CC BY
146
УДК 66.067.8.081.3, 628.316.12, 628.381.4
Борьба с нефтяными загрязнениями водных ресурсов с применением бон-сорбционных технологий на основе полимерных отходов
А.И. Егоров1, соискатель; Д.П. Юхин2, канд. техн. наук; А.П. Козловцев2, д-р техн. наук
1 ООО «Газпром добыча шельф Южно-Сахалинск», ПАО «Газпром»
2 ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ
3 ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Цель исследования - оптимизация процесса очистки поверхностно-ливневого стока от нефтепродуктов; повышение экологической безопасности; утилизация материалов с оконченным жизненным циклом посредством вовлечения вторсырья (на основе пенополистирола и пенополиуретана) в технологический процесс действующей установки типа БМ-К; повышение уровня культуры обращения с отходами. Объектом исследования выступает бон нефтесорбирующий, который представляет собой гибкий рукав (чулок) из сетчатой проницаемой оболочки, прочной и химически устойчивой к агрессивным средам. Анализ литературных источников и практические данные свидетельствуют о том, что вторичные ресурсы (отходы из пенополистирола и пенополиуретана), полученные в условиях нефтегазодобычи и применённые в качестве бон-сорбционной технологии в очистке водных ресурсов (стоков) от нефтезагрязнений, могут иметь перспективное применение в условиях иных сфер, с широким спектром загрязняющих органических и механических компонентов. Благодаря сорбентам для удаления нефтепродуктов спасены миллионы тонн воды, сотни гектаров здоровой почвы и тысячи кубометров чистого воздуха.
Ключевые слова: бон-сорбционные технологии, полимерные отходы, окружающая среда, водные источники, нефтепродукты, борьба с загрязнением.
Морская шельфовая добыча нефти и газа относится к достаточно молодой сфере хозяйственной деятельности с высокой степенью экологической опасности. По совокупности показателей токсичности и масштабам вовлечения в хозяйственную деятельность нефть и нефтепродукты являются одними из наиболее существенных факторов экологического риска для биоты, особенно в Арктике, в силу чрезвычайной уязвимости и неготовности природной среды к техногенному и антропогенному загрязнению [1]. В настоящее время в России интенсивно осваиваются шельфы морей Арктики: Баренцева, Карского и Охотского (в частности, Сахалинского региона). В связи с этим могут возникать осложнения и аварии в виде разливов, утечек нефти и нефтепродуктов, которые, с одной стороны, являются ценным ресурсом, с другой стороны, при слабо организованном процессе выступать очень опасными загрязнителями для окружающей среды [2].
Разливы могут произойти на любом из основных и вспомогательных этапов ведения нефтегазовой деятельности на шельфе. К загрязнению могут привести аварии на буровых установках, разведочных и добывающих платформах или танкерах, транспортирующих нефть, фонтанирование скважины во время подводной разведки или добычи, неконтролируемые выбросы или утечки из нефтегазопроводов (в подводной или береговой зонах) и резервуарных парков для хранения нефтепродуктов, выпуск некондиционных нефтезагрязнённых стоков в чистые водоёмы и т.п. [2].
Из общей превалирующей массы нефти и нефтепродуктов, попадающих ежегодно в моря
и океаны, около 35 % составляют потери при их транспортировке, около 32 % выносится реками, в остальном поступление осуществляется с городскими и промышленными отходами прибрежных районов, из атмосферы и природных источников. Ежегодно в океан попадает более 6 млн т нефти [3]. Снимки поверхности Земли, сделанные со спутников, показывают, что уже более 30 % поверхности мирового океана покрыто нефтяной плёнкой. Особенно загрязнены воды Чёрного и Средиземного морей, побережье Великобритании, Атлантический океан и северозападная часть Тихого океана.
Стратегия борьбы с аварийными разливами включает локализацию нефтяного пятна (слика), сбор основной массы разлитой нефти с поверхности воды с последующей ликвидацией остаточной радужной плёнки. Для локализации нефтяного слика на поверхности воды с одновременным поглощением разлитых нефтепродуктов, а также при ликвидации сплошных слоёв нефтепродукта толщиной до нескольких миллиметров в небольших акваториях часто используют сорбенты, заключённые в проницаемые перфорированные оболочки, в виде боновых ограждений различных конструкций и типов [4].
