Интенсивная биотермическая обработка осадков нефтесодержащих сточных вод

Деятельность нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), сопровождается образованием больших объемов осадков нефтесодержащих сточных вод (ОНСВ).

В настоящее время подавляющее большинство ОНСВ размещается в накопителях, что отрицательно влияет на компоненты природной среды. Объемы ОНСВ сопоставимы с объемами осадков городских сточных вод, шламов обработки металлов, осадков стоков агропромышленного комплекса и др [59, 126].

Обработка ОНСВ требует строительства дорогостоящих сооружений их обезвоживания, деструкции токсичных углеводородов и другой легкоразлагаемой органики, минерализации и обеззараживания [66,108,111 113].

Перспективным направлением обработки ОНСВ выступает биотермическое компостирование, хорошо изученное и достаточно широко применяемое для осадков городских сточных вод, твердых бытовых и агропромышленных отходов, избыточных активных илов и др. видов легкоразлагаемых органоминеральных материалов.

В отличие от осадков городских сточных вод, ОНСВ, обладают органической частью на основе широкого спектра углеводородов, в том числе и трудноразлагаемых. В связи с этим, продолжительность компостирования ОНСВ и затраты на реализацию технологий значительно выше, чем у осадков городских стоков. В подобных условиях возникает необходимость интенсификации процесса компостирования.

Существуют различные методы интенсификации биотермического компостирования осадков: путем введения биогенных добавок, адаптированных штаммов инокулирующих микроорганизмов, корректировки объемного соотношения компонентов, оптимизации состава и среды, а также различных методов аэрации. Однако информация по ним до сих пор носит противоречивый характер. Не учтена специфика свойств большого разнообразия видов ОНСВ в разрезе реализации интенсивного биотермического компостирования в практику обработки больших объемов осадков нефтесодержащих сточных вод, обладающих повышенной плотностью и низкой воздухопроводностью. Отсутствует научно-обоснованный технологический регламент и конструктивно-технологическое оформление комплексов биотермического компостирования ОНСВ большой производительности.

Целью настоящей работы является научное обоснование и создание конструктивно-технологического оформления способа интенсивного компостирования ОНСВ с использованием механизированных комплексов биотермической обработки.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Теоретически и экспериментально обоснована новая технология интенсивной биотермической обработки осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий с использованием инокулирующих добавок, порообразующих наполнителей и комбинированной механо-пневматической аэрации.

2. Экспериментально исследованы аэрационные свойства компостов на основе ОНСВ, а также установлены кинетические закономерности разложения углеводородов в процессе биотермической обработки осадков.

3. Получена математическая модель, установившая зависимость скорости окисления от состава компостной смеси.

4. Разработана методика использования цифровых матриц состояния, анализа температурно-временных характеристик и учета аэрационных свойств компоста на каждой из температурных фаз для управления процессом биотермической обработки осадков.

Практическая значимость работы и ее реализация:

1. Математическая зависимость между составом компостной смеси и скоростью окисления нефтепродуктов использована при подготовке технических решений по реконструкции существующего полигона биодеструкции осадков ОАО «Куйбышевский НПЗ» и при ликвидации бездействующей части буферного пруда ОАО «Куйбышевский НПЗ».

2. Конструктивно-технологическое оформление комплекса биодеструкции нефтеотходов с использованием полученных данной работе результатов является научно-теоретической базой создания новых и модернизации существующих объектов обращения осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий.

3. Разработан технологический регламент процесса компостирования на основе комбинированной аэрации в условиях специализированных комплексов биотермической обработки осадков нефтесодержащих сточных вод.

4. Разработанная технология интенсивной биотермической обработки осадков сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий с использованием инокулирующих добавок, порообразующих наполнителей, дробного компостирования и комбинированной механо-пневматической аэрации внедрена при строительстве комплекса биотермической обработки осадков на Михайловско-Коханском месторождении ОАО «Самаранефтегаз» и при реконструкции существующего полигона биодеструкции осадков ОАО «Куйбышевский НПЗ».