Проблема утилизации нефтяных шламов

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Российский Государственный Университет нефти и газа

им. И. М. Губкина

Кафедра Промышленной экологии

Реферат

по дисциплине Химия окружающей среды

на тему:

«Проблема утилизации нефтяных шламов»

Выполнили: Суржикова Г.И.                                                        Проверил: проф. Газаров Р.А.

  Хмелев А.И.   

  Беседнова А. В.                                

Группа: ХТ-08-5

Москва 2010

23

Содержание:

1.      Введение……………………………………………………………….3

2.      Химический состав и строение нефтяных шламов…………………4

3.      Виды нефтяных шламов…………………………………………….. 6

4.      Методы утилизации………………..……………………………… . .7

4.1.Физические методы

4.2.Термические методы

4.3.Физико-химические методы

4.4.Химические методы

4.5.Биологические методы

5.      Стандарты в области нефтешламов…………………..…………….17

6.      Выводы. Перспективы.………………………………………………22

7. Список использованной литературы………………………………  23

1.     Введение

Все стадии нефтепользования, начиная с разведки и добычи нефти и заканчивая использованием нефтепродуктов, приводят к сильному загрязнению окружающей среды. При этом самую большую концентрацию загрязнителя получает человек, т.к находится на последнем трофическом уровне экологической пирамиды биомасс и потребляет вещество и энергию со всех других уровней. То есть, человек, оказывая антропогенное давление на окружающую среду, сам оказывается обладателем самого высокого уровня загрязнения. Существенные загрязнения окружающей среды происходят от разливов нефти, сброса сточных вод, сжигания или захоронения нефтяных отходов. Нефтешламы нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятий, образующихся в процессе добычи, переработки нефти и очистки сточных вод, представляют собой смесь осадков и эмульсий, задержанных на очистных сооружениях, которые собираются и накапливаются в прудах - шламонакопителях и при хранении разделяются на три слоя: верхний - трудноразделимая эмульсия, средний - загрязненная вода, донный - собственно осадок с большим содержанием механических примесей.

Разлив нефти и накопление шламов приводят к нарушению почвенно - растительного покрова, размыву почвы (эрозия), опустыниванию (образование песчаных дюн) и, как следствие, к уменьшению земельного фонда и упрощению, а также снижению численности экосистем. Нефтешлам является крупнотоннажным отходом производства, и разработка экологически чистой технологии ликвидации нефтешламов является очень актуальной проблемой.

2.     Химический состав и строение нефтяных шламов

Поскольку любой шлам образуется в результате взаимодействия с конкретной по своим условиям окружающей средой и в течение определенного промежутка времени, одинаковых по составу и физико-химическим характеристикам шламов в природе не бывает. Нефтяные шламы (нефтешламы) представляют собой сложную многофазную гетерогенную среду из смеси окисленных углеводородов (смол, асфальтенов, парафина), песка, растительного слоя земли, воды, солей, оксидов металлов, различных химических реагентов, использованных в процессах добычи, сбора и подготовки товарной нефти. Состав шламов может существенно различаться, т.к. зависит от типа и глубины перерабатываемого сырья, схем переработки, оборудования, типа коагулянта. В основном, шламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки, содержащие в среднем (по массе) 10 – 56% нефтепродуктов, 30 – 85% воды, 1,3 – 46% твердых примесей. Главной причиной образования резервуарных нефтешламов является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов в объеме конкретного нефтеприемного устройства с влагой, кислородом воздуха и механическими примесями, а также с материалом стенок резервуара. В результате таких процессов происходит частичное окисление исходных нефтепродуктов с образованием смолоподобных соединений и ржавление стенок резервуара.

Многокомпонентный состав продукции нефтешламовых амбаров, наличие в них различных химических соединений создают многие проблемы в разработке технологии обработки, извлечения из них товарной нефти, очистки от нефтепродуктов твердого остатка. Высокая вязкость, повышенное содержание механических примесей и, самое главное, высокая агрегативная устойчивость амбарных эмульсий обусловлены, главным образом, повышенным содержанием асфальтенов, смол, парафинов и других компонентов.