В настоящее время для очистки воды/стоков от нефти и нефтепродуктов применяются различные методы: механические, физико-химические, химические, биохимические. Из физико-химических методов наибольшую привлекательность приобретает сорбция, которая весьма эффективна и при многоступенчатой грамотной организации процесса способна обеспечить очистку до универсально требуемого
уровня (глубины) изъятия. Как показывает мировая практика, наиболее перспективным и экономичным способом очистки от органических загрязняющих веществ является сорбционный метод. Степень очистки с применением данного метода достигает эффекта 75 - 90 % и зависит от химической природы сорбента, его площади поверхности и доступности, а также от химического строения вещества и его состояния в растворе. Высокий уровень привлекательности и доверия в целом адресован искусственным синтетическим сорбентам из полимеров (в том числе изготовленным из отходов) [5].
При сборе разливов нефти и нефтепродуктов часто используются сорбенты в различных вариациях (исполнениях). В конструкциях же механизированных нефтесборщиков сорбенты используются в виде многослойных блоков, бонов, поглощающих оболочек и прочих, что обеспечивает сбор нефтепродуктов с поверхности воды, удаление их из поглощающих материалов с последующим отводом в специальные накопители для последующего возврата в основной цикл (переработку) или на обезвреживание [6].
Некоторые синтетические материалы, такие, как пенополиуретан, поглощают нефть и нефтепродукты в количестве, до 20 и более раз превышающем собственную массу, характеризуясь высоким показателем нефтеёмкости (нефтепоглощения) и плавучести (т.к. реальные условия сорбции загрязнений с водных поверхностей сопровождаются динамикой скорости и направления течения жидкости, с присутствием воздушных потоков (заветривание слоя). Сорбенты на основе пенополиуретана и пенополистирола позволяют комплексно решать проблему сбора нефти и нефтепродуктов с предотвращением её миграции, не допуская дальнейшего загрязнения водной поверхности [4].
Наиболее эффективным подходом в очистке от нефти и нефтепродуктов на тонком (молекулярном) уровне является применение неф-тепоглощающих сорбентов (как в связанном исполнении, например, в виде бонов или матов, так и не связанном (гранулы, зёрна, хлопья), обладающих развитыми гидрофобными и олео-фильными свойствами.
Бон нефте сорбирующий - это технологическое очистное изделие локального применения, предназначенное для оперативной ликвидации
нефтяных загрязнений в водоёмах, сорбции и удерживании (десорбции) нефти, нефтепродуктов и технических жидкостей, сбора нефтяных плёнок с водной поверхности морей, рек, озёр, болот, в том числе с поверхности зеркала сточной воды на действующих очистных сооружениях, имеющих небольшую скорость движения (течения) потока, а также способствующее ограничению распространения пятна разлива углеводородных сред, включая защиту береговой полосы, ограждение судов и причалов, буксировки нефтяного пятна к месту локализации для выполнения комплекса конечных технико-экологических мер.
Учитывая особую экологическую опасность воздействия полимерных отходов на окружающую среду, их утилизация с получением сорб-ционных материалов для очистки нефтезагряз-нённых стоков путём косвенного рециклинга является актуальной и современной в настоящее время задачей.
При выборе технологии утилизации в обращении с отходами приходится стремиться не только к высоким технико-экономическим показателям, но и к минимизации потребления природных ресурсов и снижению негативного воздействия отходов (в том числе полимерных) на окружающую среду.
Цель исследования: оптимизация процесса очистки поверхностно-ливневого стока от нефтепродуктов; повышение экологической безопасности; утилизация материалов с оконченным жизненным циклом посредством вовлечения вторсырья (на основе пенополистирола и пенополиуретана) в технологический процесс действующей установки типа БМ-К; повышение уровня культуры обращения с отходами.
Материал и методы исследования. Объектом исследования выступает бон нефте-сорбирующий, который представляет собой гибкий рукав (чулок) из сетчатой проницаемой оболочки, прочной и химически устойчивой к агрессивным средам (нефтепродуктам, маслам, газовому конденсату, их продуктам испарения/ дыхания (газам) и синтетического сорбента-наполнителя, изготовленного вручную на основе отработанного пенополистирола и пенополиуретана (т.е. отходов строительных, теплоизоляционных материалов).
