CC BY
58
665.327.3:628.477.6:661.183
УТИЛИЗАЦИЯ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ РИСОВОЙ ЛУЗГИ, НАСЫЩЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
И.Г. ГАФАРОВ1, Г.М. МИШУЛИН2, С.М. ЛИТВИНОВА3, И.Г. ШАЙХИЕВ4, В.А. УСЕНКО4
1 Научно-производственная группа «Ренари»,
109156, г. Москва, ул. Привольная, 39/2-9; тел.: (495) 704-55-82, электронная почта: renari@mail.ru
2 Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: mgorg@yandex.ru
3 Центр экологии и охраны труда «Ноосфера»,
352000, г. Краснодар, ул. Селезнева, 4; тел.: 8-960-472-27-58, электронная почта: noosferalab@rambler.ru 4 Казанский государственный технологический университет,
420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68; электронная почта: office@kstu.ru
Приведены результаты экспериментов по применению насыщенного нефтью сорбента из рисовой лузги (сорбента типа РС, полученного в плазме ВЧ разрядов) в производстве асфальтобетона. Отработанный сорбент представлен в качестве ресурсной составляющей региональных эколого-технологических комплексов, создание которых будет способствовать повышению качества окружающей среды.
Ключевые слова: сорбент для сбора нефти из гидросферы, насыщенный нефтью сорбент, региональный эколого-тех-нологический комплекс, качество окружающей среды.
В результате использования сорбентов из рисовой лузги (РС) [1] для очистки гидросферы от нефти и нефтепродуктов возникает проблема их утилизации. Одним из направлений ее решения является применение отработанного сорбента, насыщенного нефтью и нефтепродуктами, в качестве исходного сырья других отраслей, в частности производства асфальтобетонных смесей.
Обоснование разработки и реализации единого безотходного технологического цикла «производство полезного продукта широкого спектра применения в производственной и природоохранной деятельности, в частности нефтяного сорбента, из отходов производства риса - сбор нефти и нефтепродуктов из гидросферы -полезное использование отработанного сорбента» осуществлено в проекте «Создание экономически рационального эколого-технологического комплекса в Краснодарском крае» [2-4].
На первом этапе был проведен модельный эксперимент для оценки изменения выбросов углеводородов при добавлении различного количества отработанного сорбента РС в битум.
Для эксперимента использовали: битум (ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные); нефть - Абинская (тяжелая нефть): d 849-967 кг/м3, £ист-56°С, содержание парафинов 0,19-0,32%.
Аналитическую оценку содержания углеводородов в равновесной газовой фазе проводили на хроматографе Кристалл-2000М с компьютерным управлением режима анализа. В качестве газа-носителя использовали водород, азот, воздух с расходом 30 мл/мин.
Химический эксперимент проводили по методике равновесной газовой фазы, результаты оценивали по относительному изменению количества углеводородов в равновесной газовой фазе над чистым битумом и над
вяжущим, содержащим различное - 1, 3, 5,10% - количество отработанного сорбента РС.
Анализ равновесной газовой фазы оуществляли при нагревании анализируемых материалов до температуры 100°С.
Эксперимент проводили в следующей последовательности: получение сорбента, насыщенного нефтью; смешение отработанного сорбента с нагретым битумом; анализ равновесной газовой фазы методом газовой хроматографии; количественная оценка результатов анализа.
380.077 ПИД-1, мВ
383.553 ПИД-1, мВ
439.339 ПИД-1, мВ
Рис. 1
Рис. 2
Хроматограммы анализа промвыбросов (объем: 1000 мкл, единица концентрации: мг/м3) представлены на рис. 1 (а - битум-газовая фаза, 6 - битум-сорбент 1%, в - битум-сорбент 3%, г - битум-газовая фаза 5%, д - битум-газовая фаза 10%).
Калибровку проводили по точкам 0,21 и 0,45% об. Получены следующие результаты (табл. 1).
