эксплуатации показал, что на такой установке можно очищать только свежие, вновь образующиеся нефтешламы, она совершенно не предназначена для очистки донных осадков шламонакопителей. К тому же получаемая при очистке вода загрязнена стойкими нефтяными эмульсиями, а обработка периодически выгружаемых из сепараторов механических примесей (грунта) вовсе не производится. К недостаткам следует отнести и отсутствие применения химических реагентов‑деэмульгаторов, которые позволяют разрушить стойкие нефтяные эмульсии и достичь более высоких показателей очистки.

В 1990 году на ПО «Перм­нефте­оргсинтез» была смонтирована установка очистки нефтешлама немецкой фирмы «KHD» (ее аналогом можно считать и установку фирмы «Flottweg»). Начальная стадия очистки на этой установке состоит в том, что нефтешлам закачивают в резервуар, как и для установки «AlfaLaval». Далее из резервуара нефтяная фаза поступает на трехфазную центрифугу. Под воздействием центробежных сил происходит разделение нефтешлама на три составляющие: нефть, воду и механические примеси. Для более эффективной очистки нефтешлам перед загрузкой в центрифугу обрабатывают химическим реагентом.

Конструктивно установка «KHD» проще «AlfaLaval», однако имеет ряд существенных недостатков. Например, в резервуаре необходимо обеспечить высокую степень разделения, чтобы содержание нефти в подаваемом на установку нефтешламе было на уровне 70%. В противном случае очищенная нефть будет содержать большое количество воды. В отличие от центробежного трехфазного сепаратора процесс очистки на центрифуге невозможно выполнить в автоматическом режиме. Кроме того, установка «KHD» также может очищать только свежие, вновь образующиеся нефтешламы и не предназначена для очистки донных осадков шламонакопителей.

В принципе конкурентами центрифуг можно назвать ленточные фильтр­прессы. Однако такое оборудование позволяет лишь отжать грунт от жидкости. При этом в отжатом грунте остается 20—30% углеводородов.

В начале 90‑х годов широкую известность получили методы деструкции разлитой нефти биоштаммами. В настоящее время применяются специально созданные биоштаммы: путедойл, деворойл и др. Сущность процесса заключается в следующем: огромное количество биоштаммов производят (выращивают) в заводских условиях и доставляют к месту применения либо в жидком (готовом к употреблению) виде, либо в мешках, грунт выбирают и распределяют на территории слоем высотой 20—30см. Равномерно распределенный грунт орошают готовым к употреблению водным раствором биоштаммов. Если биоштаммы доставляют в мешках, то на месте работы сначала требуется провести операции по приготовлению водного раствора, аэрации, добавки питательных веществ и выдержки в течение нескольких часов. Периодически грунт перепахивают и дополнительно орошают раствором биоштаммов. Процесс очистки осуществляется в течение 1—2‑х лет. Нередко биоштаммами обрабатывают грунт без выборки и равномерного распределения грунта по территории, в этом случае время очистки затягивается до 3‑х и более лет.

Следует учитывать, что метод биодеструкции неэффективен при содержании углеводородов в грунте более 15%; в этом случае требуется дополнительно вносить огромные количества биоштаммов. Для жизнедеятельности биоштаммов требуется наличие кислорода, поэтому процесс биологической деструкции углеводородов наблюдается только в поверхностном слое грунта на глубине не более 20см, влажность очищаемого грунта должна составлять не менее 75%. А при температуре воздуха ниже +10°С биоштаммы практически не работают. Для предотвращения загрязнения территорию, на которой равномерно распределяют очищаемый грунт, необходимо покрыть бензомаслостойким герметичным материалом.

ЧТО БОГАРТУ НЕ ПО ПЛЕЧУ

Собственный метод очистки грунта от нефтепродуктов разработала американская фирма «Bogart Еnvironmental Services». Несколько лет она вполне успешно работает в Кувейте, очищая песчаный грунт от аварийных разливов нефти. Для этого грязный грунт прежде всего вынимают и формируют в бурты высотой до 10 метров. Под собственным весом грунта нефть отжимается, после чего ее перекачивают на центрифугу для очистки. Грунт разбавляют водой до влажности 95% и направляют в емкости, где осуществляют процесс биологической деструкции углеводородов.