Таблица 2.1 Физико-химические свойства и состав плавающих нефтешламов

Рис. 2.1.Резервуар с нефтешламом.

По результатам многих исследований в нефтешламах резервуарного типа соотношение нефтепродуктов, воды и механических примесей (частицы песка, глины, ржавчины и т.д.) колеблется в очень широких пределах: углеводороды составляют 5-90%, вода 1-52%, твердые примеси 0,8-65%. Как следствие, столь значительного изменения состава нефтешламов диапазон изменения их физико-химических характеристик тоже очень широк. Плотность нефтешламов колеблется в пределах 830-1700 кг/м3, температура застывания от -3 ºС до +80 ºС. Температура вспышки лежит в диапазоне от 35 до 120ºС. При попадании воды в объем нефтепродуктов происходит образование устойчивых эмульсий типа вода-масло, стабилизация которых обусловливается содержащимися в нефтепродуктах природными стабилизаторами из разряда асфальтенов, смол и парафинов.

Верхний слой нефтешлама представляет собой обводненный нефтепродукт с содержанием до 5% тонкодисперсных механических примесей и относится к классу эмульсий «вода в масле». В состав этого слоя входят 70-80% масел, 6-25% асфальтенов, 7-20% смол, 1-4% парафинов. Содержание воды не превышает 5-8%. Довольно часто органическая часть свежеобразованного верхнего слоя нефтешлама по составу и свойствам близка к хранящемуся в резервуарах исходному нефтепродукту. Такая ситуация обычно имеет место в расходных резервуарах автозаправочных станций.

Средний, сравнительно небольшой по объему слой, представляет собой эмульсию типа «масло в воде». Этот слой содержит 70-80% воды и 1,5-15% механических примесей.

Следующий слой целиком состоит из отстоявшейся минерализованной воды с плотностью 1,01-1,19 г/см3.

Рис. 2.2.Распределение нефтешламов на фазы ри длительном хранении в накопителях.

Наконец, придонный слой (донный ил) обычно представляет собой твердую фазу, включающую до 45% органики, 52-88% твердых механических примесей, включая окислы железа. Поскольку донный ил представляет собой гидратированную массу, то содержание воды в нем может доходить до 25%.

Тем не менее к настоящему моменту в Российской Федерации нет ни одной методики хими­ческого анализа нефтешламов, которая была бы должным образом разработана, апробирована на раз­личных типах нефтешламов и метрологически атте­стована в установленном порядке [3].

23

3.Виды нефтяных шламов

В результате производственной деятельности при добыче, транспортировке и переработке нефти-сырца образуются нефтешламы, которые постоянно накапливаются. При всем многообразии характеристик различных нефтяных отходов в самом общем виде все нефтешламы могут быть разделены на три основные группы в соответствии с условиями их образования - грунтовые, придонные и резервуарного типа. Первые образуются в результате проливов нефтепродуктов на почву в процессе производственных операций, либо при аварийных ситуациях. Придонные шламы образуются при оседании нефтяных разливов на дне водоемов, а нефтешламы резервуарного типа - при хранении и перевозке нефтепродуктов в емкостях разной конструкции.

В зависимости от состава химико-физических соединений и способа возникновения нефтяные шламы можно разделить на несколько групп:

1.        Образующиеся на дне водоемов после разлива нефти.

2.        Возникающие после очистки нефти при ее добыче.

3.        Осевшие в различных емкостях и резервуарах при хранении и транспортировке нефти.

4.        Пролившиеся в грунт при технологических процессах и авариях.

23

4.Методы утилизации

4.1.Физические методы

Физический метод утилизации характеризуется низкой эффективностью и образованием неутилизируемых остатков. Данный метод можно разделить на следующие разновидности:

1)      гравитационное отстаивание;

2)      разделение в центробежном поле;

3)      разделение фильтрованием;

4)      экстракция.

Гравитационное остаивание. Достоинства - не требует больших капитальных и эксплуатационных затрат; может быть составной частью комбинированного метода. Недостатки - низкая эффективность разделения и длительность процесса; область применения ограничена; большой объем образуемых остатков.