Конструктивное исполнение бона (рис. 1) представлено в следующем виде:
Сорбент-наполнитель 1 Оболочка типа «рукав (чулок)» Замок типа «карабин» (обмеднённый) ' полимерный (из отходов) -^ \х искробезопасного исполнения "
1 -3 2000
1-1
п
Рис. 1 - Визуализация бона нефтесорбирующего из полимерных отходов
- оболочка гибкая типа «рукав (чулок)» с фиксирующим элементом в продольном направлении;
- сорбент-наполнитель из отходов строительных полимерных материалов на основе пенополистирола (тепло- и шумоизоляции зданий, сооружений) и пенополиуретана (тепловой изоляции трубопроводов водоснабжения и канализации), который в свою очередь обеспечивает двухметровой связанной очистной конструкции устойчивую плавучесть;
- крепление (двухстороннее) для удерживания наполнителя внутри очистного изделия (т.е. сорбент в связанной форме);
- фиксирующий элемент для сцепки двух и более бонов между собой посредством замка типа «карабин» (обмеднённый: искробезопасного исполнения), позволяющий исключать просачивание (миграцию) нефтепродуктов за пределы места сбора, локализации.
Ключевым аспектом в решении сложной и стратегической задачи является разумное и целевое применение отходов производственной и бытовой деятельности в качестве эффективных и полезных сорбентов для очистки поверхностно-ливневого стока от нефтепродуктов (с возможностью их регенерации, многократного использования и безопасной утилизации).
Основной составляющей объекта исследования (в качестве наполнителя для бона нефтесор-бирующего) выступили сорбенты, изготовленные вручную из полимерного вторсырья (малозагряз-нённых и незагрязнённых производственных и бытовых отходов) [7]:
1. Пенополиуретан на основе компонентов Изолан А-350 и Уогапаге М 229.
Отходы из пенополиуретана (ППУ) - это вышедшая из эксплуатации скорлупа (рис. 2) тепловой изоляции трубопроводов водоснабжения и канализации (продукция заводского исполнения, утратившая со временем свои основные потребительские свойства).
2. Пенополистирол ПСБ-С.
Отходы из пенополистирола (III 1С) - это вышедшие из эксплуатации строительные материалы (тепло- и шумоизоляция) в составе зданий, сооружений и иного (рис. 2) с истёкшим полезным ресурсом посредством нарушения их целостности и иными дефектами. Проблема их утилизации стоит очень остро, так как большое количество отходообразования, окружающее нас повсюду, наносит непоправимый урон окружающей среде. По этой причине ключевым моментом выступает решение проблемы по их утилизации.
Для изготовления бона нефтесорбирующего применялись достаточно простые ручные операции:
- измельчение (ручная резка) отходов из ППУ и ППС при помощи ножовки, острого ножа до величины фракции 20*20*20 мм (кубической фор-
мы). В промышленном масштабе целесообразно использовать механизированное оборудование: диспоузер, промышленный блендер и прочее;
- обеспыливание (удаление мелкой сорной фракции) путём просеивания сорбента через сито 0отв. 10 мм;
- санобработка раствором окислителя гипохло-рита натрия (КаСЮ), концентрацией 60 мг /дм3 со временем обеззараживающего эффекта не менее 4 ч., промывка чистой водой, не содержащей хлор-реагент, и естественная сушка;
- набивка полимерным сорбентом сетчатой проницаемой оболочки с плотно удерживающим двухсторонним креплением и механизмом фиксации бона к боковым стенкам технологического ёмкостного очистного сооружения.
После процедуры изготовления бон в комбинированном исполнении (сорбент из отхода ППС и ППУ) помещался на поверхность зеркала нефтезагрязнённого поверхностного стока в первичном отстойнике работающей установки БМ-К посредством перпендикулярного расположения по отношению к направлению движущегося потока жидкости, выступая надёжным заграждающим барьером (протектором от проскальзывания нефтепродуктов в последующие сооружения доо-чистки). По истечении 24 часов работы бон был удалён из сооружения, демонстрируя в процессе изъятия достаточно высокую степень десорбции. Форма и размер бона изначально подобраны таким образом, чтобы все грани сорбента были задействованы в динамической работе, с максимальным поглощением нефтепродукта (включая сердечник сорбента). При максимальной степени нефтепоглощения одной стороной бона диаметром 100 мм производился его поворот вручную на 180° вокруг своей оси для продолжения сорбции нефтепродукта другой незагрязнённой стороной.
