Разработка технических средств защиты месторождений песчано-гравийных смесей от загрязнения нефтепродуктами
Целью работы являлось выявление закономерностей загрязнения слагающих пород пойменной части рек нефтепродуктами, изменения их химического состава при фильтрации через грунт и оценка качества песка, гравия и глины для разработки способа снижения распространения нефтепродуктов в грунте, способов очистки и утилизации компонентов водонефтяной эмульсии, обеспечивающих защиту месторождений… Читать ещё >
Содержание
- Реферат
- 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Почвенно-растительные компоненты техногеокомплексов
- 1. 2. Загрязнение грунтов нефтепродуктами
- 1. 3. Тампонажные растворы
- 1. 3. 1. Классификация тампонажных растворов
- 1. 3. 2. Требования к тампонажным растворам
- 1. 3. 3. Материалы для приготовления тампонажных растворов
- 1. 3. 4. Технология тампонирования
- 1. 4. Экологические проблемы загрязнения гидросферы нефтепродуктами
- 1. 5. Загрязнение гидросферы, литосферы нефтепродуктами на примере бывшего Ярославского сажевого завода
- 1. 6. Классификация способов очистки нефтесодержащих природных вод
- 1. 7. Активные угли в процессах водоочистки
- 1. 8. Способы очистки воды от фенолов
- 1. 9. Земляные пруды для хранения нефтепродуктов
- 1. 9. 1. Устройство, эксплуатация земляных прудов в соответствии с установленными нормативами
- 1. 9. 2. Устройство земляных прудов бывшего Ярославского сажевого завода
- 1. 10. Использование высококипящих углеводородов в различных направлениях
- 1. 10. 1. Использование высококипящих углеводородов в качестве пластификатора для каучуков
- 1. 10. 2. Использование высокоароматических соединений для производства керамзита
- 1. 10. 3. Использование высококипящих углеводородов для производства техуглерода
- 1. 10. 4. Производство магнитной жидкости на основе применения высококипящих углеводородов
- 2. 1. Объекты исследований
- 2. 2. Методы исследований
- 2. 2. 1. Показатели песка, гравия и глины для использования в строительных работах
- 2. 2. 2. Физико — химические показатели «зеленого масла» и отходов зеленого масла
- 2. 2. 3. Определение структурно — группового состава
- 2. 2. 4. Метод инфракрасной спектроскопии
- 2. 2. 5. Определение неорганической части отходов зеленого масла
- 2. 2. 6. Определение класса опасности отходов зеленого масла
- 2. 2. 7. Метод определения свойств керамзита
- 2. 2. 8. Метод определения свойств резин
- 2. 2. 9. Определение физико-химических показателей технического углерода
- 2. 2. 10. Методика получения магнитной жидкости на основе отходов зеленого масла
- 2. 2. 10. 1. Определение объемной доли магнетита
- 2. 2. 10. 2. Определение намагниченности насыщения
- 2. 2. 11. Методика проведения геологических и гидрохимических изысканий
- 3. 1. Геологическое строение участка
- 3. 2. Гидрогеологические условия участка
- 3. 3. Разработка мониторинга содержания нефтепродуктов в подземных и поверхностных водах на территории сажевого завода
- 3. 4. Контроль загрязнения грунта нефтепродуктами промплощадки завода
- 3. 5. Математическое моделирование процесса прохождения зеленого масла через песчано-гравийную смесь
- 3. 6. Предложения по снижению угрозы загрязнения р. Волга с помощью организации дополнительных скважин на пути движения водонефтяной эмульсии
- 3. 7. Результаты оценки качества месторождений песчано-гравийных смесей загрязненных нефтепродуктами и возможности их использования
- 3. 8. Выводы к главе
- 4. 1. Исследование физико — химических показателей «зеленого масла» и отходов зеленого масла
- 4. 2. Изучение структуры отходов зеленого масла методом ИК — спектроскопии
- 4. 3. Определение неорганической части отходов зеленого масла
- 4. 4. Выводы к главе
- 5. 1. Мониторинг уровня отходов зеленого масла в дренажной системе
- 5. 2. Использование углеродных волокон для очистки водонефтяной эмульсии от фенола и нефтепродуктов
- 5. 3. Разработка способа очистки грунтовых вод, загрязненных фенолом и нефтепродуктами
- 5. 4. Разработка многоступенчатого процесса отстаивания отходов зеленого масла из водонефтяной эмульсии дренажной системы
- 5. 5. Расчет предотвращенного экологического ущерба и экономической эффективности работы
- 5. 5. 1. Расчет платежей за сброс нефтепродуктов в пределах установленных лимитов и допустимых нормативов сбросов
- 5. 5. 2. Расчет экологического ущерба (размера вреда), причиненного загрязнением отходами зеленого масла реке Волга