Разделение в центробежном поле. В последние годы в Ярославле и Новокуйбышевске действуют установки фирмы "ALFA-LAVAL" по переработки нефтешламов, на которых путем центрифугирования шлам разделяется на три фазы: углеводородную, водную и механические примеси. Первая зарубежная установка по переработке нефтешлама методом сепарации фирмы "Альфа-Лаваль" (Голландия) производительностью 15 м3/ч перерабатываемого нефтешлама была смонтирована и пущена в 1987г. на ПО "Ярославнефтеоргсинтез". Установка работает стабильно. На сегодняшний день переработано 68500 м3 нефтешлама и получено 14000 м3 нефтепродукта, при этом среднемесячная производительность составляет 10000 м3 [2].

Выделенные углеводороды направляют на вторичную переработку, воду - на очистку, механические же примеси, обогащенные углеводородами и содержащие воду, представляют собой новый отход, количество которого значительно меньше по сравнению с количеством первичного нефтешлама, но все еще велико 4.

Экологической программой ОАО "Татнефть" предусмотрена ликвидация всех шламовых амбаров, накопившихся за более чем полувековую историю добычи нефти в регионе. Первая установка по утилизации нефтесодержащих отходов, работающая по принципу разделения в центробежном поле, была разработана и введена в эксплуатацию в 1989 г. Нефтешламы в смеси с подогретой свежей нефтью подаются на трехфазные декандры, на которых за счет центробежной силы происходит разделение на три фазы: нефть, воду и механические примеси. Ввод в эксплуатацию второй установки позволил выполнять работы по утилизации во всем нефтедобывающем регионе 1.

Достоинства - возможность уменьшения количества отходов и повторное использование части отделившейся воды, нефти (нефтепродуктов); может быть составной частью комбинированного физико-химического метода. Недостатки - требуется специальное оборудование (гидроциклоны, сепараторы, центрифуги); проблему до конца не решает из-за неполноты отделения нефтепродуктов от образуемых осадков и сточных вод; область применения ограничена

Достоинства - сравнительно низкие затраты; высокая степень надежности метода; может быть составной частью комбинированного физико-химического метода; более высокое качество целевых продуктов; менее требователен к качеству сырья. Недостатки - необходимость смены и регенерации фильтрующих материалов; введение специальных структурообразующих наполнителей; проблему экологии до конца не решает из-за больших объемов образуемых остатков 1.

Рисунок 4.1.1 - Схема установки экстракции периодического действия

ЭПД-3 - качающийся экстрактор периодического действия; Т - термопара.

Экстрактор периодического действия ЭПД-3, изображенный на рис.2.6, представляет собой пустотелый аппарат, обогреваемый паром. Снабжен люком для загрузки сырья и растворителя, манометром и вентилем для выгрузки получаемых продуктов. В качестве растворителя использовался прямогонный бензин (НК 28 - 30 °С, КК 62 - 70 °С).

Экстракция. Недостатки - требуется специальное оборудование, растворители; необходимость регенерации экстрагента; неполнота извлечения нефтепродуктов из отходов 2.

4.2.Термические методы

Как в зарубежной, так и отечественной практике наибольшее распространение находит метод термического обезвреживания нефтешлама. Этот метод позволяет обезвреживать следующие виды нефтесодержащих отходов:

1.       Образующиеся в результате очистки сточных вод нефтесодержащие осадки и жидкие нефтяные отходы из очистных сооружений;

2.       Нефтешламы, образующиеся при зачистке резервуаров и технологического оборудования; замазученные грунты;

3.       Нефтешламы, представляющие собой сложные многокомпонентные дисперсные системы, образующиеся в результате поршневания продуктопроводов или формирующиеся с течением времени в амбарах;

4.       Продукты от продувки пылеуловителей, масляных сепараторов и разделителей, отличающиеся достаточно однородным составом и высоким содержанием углеводородов, а также отработанные компрессорные и индустриальные масла 2.