Представленный в данной работе бон нефте-сорбирующий, возможно, будет в перспективе общественно полезным и широко применимым в следующих практических целях, областях, направлениях:
- для сбора жидких нефтепродуктов и иных органических веществ при ликвидации аварийных разливов в водных объектах;
- для профочистки водных акваторий и грунтов от нефти и нефтепродуктов;
- для стационарной защиты зон рекреации водоёмов от миграции нефтепродуктов;
- для защиты водоёмов (забуйковой зоны) от миграции отходов от береговой линии;
- для защиты прибрежной зоны в местах сообщения или пересечения водоёмов с автомобильными дорогами;
- для ограждения санитарно-защитных зон промышленности при сообщении с водоёмами.
Абстрагируясь на минуту от технологии очистки сточной воды от нефтепродуктов (ключевой
тематики статьи), нельзя оставаться равнодушными к железнодорожному пути, который подвержен негативному воздействию со стороны нефти и нефтепродуктов при слабо организованном процессе их транспортировки. Актуальным вариантом в локализации утечек нефтепродуктов в данной сфере было бы применение этого полимерного сорбента-отхода (в несвязанной форме) посредством засыпки межрельсового пространства и откоса насыпи с последующей его регенерацией или ликвидацией (в зависимости от уровня загрязнённости и степени износа) для защиты тем самым водоёмов от миграции нефтепродуктов. Целе сообразным будет применение бона нефте-сорбирующего в сельскохозяйственном секторе (орошении) для защиты прибрежных акваторий от миграции нефтепродуктов в процессе эксплуатации оросительных установок и систем (ввиду нахождения сельхозугодий вблизи нефтегазодобывающих, нефтеперерабатывающих локаций), источником орошения которых служит поверхностный водоём с достаточно высоким уровнем сапробности. Боновое ограждение может служить надёжной экозащитой от утечек и случайных проливов нефтепродуктов в топливном резервуарном парке, нефтебазах агропромышленного комплекса (выступая в роли «гибкого карэ»).
Результаты исследования. В результате проведённой работы были изучены и подтверждены ключевые свойства полимерных сорбентов, произведённых из отходов тепло- и шумоизоляции зданий, сооружений и трубопроводов водоснабжения и канализации (входящих в состав объекта
исследования - бона нефтесорбирующего) и вовлечённых в процесс очистки поверхностных сточных вод посредством схемы косвенного рециклинга. Опытным путём было установлено, что изготовленный вручную из вторичных ресурсов и апробированный на действующей установке очистки поверхностно-ливневого стока бон нефтесорбирующий обладает развитыми нефтесорбционными свойствами с достижением высокого эффекта изъятия нефтепродуктов (изменение эффекта по данному показателю составляло 60,1 %: до применения бона - 18,6 %, после его применения - 78,7 %). Это позволяет предполагать, что подобные бон-сорбционные технологии могут выступать в качестве дополнительных протекторных и водоочистных мер к функционирующим на практике установкам по обработке стоков, повышая тем самым уровень экологической культуры в обществе и сохраняя лидирующую позицию в сфере обращения с отходами. Применение в работе бона нефтесор-бирующего позволило повысить надёжность в очистке стока ввиду снижения нагрузки по нефтепродуктам на последующие технологические сооружения (фильтры доочистки).
Для дополнительного повышения эффективности нефтесорбции полимерного наполнителя в составе объекта исследования (бона) выполнено хаотичное дробление (ручная резка) с целью обеспечения выраженной шероховатости и открытой пористости сорбента [8].
Ключевой предпосылкой являлась идея применения сорбционного материала с мак-
Рис. 2. - Визуализация апробированной на «БМ-К» БОН-сорбционной технологии
симально возможной развитой поглощающей поверхностью, открытопористой структурой, какими, собственно, и выступили отходы (из пенополиуретана и пенополистирола) в составе бона нефтесорбирующего.
Показатели (табл. 1), достигнутые при испытании, отражают чёткую картину того, что применяемые отработанные материалы (рис. 2) активно проявляют олеофильные и гидрофобные свойства, конкурентные по отношению ко многим известным сорбентам, с учётом ряда дополнительных преимуществ: происхождение отхода, изготовление сорбента и внедрение его в процесс обработки поверхностных сточных вод в локации одной производственно-хозяйственной деятельности (т.е. отход типа «где родился, там и пригодился!»).