Таблица 1
Компо- нент Детек- тор Время, с Площадь, мВ • с Высота, мВ Концен- трация, мг/м3 Хроматограмма (рис. 1)
С3Н8^2 ПИД-1 0:00 12 640,07 89,312 18,78 а
» » 0:00 12 1458,8 267,77 42,803 б
» » 0:00 18 2200,3 284,64 64,558 в
» » 0:00 14 2374,3 322 75,229 г
» » 0:00 14 5801,5 792,1 183,82 д
На основании полученных данных построен график зависимости изменения содержания суммарных углеводородов С в равновесной газовой фазе при введении в битум отработанного сорбента РС (рис. 2).
График показывает, что с увеличением количества отработанного сорбента возрастало содержание суммарных углеводородов в равновесной газовой фазе по сравнению с битумом.
Результаты экологического анализа изменения выбросов углеводородов при введении в состав битума отработанного сорбента РС приведены в табл. 2.
Таблица 2
С, мг/м
РС, % мас.
18,8 0
42,8 1
64,6 3
87,4 5
183,8 10
Поскольку выброс углеводородов с поверхности битума по технологической цепочке представляет со-
бой выброс с поверхности неплотностей закрытого или открытого люка битумного котла, необходимо было оценить влияние добавки в битум отработанного сорбента на экологическую ситуацию на территории асфальтобетонного завода.
За основу расчета взят среднестатистический выброс углеводородов на битумных котлах и сравнительный расчет выброса и рассеяния от вяжущего с добавкой 0,5% отработанного сорбента. Результаты расчета показывают, что содержание углеводородов при рассеивании в приземной зоне даже на территории АБЗ не превышает ПДК. Максимальное содержание добавки отработанного сорбента, при которой не превышается ПДК санитарной зоны, по расчету составляет 10%.
По результатам проведенной экологической оценки добавление небольших (< 10%) количеств отработанного сорбента к битуму представляется возможным и не ухудшает экологические показатели технологии. Следует отметить, что при нагревании битума с отработанным сорбентом наблюдается почти полное растворение сорбента в битуме, твердая фаза сорбента при перемешивании измельчается и диспергируется в битуме. Таким образом, образцы асфальтобетонных смесей полностью соответствуют принятым методикам и ГОСТ.
Совокупность проведенных экспериментов показала возможность и целесообразность применения насыщенного нефтью сорбента на основе рисовой лузги в качестве добавки при производстве асфальтобетонных смесей.
Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научныге и научно-педагогические кадрыг инновационной России» 2009-2010 гг.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гафаров И.Г., Мишулин Г.М., Щепакин М.Б., Исра-филов И.Х. Экосорбент как продукт управления ресурсами региона // Экология и пром-сть России. - 2001, декабрь. - С. 20-25.
2. Мишулин Г.М. Организационно-экономический механизм создания системы хозяйственного оборота вторичных ресурсов разнородных производственных комплексов: Автореф. дис. ... канд. экон. наук. - Краснодар, 2002.
3. Мишулин Г.М. Механизм рационального управления отходами как ресурс-фактором развития экономики производственных комплексов // Энергосбережение и водоподготовка. - 2002. -№ 3. - С. 65-70.
4. Гафаров И.Г., Мишулин Г.М., Щепакин М.Б., Обли-цов В.А. Региональный эколого-технологический комплекс как ре-сурсообразущий компонент эколого-экономической системы // Материалы VI республ. науч. конф. «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан». - Казань, 2004. - С. 59.
Поступила 16.07.10 г.
ABSORBENTS UTILISATION MADE ON THE BASIS OF RICE HUSKS OF SATURATED WITH OIL PRODUCTS
I.G. GAFAROV1, G.M. MISHULIN2, S.M. LITVINOVA3, I.G. SHAIKHIEV4, V.A. USENKO4
1 Scientific Production group "Renari ”,
39/2-9, Privolnaya st., Moscow, 109156;ph.: (495) 704-55-82, e-mail: renari@mail.ru 2Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasondar, 350072; e-mail: mgorg@yandex.ru
3 Ecology and Job Safety Centre”Noosfera”,
4, Selezneva st., Krasnodar, 352000;ph.: 8-960-472-27-58, e-mail: noosferalab@rambler.ru
4 Kazan State Technological University,
68, K. Marks st., Kazan, 420015; e-mail: office@kstu.ru
Presents the results of the application of saturated with oil rice husks absorbent experiments (RS type absorbent, derived from HF-discharges plasma) in asphalt concrete production. Used absorbent is presented as a resource constituent of regional eco-technological complexes, which creation would promote environment quality growth.