Для сжигания нефтешламов широко применяются печи различных типов и конструкций: камерные, барботажные, многоподовые, вращающиеся и печи с кипящим слоем. Термический метод позволяет совместно с нефтешламами сжигать загрязненные фильтры, промасленную ветошь, твердые бытовые отходы. Образующиеся при этом вторичные отходы относятся к 4 классу опасности и подлежат вывозу на полигоны захоронения. Объем вторичных отходов по сравнению с первоначальным уменьшается до 10 раз 1.

Одним из перспективных направлений термического обезвреживания твердых нефтесодержащих отходов является использование принципа "кипящего слоя". В печах "кипящего слоя" изменение кинетической энергии транспортирующего газового потока происходит в результате преодоления сопротивления газораспределительной решетки и слоя материала (песок), который переходит из спокойного состояния в состояние "кипения". На печах с "кипящим" слоем легче решаются вопросы контроля загрязнения окружающей среды от вредных веществ, имеющихся в нефтесодержащих отходах.

Рисунок 4.2.1 - Схема реактора с псевдоожиженным слоем: 1 - воздух для псевдоожижения; 2 - твердый продукт; 3 - слой инертного носителя (песок) в твердой фазе; 4 - граница псевдоожиженного слоя; 5 - корпус; 6 - унос золы; 7 - поток загружаемых отходов; 8 - загрузка отходов; 9 - отходящие газы; 10 - сепаратор; 11 - возврат пыли; 12 - решетка.

Наибольшее распространение при утилизации нефтесодержащих отходов имеют установки для термической обработки с вращающейся барабанной печью. Такие печи требуют высокого качества сборки и монтажа футеровки. При этом не допускаются частые пуск и остановка печи, колебания температурного режима. Они требуют высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Возможен выход из строя печи в результате резкой смены температуры при внезапной ее остановке. Принимаемые меры по устранению выявленных конструктивных недостатков вращающихся печей не решают задачу устойчивой, достаточно долговременной и безаварийной их работы. Исследования ВНИИнефтехима показали, что нефтяной шлам перед подачей во вращающуюся барабанную печь на термическое обезвреживание может быть глубоко обезвожен с утилизацией более 90% нефтепродуктов. При оборудовании узлов обезвоживания (гидроциклон, центрифуги) можно увеличить производительность установки в 9 раз 4.

Рисунок 4.2.2 - Вращающаяся барабанная печь для обезвреживания насыщенных влагой отходов: 1 - барабан; 2 - камера термической обработки; 3 - камера дожигания; 4, 5 - устройства для загрузки отходов.

Основными преимуществами способа сжигания нефтесодержащих отходов в печах различного типа и конструкций являются:

1)      значительное уменьшение количества отходов;

2)      экономически приемлем;

3)      объем образующейся золы в 10 раз меньше исходного продукта;

4)      при использовании в качестве наполнителя до 10% глины возможно получение вместо золы пористого гранулированного строительного материала - керамзита;

5)      высокая эффективность обезвреживания;

6)      возможна утилизация тепла.

В качестве отрицательных факторов использования данного способа являются высокие энергозатраты на дополнительное топливо (газ, нефть); требуется больше капиталовложений в сооружения по очистке и нейтрализации дымовых газов 1.

4.3.Физико-химические методы

Сущность физико-химического метода заключается в применении специально подобранных поверхностно-активных веществ (деэмульгаторов, диспергаторов, смачивателей и т.д.), вспомогательных веществ, влияющих на изменение состояния (размер частиц) и коллоидно - дисперсной структуры взвешенных частиц в нефтяной и водной фазах. Достоинства - возможность интенсификации процесса при сравнительно небольших добавках вводимых веществ, хорошо сочетается с физическим и биологическим методами. Недостаток - высокая стоимость реагентов; требует применения специального дозирующего оборудования; перемешивающих устройств; может служить лишь частью другого метода 3.