Экспериментом установлено, что сорбент с использованием наполнителя-отхода (из пе-нополистирола и пенополиуретана) проявляет достаточно эффективные сорбционные свойства. При этом дополнительно решалась проблема квалифицированного К-кратного (многократного) использования отработанных материалов из ППС и ППУ [9]. Так как сорбент является эластичным открытопористым материалом, то возможна его регенерация путём механического отжима или центрифугирования с последующим его многократным полезным использованием в основном цикле поглощения нефтепродуктов из водных сред. Степень отжима нефтепродуктов по истечении 24 часов работы бона сорбирующего составила: из пенополистирола - 63,1 %, пенополиуретана - 41,8 %.
Основной концепцией выбора сорбента-наполнителя для бона на основе комбинированного применения полимерных отходов являлось присутствие в материале ценных свойств: олеофильность и гидрофобность, химическая инертность/устойчивость к агрессивным средам, большая удельная поверхность, плавучесть, открытая пористость и шероховатость, возможность К-кратной регенерации с последующим его возвратом в процесс очистки сточной воды [10].
1. Результаты испытания образцов сорбентов
Показатель Величина показателя
пенополисти-рол (ПСБ-С) пенополиуретан (на основе Изолан А-350)
Плотность, кг/м3 25,1 - 35,0 60,0 - 65,0
Размер (форма), мм 20x20x20 (кубическая)
Плавучесть, час. >> 72 (высокая)
Нефтеёмкость, кг/кг 14,4 10,3
Продолжительно сть поглощения нефти (нефтепродукта), час 24
Водопоглощение (в течение 24 часов), % 2,2 9,4
Эффективность сорбции нефтепродуктов достигается посредством адгезионного взаимодействия сорбента с сорбатом, что является следствием хорошей смачиваемости поверхности исследуемого объекта [11].
Эффект нефтесорбции, на взгляд авторов, можно попытаться дополнительно повысить путём воздействия на полимерные составляющие бона специальными модификаторами (например: слабым раствором 5 - 10%-ной соляной или серной кислот, а также силиконовыми жидкостями с адгезионными и гидрофобными свойствами), подбирая подходящий вариант исключительно индивидуально для каждого образца-сорбента и апробируя их на действующих установках не с модельными, а реальными средами для получения наиболее точного результата. Модификация объекта по факту не производилась (предположение со стороны авторов носит исключительно рекомендательный характер).
Выводы. Анализ литературных источников и практические данные свидетельствуют о том, что вторичные ресурсы (отходы из пенополистирола и пенополиуретана), полученные в условиях нефтегазодобычи и применённые в качестве бон-сорбционной технологии в очистке водных ресурсов (стоков) от нефтезагрязнений, могут иметь перспективное применение в условиях иных сфер, с широким спектром загрязняющих органических и механических компонентов.
Благодаря сорбентам для удаления нефтепродуктов спасены миллионы тонн воды, сотни гектаров здоровой почвы и тысячи кубометров чистого воздуха.
Россия является достаточно крупным государством и ее внутренние водные пути составляют более 8 тыс. км, именно поэтому проблема очистки сточных вод признана весьма актуальной в области экологической безопасности нашей страны. Наиболее действенной мерой в решении данной проблемы является предварительная очистка, предупреждение попадания в водоёмы нефтепродуктов и других загрязняющих веществ с устойчивым курсом на защиту окружающей среды и исключение репутационных рисков.
Развитие нефтегазодобывающего направления страны, использование большого количества установок и устройств, наличие зависимости уровня охраны окружающей среды от их технико-технологического состояния привели к необходимости отраслевой адаптации термина «наилучшие доступные технологии (НДТ)» - Best Available Techniques. Опыт европейских прогрессивных стран подсказывает окружающему миру, что применение НДТ позволяет перейти на более экологичные и экономичные методы технического регулирования и нормирования загрязнения окружающей среды. Данная политика требует сокращения водопотребления,
повторного применения нормативно-очищенных стоков, способствует сокращению использования материалов во многих потребительских отраслях.