В 1994 году представители фирмы «Bogart» посетили Краснодарский край, где отобрали пробы грунта и подписали с Краснодарским краевым комитетом по экологии протокол о намерениях. Однако, получив результаты исследований проб, фирма сделала вывод о невозможности применения собственного метода для очистки «краснодарских» грунтов, в которых содержится большое количество легких твердых частиц (чернозема). Применение оборудования и методов «Bogart» для очистки легких грунтов сопряжено с большими трудностями. В первую очередь, такие грунты практически невозможно сформировать в бурты. Следовательно, практически без отделения свободной нефти грунт будет подвергаться биологической очистке, а микробиология может успешно применяться при концентрации углеводородов не более 15%. Вместе с тем, для обеспечения эффективной работы микробиологических штаммов фирма разбавляет грунт чистой водой. Следовательно, недостатками данного метода является еще и потребность в большом количестве чистой воды и значительном увеличении времени очистки.

При работе с микроорганизмами следует учитывать, что они аккумулируют в себе вредные элементы и соединения. Количество микроорганизмов, выводимых с очищенным грунтом, пропорционально количеству находящегося в нем питания (углеводородов). Чем больше углеводородов отдают на биодеструкцию, тем большее количество избыточной биомассы будет получено по завершению процесса очистки. Фирма «Bogart» очищает грунты с высоким содержанием углеводородов, что вызывает увеличение количества вредных элементов, содержащихся в клетках, и может представлять опасность для окружающей среды.

Чтобы поддержать процесс биодеструкции при биологической очистке, требуется регулярно вносить огромные количества биомассы. Поэтому полигоны оборудуются реакторами для производства такой биомассы. Это связано с дополнительными затратами на питательную среду, добавки, необходимые для выращивания биомассы. Для сокращения общего количества биомассы применяются ферменты, которые также существенно удорожают технологию.

Следует учитывать, что биоштаммы эффективно работают при температуре окружающего воздуха не ниже +10°С. При более низких температурах клетки находятся в состоянии анабиоза, поэтому для выполнения таких работ необходимы оптимальные климатические условия. Таким образом, в климатических условиях России время очистки грунтов доходит до нескольких лет. При этом следует учитывать, что в России не используются специальные комбайны для рекультивации грунта в процессе очистки.

Кроме того, «Bogart» практически не может очищать грунт от тяжелых вязких нефтепродуктов. Фирма также не располагает методом удаления крупных предметов, камней и мусора.

ЛАРЧИК ПРОСТО ОТКРЫВАЛСЯ

Комплексная технология очистки грунтов предложена специалистами Института экологотехнологических проблем. В ней оптимально сочетаются различные методы очистки (экстракционный, механический и др.), что позволяет очищать грунт любого типа не только от нефтепродуктов, но и от радионуклидов, гептила и иных химических загрязнений.

Разработанная и выпускаемая Институтом установка для очистки грунта от нефти и нефтепродуктов имеет модульную конструкцию, причем каждый модуль может быть размещен в обычном 6 метровом контейнере, что позволяет создавать на базе предлагаемой установки мобильный очистной комплекс. Установка поставляется в составе трех модулей: модуль очистки грунта, модуль анализа и управления, модуль энергообеспечения. Цикл очистки с использованием такой установки занимает около 60 минут. Комплекс обслуживается двумя операторами в смену.

Также Институтом разработана установка для сбора нефтепродуктов, которая может использоваться в аварийных амбарах или иных местах большого накопления или проливов нефтепродуктов. Принципиальная схема этой установки приведена на рисунке (внизу).

Обе установки в течение несколько лет эффективно эксплуатируются на Московском нефтеперерабатывающем заводе.

При больших загрязнениях установка для откачки нефтепродуктов применяется на первой стадии очистки, а модульная установка для очистки грунта от нефти и нефтепродуктов используется при доочистке грунта.

Институт обеспечивает поставку оборудования, выполнение пуско­наладочных работ, подбор и поставку деэмульгаторов (к модульной установке по очистке грунта от нефти и нефтепродуктов), гарантийное обслуживание оборудования и обучение обслуживающего персонала.

Андрей ИЛЬИНИЧЕВ, старший научный сотрудник Института эколого­технологических проблем

Валерий ЧЕРНОНОЖКИН, заведующий лабораторией Института эколого­технологических проблем



Ориентировочные технологические показатели установки производительностью очистки 1 тонна загрязненного грунта в час


Расход материалов и энергосредств

водяной пар, т/ч                                                                                            0,04

деэмульгатор, мг/л                                                                               100—250

растворитель, л/ч                                                                                      20—50

электроэнергия, кВт/ч 100—120

Хотите приобрести товар, пройдите по ссылке.