Для разделения нефтесодержащих шламов применяют флокулянты - водорастворимые полимерные электролиты, вводимые перед центрифугированием или обработкой на фильтр-прессах. Эти реагенты вызывают десорбцию влаги с поверхности твердых частиц, усиливают коагуляционное взаимодействие между ними, способствуют быстрому и эффективному обезвоживанию шламов. Особенно эффективно их применение для очистки коммунальных стоков. Однако некоторые из флокулянтов практически не влияют на стабильность эмульсии нефти в воде. Положительный эффект зафиксирован при использовании флокулянтов одновременно с деэмульгаторами, традиционно используемыми в системах разделения водонефтяных эмульсий на стадиях добычи и транспорта нефти. Эффективность деэмульгаторов зависит от качественного и количественного состава природных стабилизаторов, технологических условий их применения: доз, места ввода, концентрации рабочего раствора, температуры, интенсивности перемешивания. Правильный выбор деэмульгаторов обеспечивает наиболее полное отделение нефти от воды с механическими примесями и солями. Сложный механизм стабилизации эмульсионных систем обусловливает применение не индивидуальных веществ, а деэмульгирующих композиций.

Как в отечественной, так и в зарубежной практике накоплен большой опыт физико-химической обработки нефтесодержащих отходов, на основе которого налажено производство необходимых установок. Одной из таких установок является установка по переработке нефтешламов фирмы "KHD HUMBOLDT VEDAG AG" (ФРГ). Особенность технологической схемы установки производительностью 15 м3/ч заключается в двухступенчатой сепарации водной фазы после декантора и дозировки деэмульгаторов в узле обезвоживания и извлечения нефти. На первой ступени сепарации получается водная фаза требуемой чистоты (0,5% нефтяной фазы). Если количество исходного нефтешлама не позволяет этого, предусмотрена возможность применения деэмульгаторов на первой ступени. Нефтяная фаза, поступающая с первой ступени сепарации воды, разделяется во второй с помощью деэмульгатора на фазы: нефтяную и шламовый осадок. Предварительная подготовка шлама, проводимая на узле извлечения и подачи, осуществляется путем перемешивания и нагрева шлама (с целью понижения его вязкости) для свободной воды и грубых мехпримесей в отстойнике. Для откачки нефтешламов из шламохранилищ в зависимости от их доступности и удаленности предлагаются двухцилиндровые поршневые насосы или эксцентриковые шнековые насосы. Установка размещается в двух сорокафутовых контейнерах, которые транспортируются на трейлере. Недостатком установки является отсутствие заборного устройства, позволяющего готовить сырье стабильного состава, что сказывалось на качестве конечных продуктов 2.

На рисунке 4.3.1 представлена установки для переработки нефтешламов.

Рисунок – 4.3.1 Схема установки для обработки нефтешлама конструкции Гипровостокнефти. 1 - шламонакопитель; 2 - заборное устройство; 3,9,12 - насос; 4 - сборная емкость; 5 - реагентное хозяйство; 6 - диспергатор; 7 - барботажный контактор; 8 - отстойник; 10 - блок приготовления битума; 11 - выпарной блок; 13 - отстойник; 14 - газосепаратор.

Нефтешлам из шламонакопителя 1 после узла извлечения и откачки нефтешлама, включающего заборное устройство 2, насос 3, сборную емкость 4, в которой отделяется и сбрасывается свободная вода, подается в узел обезвоживания. Затем перемешанный в диспер-гаторе 6 с поступающим из реагентного хозяйства 5 промывным раствором реагента-деэмульгатора поступает в барботажный контактор 7, где при организованном воздействии газобензинового конденсата, поступающего из газосепаратора 14, разрушается и разделяется на нефть и воду с образованием промежуточного слоя и осадка, сбрасываемого с выделившейся водой.

Промежуточный слой дополнительно обезвоживается в отстойнике 8 и подается насосом 9 на блок приготовления битума 10, слой выделенный в водном отстойнике 13, подается насосом 2 на выпаривание в блок 11 с образованием сухого осадка и последующим его захоронением.

На рисунке - изображена технологическая схема установки извлечения и обработки амбарных нефтешламов. Технология предполагает нагрев шлама в амбаре до 35-50°С за счет подачи парогаза из парогазогенератора с температурой 180…250°С.