В развитых странах Европейского союза принят принцип эффективного управления ресурсами, в котором реализуется философия жизненного цикла, согласно которой воздействие на окружающую среду рассматривается в течение всего жизненного цикла продукции или потребляемого природного ресурса. При этом категория жизненного цикла затрагивает не только отрасль водопользования, но и большинство смежных областей за счёт снижения сброса, отходообразования и иных негативных воздействий на окружающую среду.
Перспективные и экономически выгодные сорбенты можно и нужно изготавливать в основном из вторичного сырья (отходов производства и потребления), что позволяет одновременно решать ряд ключевых проблемных вопросов современности: очистка сточных вод, утилизация отходов и сохранение первичных природных ресурсов. Отходы на основе полимерных материалов занимают ведущее место по количеству их образования и степени отрицательного воздействия на окружающую среду.
Литература
1. Городников О. А., Петрашев С.В. Способ распыления сорбентов при ликвидации аварийных разливов нефти с помощью подводного аппарата // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2016. № 3. С. 15 - 17.
2. Зайцев В.И., Карпиков А.В. Средства борьбы с нефтяными загрязнениями на шельфе северных морей // Вестник ИрГТУ. 2015. № 6. С. 48 - 52.
3. Очистка сточных вод углеродсодержащим сорбентом от эмульгированных нефтепродуктов в динамических условиях / Плотникова О.А., Старостина И.В., Порожнюк Е.В. [и др.] // Инновационные подходы в решении современных проблем рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды: сб. доклад. Междунар. науч.-технич. конф. Белгород, 2019. С. 76 - 78.
4. Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Материалы для абсорбции очистки воды от нефти и нефтепродуктов // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. № 13. С. 19.
5. Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Полипропиленовые волокнистые материалы для сорбции нефти и нефтепродуктов с поверхности воды // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2005. № 10. С. 14 - 21.
6. Шайхиев И.Г., Денисова Т.Р., Свергузова С.В. Адсорбционная очистка водных объектов от нефти с использованием модифицированных отходов деревообработки. Монография. Белгород, 2018. 139 с.
7. Егоров А.И. Рециклинг в условиях нефтегазодобычи России, как первые шаги к «экономике замкнутого цикла» // Новые функциональные материалы и высокие технологии: VII Междунар. науч. конф. (NFMHT-2019). Тиват. Черногория, 2019. С. 123 - 126.
8. Жиляева А.В., Мясоедова Т.Н., Яловега Г.Э. Разработка экологически безопасного сорбента для очистки вод от нефтепродуктов и исследование его свойств // Известия ЮФУ. Технические науки. 2014. № 9. С. 217 - 225.
9. Снижение экологической нагрузки от разливов нефти и нефтепродуктов с помощью сорбента на основе пенополиуретана и отходов зерновых культур / Н.С. Чикина, А.В. Мухамедшин, А.В. Анкудинова [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2009. № 6. С. 184 -192.
10. Карпенко А.В. Использование отходов полимерных материалов при производстве сорбентов для очистки сточных вод от ионов тяжёлых металлов и нефтепродуктов: автореф. дис. ... канд. техн. наук (на правах рукописи). Пенза, 2013. 23 с.
11. Применение сорбентов при ликвидации разливов нефти // Технический информационный документ. ITOPF (Великобритания). 2012. № 8. 12 с.
Егоров Александр Иванович, соискатель, руководитель группы по обслуживанию оборудования водоснабжения и водоотведения
ООО «Газпром добыча шельф Южно-Сахалинск», ПАО «Газпром» Е-mail: alex.shtorm@mail.ru
Юхин Дмитрий Петрович, кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» Россия, 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34 Е-mail: amelenteva@mail.ru
Козловцев Андрей Петрович, доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18 Е-mail: ap_kozlovcev@mail.ru
Pollution control of water resources using polymer wastes-based absorption technologies
Egorov Aleksandr Ivanovich, research worker, head of the group for maintenance of water supply and wastewater equipment
Gazprom mining shelf Yuzhno-Sakhalinsk, PJSC Gazprom Е-mail: alex.shtorm@mail.ru
Yuhin Dmitry Petrovich, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor Bashkir State Agrarian University
34, 50-let October St., Ufa, Republic of Bashkortostan, 450001, Russia E-mail: amelenteva@mail.ru
Kozlovtsev Andrey Petrovich, Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor Orenburg State Agrarian University 18 Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia E-mail: ap_kozlovcev@mail.ru
The purpose of the study is to optimize the process of cleaning surface-storm runoff from oil products; improving environmental safety; utilization of materials with a completed life cycle by involving recyclables (based on pepolystyrene and polyurethane foam) in the technological process of an existing BM-K type installation; raising the level of waste management culture. The object of the study is the oil-sorbing boom, which is a flexible sleeve (stocking) of a permeable mesh shell, strong and chemically resistant to aggressive environments. An analysis of literary sources and practical data indicate that secondary resources (waste from polystyrene foam and polyurethane foam) obtained in oil and gas production and used as a sorption technology in the purification of water resources (effluents) from oil pollution can be promising in other spheres with a wide range of polluting organic and mechanical components. Thanks to sorbents for removing oil products, millions of tons of water, hundreds of hectares of healthy soil and thousands of cubic meters of clean air have been saved.