Key words: absorbent for oil gathering from the hydrosphere, absorbent saturated with oil, regional eco-technological complexes, environment quality.
628.516:631.461
РАЗРАБОТКА СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯНЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ С ПОМОЩЬЮ КОМБИНИРОВАННОГО БИОСОРБЕНТА
М.Д. НАЗАРЬКО
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: k-tg@kubstu.ru
Предложены критерии объективной оценки состояния и уровня поврежденности нефтезагрязненной почвы по комплексу микробиологических показателей. Рекомендована для бурения на нефть и газ экологически безопасная смазочная добавка. Для ускоренной биоремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, разработаны комбинированный биосорбент и способ его применения.
Ключевые слова: почвенная микрофлора, биодиагностика, загрязнение нефтью и нефтепродуктами, биоремедиация.
Цель настоящего исследования - экспериментально определить экологически безопасные, биодеграда-бельные добавки к буровым растворам, а также создать комбинированный биосорбент из вторичного растительного сырья и разработать на его основе способ восстановления почв, подвергшихся нефтезагрязнениям.
Объектом исследования были смазочные добавки к буровым растворам СМАД-1, СПРИНТ, нефть, а также почва и грунт, вывезенные с пшеничного поля на месте аварийного порыва нефтепровода.
Нефтезагрязненные почвогрунты были размещены слоем 30-50 см на горизонтальной обвалованной площадке. Почва черноземная, грунт глинистосупесчаный. Предварительно были проведены химические и микробиологические исследования. Образцы для анализа отбирали согласно ГОСТ 17.44.02-84, ГОСТ 17.43.01-83. Содержание нефтепродуктов в почве определяли методом инфракрасной спектрометрии в соответствии с РД 52.18.575-96. Определение отдельных компонентов нефти, СМАД-1 и СПРИНТ в почве до и после их деградации проводили методом хроматографии.
Численность почвенных микроорганизмов определяли прямым микроскопическим методом и посевом из разведений почвенной суспензии на плотные и жидкие питательные среды. Микробные сообщества характеризовали с использованием коэффициентов сукцессии и минерализации.
В качестве сырья для получения сорбента была использована производственная смесь подсолнечной лузги ОАО «Краснодарский экспериментальный мас-лоэкстрационный завод» урожая 2006-2007 гг. из одной партии с предварительным просеиванием исходного сырья через сито с размером ячейки менее 0,2 мм; в качестве биопрепарата - Деворойл, разрешенный Госсанэпиднадзором (№ 01-13/108-11 от 22.01.93 г.).
Как показали микробиологические исследования, не загрязненному нефтью чернозему соответствуют характерные комбинации соотношений и численности эколого-трофических групп микроорганизмов, загрязнение почвы нефтью приводит к изменению в их составе доминирующих форм (табл. 1).
Черноземная почва не загрязненная и загрязненная нефтью различалась также качественным составом доминирующих микроорганизмов.
В загрязненной нефтью почве обнаружены преимущественно актиномицеты, нокардиеформные микроорганизмы, псевдомонады, флавобактерии и бациллы. Нефтеокисляющие микроорганизмы составляли незначительную часть микрофлоры - 103 КОЕ/г. В то же время обнаруженные в нефтезагрязненной почве микроорганизмы в определенных условиях способны к нефтеокислению. Это возможно на первых этапах био-ремедиационных мероприятий.
При анализе вертикально-ярусного распределения микроорганизмов в почвенных профилях чернозема