Регулирование соотношения вода нефть осуществляется за счет частичного сброса нефти или воды в амбар по реологическим характеристикам потока. Удаление свободной воды и мехпримесей может осуществляться в две ступени - сначала в двухпродуктовом гидроциклоне и затем за счет кратковременного отстоя в отстойнике О-2 или в одну ступень - кратковременным отстаиванием в отстойнике О-2. Для эффективного разделения предполагается подача в поток нефтешлама пара с температурой 180-200°С и затем реагента. После предварительного обезвоживания нефтешлам подается в отстойник О-1 на длительное отстаивание 5…10 часов.

На рисунке 4.3.2 представлена схема установки извлечения и обработки амбарных нефтешламов.

Рисунок - 4.3.2 Принципиальная технологическая схема установки извлечения и обработки амбарных нефтешламов.

I - блок извлечения и предварительной обработки нефтешлама; II - блок окончательной обработки нефтешлама; Н-1, Н-2 - насосы откачки нефтешлама и подачи воды; Н-3 - насос подачи нефти; Н-4 насо подачи нефти и воды; ГЦ - двухпродуктовый гидроциклон; БР - блок подачи реагента - деэмульгатора; О-1, О-2 - отстойник обезвоживании нефтешлама и осаждения мехпримесей; РВС - резервуар накопления нефти; ДК - двухпродуктовый декантатор; НН - накопитель нефти и воды; НМП - накопитель мехпримесей.

Содержание воды в обезвоженной нефти не должно превышать 1%, твердых примесей - не более 0,3%.

На рисунке 2.10 представлена Схема блочной установки переработки нефтешлама (фирма KHD Humboldt vedag AG). Производительность установки 15 м3/час.

Рисунок – 4.3.3 Схема блочной установки переработки нефтешлама (фирма KHD Humboldt vedag AG)

1 - Устройство забора; 2 - сито - решетка; 3,6,10,14 - насосы; 4 - резервуар; 5 - мешалка; 7,11,16 - теплообменники; 8 - декантаторная центрифуга; 9 - транспортер; 12,15 - сепаратор I и II степени; 13 - блок подачи реагента.

Нефтешлам из шламонакопителя после узла извлечения и подачи, включающего устройство забора 1, сито-решетку 2, насос 3, резервуар 4, мешалку 5, подается в узел обезвоживания Насосом 6. Там после подогрева в теплообменнике 7 происходит разделение шлама в трехфазной центрифуге 8 на нефть требуемого качества, воду и шламовый осадок, отводимый транспортером 9, который затем может быть складирован или сожжен. Вода с остатками нефти, подаваемая насосом 10, после подогрева в теплообменниках 11 поступает в сепараторы 12 первой ступени, где очищается от нефти до требуемой чистоты. В случае, если этого достичь не удается, предусмотрена возможность применения деэмульгаторов. Отделившаяся нефть с остатками мехпримеси и воды подается насосом 14 на окончательное разделение в сепаратор 15 второй ступени, при этом предусматривается и применение деэмульгаторов, расход которых определяется качеством исходного шлама.

Такая установка обеспечивает разделение шлама следующего массового состава: нефтяная часть - 15...70%, водная часть - 25...70%, механические примеси - 20%.

Извлекают нефть следующего качества: нефтяная часть - 92. .95%, водная часть - менее 3%, мехпримеси - менее 3%. Отделившаяся водная фаза содержит 0,05...0,1% нефтепродуктов и менее 2% механических примесей. Отделившаяся твердая фаза содержит воды не более 40% и нефтепродуктов не более 10% [4]. 

4.4.Химические методы

Химический способ разделения нефтеэмульсий с целью регенерации и повторного использования углеводородных продуктов по их прямому назначению (легкие фракции нефтепродуктов, масла и т.д.) основан на использовании специальных поверхностно-активных веществ (ПАВ), играющих роль деэмульгаторов. Химические методы позволяют полностью обезвреживать отходы, а полученные продукты в ряде случаев использовать повторно.