Key words: bon sorption technologies, polymer waste, environment, water sources, oil products, pollution control -♦-
УДК 628.515, 66.067.123.22, 631.672.4
Модернизация диафрагменного элемента пенной камеры как способ защиты водной среды от утечки нефтепродуктов из хранилищ
А.И. Егоров1, соискатель; Д.П. Юхин2, канд. техн. наук
1 ООО «Газпром добыча шельф Южно-Сахалинск», ПАО «Газпром»
2 ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ
Цель исследования - модернизация диафрагменного элемента в составе действующей пенной камеры (генератора) низкой кратности типа 08; исключение утечек-паров при дыхании газового конденсата, мигрирующего из ёмкостей в противопожарные трубопроводы водоснабжения сухого исполнения; минимизация негативного воздействия нефтепродуктов на водную среду (ресурс). Объектом обсуждения в данной работе выступает узел смешивания и дозирования пенно-водяного раствора при тушении пожара на действующих ёмкостных сооружениях-хранилищах газового конденсата (углеводородного продукта) - пенная камера (генератор) низкой кратности типа 08 со сменным диафрагменным элементом (разрушающимся в процессе тушения диском из стекла, с рабочим давлением: от 3,0 до 12,0 кгс/см2). Проведённые испытания и мониторинг продемонстрировали положительные результаты предлагаемого материала «МКРКЛ 450» для изготовления (на токарном станке) диафрагменного сменного элемента с последующим оснащением пенной камеры.
Ключевые слова: пенная камера, диафрагма, протектор, модернизация, нефтепродукты, утечка, экологическая безопасность.
Прогрессирующее загрязнение окружающей среды, вызванное бурным ростом промышленного производства, в целях удовлетворения постоянно растущих потребностей общества требует разумного взаимодействия человека со всеми её уязвимыми элементами [1 - 3].
Одними из опасных и распространённых загрязнителей окружающей среды являются углеводороды (в частности, нефтепродукты). Они образуются во многих технологических процессах и сферах деятельности (в нефтегазодобыче и нефтехимической переработке, секторе сбора, хранения и транспортировки нефтепродуктов [4], на нефтебазах и нефтеналивных отгрузочных станциях, морских и речных терминалах, сельскохозяйственных топливно-заправочных станциях и парках, в промстоках и водах, используемых для орошения полей).
По данным Всемирной организации ЮНЕСКО, нефтепродукты, вследствие высокой токсичности и сложной деградации после аварий являются самыми распространёнными загрязнителями водных ресурсов и находятся в первой
десятке наиболее опасных поллютантов нашей планеты [5].
Ежегодно в мире в составе промышленных отходов и сточных вод попадают в чистые воды Мирового океана миллионы тонн нефтепродуктов. Это губительное воздействие имеет длительный характер, поскольку нефтепродукты относятся к числу трудноокисляемых веществ. Конечными продуктами их окисления являются СО2, окислы серы и прочие сложные и токсичные элементы.
Предприятия нефтегазодобывающей и нефтехимической деятельности активно развиваются, наращивая объёмы производства, выполняя поставленные стратегические задачи, что параллельно вызывает необходимость решения проблемы загрязнения окружающей среды от утечек (миграции) углеводородных продуктов, с максимальным сохранением пожарной защищённости объектов.
Наиболее частой причиной развития крупных аварий в сухопутной локации и морской акватории является возникновение пожаров и