Поскольку практически все жидкие углеводороды легче воды, расслоение нефтеэмульсий сопровождается образованием на их поверхности слоя, состоящего практически из одних нефтепродуктов (обводненность менее 5%), и позволяет легко с технологической точки зрения собрать их для дальнейшей утилизации. В качестве ПАВ коллоидного типа могут выступать полиэлектролиты, к которым, в первую очередь, следует отнести соли высокомолекулярных сульфокислот. Исходя из физико-механических особенностей коллоидных ПАВ, необходимо проводить целенаправленный выбор деэмульгатора нефтеэмульсий в каждом конкретном случае.

Большинство резервуарных нефтешламов подлежат прямой утилизации в процессах изготовления дорожных и строительных материалов в качестве сырья. Входящие в состав нефтешламов смолы, парафины и другие высокомолекулярные соединения обладают, как известно, поверхностно-активными и вяжущими свойствами. Именно эту особенность нефтешламов можно эффектно использовать при их утилизации. Обладая высокой адсорбционной способностью, жидковязкие нефтешламы сравнительно легко распределяются по поверхности практически любой дисперсной минеральной фазы. При этом благодаря физико-химическому взаимодействию нефтешлама с минеральной дисперсной средой, происходит хемосорбционное поглощение загрязнителей, в том числе окислов тяжелых металлов, минеральной матрицей и их обезвреживание. Процессы преобразования таких коллоидно-дисперсных систем в дорожно-строительные материалы могут регулироваться с помощью специально подобранных реагентов для получения экологически безопасных композиций с нужными технологическими характеристиками.

Одним из наиболее распространенных реагентов в практике утилизации нефтешламов служит окись кальция или негашеная известь, действие которой обусловлено ее способностью вступать в экзотермическую реакцию с водой. Особенность этой реакции состоит в том, что она идет со значительной задержкой, ускоряясь при разогреве смеси. Конечные стадии этой реакции сопровождаются образованием пара, а иногда и локальными вспышками. Продуктом реакции является коричневое порошкообразное вещество, состоящее из мелких гранул. Образованный продукт проявляет инертные свойства по отношению к воде и почве, поскольку частицы токсичных веществ-загрязнителей заключены в известковые оболочки-капсулы и равномерно распределены в массе продукта. Материал, изготовленный из таких гранул, обладает высокой плотностью, водонепроницаемостью и может выдерживать нагрузки до 90 МПа.

Нередко с целью обезвреживания отходов нефтепродуктов вместе с негашеной известью используют ПАВ из класса жирных и сульфокислот, а также других высокомолекулярных природных и синтетических веществ. При смешении нефтешлама с этими компонентами в пропорции от 1:1 до 1:10 происходит адсорбция отходов на поверхности гидроокиси Ca. В результате получают сухой гидрофобный порошок, который можно использовать в качестве сыпучего дорожно-строительного материала.

При утилизации нефтешламов резервуарного типа для получения сухого гидрофобного порошка проводятся технологические операции двух типов.

В первом варианте жидко-вязкая масса нефтешлама напрямую замешивается в минеральную дисперсную матрицу, роль которой могут выполнять такие материалы, как глина, песок и др. В нашем случае гидрофобный порошок приготовлялся замешиванием (30% масс) жидковязкого нефтешлама в минеральную смесь (70% масс), состоящую из глины, песка и золы (20:40:40). При естественном просушивании смеси в течение нескольких суток получался сухой несмачиваемый гидрофобный порошок, пригодный для его дальнейшего использования в качестве сыпучего дорожного материала или компонента шихты для изготовления строительных материалов. Эти материалы (кирпичи, плиты, брус, и т.д.) могут быть получены либо прессованием сухой шихты, либо методом заливки шликера (используемая в производстве фарфора кашеобразная, мягкая фарфоровая масса) в соответствующие разборные формы. Для приготовления шликера в качестве связующего компонента можно использовать цементные и глиняные растворы, жидкое стекло, гипс и другие вяжущие материалы гидратационного твердения. Сам процесс отвердения при этом служит эффективным способом обезвреживания вязкопластичных и твердых отходов.