- 5. 5. 3. Расчет себестоимости и капитальных затрат на строительство установки по очистке водонефтяной эмульсии и отстаиванию отходов зеленого масла от воды
- 5. 5. 4. Расчет предотвращенного экологического ущерба, причиненного загрязнением отходами зеленого масла реке Волга, и экономической эффективности работы
- 5. 6. Выводы к главе
- 6. 1. Применение отходов зеленого масла в качестве вспучивающей добавки
- 6. 2. Применение отходов зеленого масла в качестве компонента сырьевой смеси для получения технического углерода
- 6. 3. Применение отходов зеленого масла в качестве мягчителя резиновой смеси
- 6. 4. Производство магнитной жидкости на основе отходов зеленого масла
- 6. 5. Выводы к главе
Разработка технических средств защиты месторождений песчано-гравийных смесей от загрязнения нефтепродуктами (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность. В настоящее время общество очень внимательно относится к вопросам охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Последние в ряде случаев могут быть загрязнены различными отходами производства, в том числе образовавшимися в отдаленный период.
Характерными в этом плане являются засыпанные земляные пруды с неизвестной степенью гидроизоляции бывшего Ярославского сажевого завода для хранения «зеленого масла» (керосино-газойлевая фракция 170−360 продуктов пиролиза крекинг керосина) — сырья для производства ламповой сажи. Производственная площадка завода расположена в черте города Ярославля, и после его закрытия в 1979 г. представляла значительный интерес для разработки песка и гравия для дорожного строительства, а также глины для производства керамзита, находящихся на различных геологических уровнях. Анализ показал соответствие этих материалов ГОСТам. Возможность их целевой добычи соответствующего качества будет зависеть от степени загрязнения грунта «зеленым маслом», а также создания преград на пути распространения водонефтяной эмульсии в сторону р. Волга с последующим проникновением к центральному питьевому водозабору г. Ярославля, находящемуся в 2 км ниже по течению, и ухудшением качества воды для населения центра города.
Таким образом, актуальность данной работы заключается в проведении научных изысканий по оценке глубины и масштаба загрязнения грунта «зеленым маслом», возможных последствий для качества строительных материалов, а также разработки предложений путей решения одной из основных геоэкологических проблем Ярославской области.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 — 2010 гг.)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 — 2013 гг. (государственный контракт № 02.740.11.0319).
Целью работы являлось выявление закономерностей загрязнения слагающих пород пойменной части рек нефтепродуктами, изменения их химического состава при фильтрации через грунт и оценка качества песка, гравия и глины для разработки способа снижения распространения нефтепродуктов в грунте, способов очистки и утилизации компонентов водонефтяной эмульсии, обеспечивающих защиту месторождений песчано-гравийных смесей.
Идея работы заключается в том, что снижение уровня загрязнения месторождений песка, гравия и глины достигается путем создания преградитель-ных скважин на пути движения водонефтяной эмульсии и утилизации отходов «зеленого масла», находящихся в составе загрязнений.
Основные научные положения, сформулированные в работе, состоят в следующем:
— качество песка, гравия и глины в пойменных частях крупных рек и ареале их загрязнения нефтепродуктами характеризуется гранулометрическим и минералого-петрографическим составом, а также содержанием вредных компонентов и примесей и удельной активностью;
— оценка прохождения нефтепродуктов через песчано-гравийный слой может быть произведена на основе математического моделирования, учитывающего конвективную диффузию в вертикальном направлении и показывающего, что вертикальный профиль концентрации загрязнения подчиняется экспоненциальному закону;
— в процессе фильтрации через грунт в результате процессов адсорбции идет существенное изменение группового химического состава нефтепродукта по сравнению с исходным нефтяным сырьем в сторону обогащения его пара-фино-нафтеновыми углеводородами и уменьшения количества тяжелых ароматических углеводородов;
— для очистки техногенной водонефтяной эмульсии, выходящей на поверхность земли, от фенолов и нефтепродуктов возможно использование сорб-ционной очистки с применением в качестве фильтра пенополиуретановой крошки и цеолитов №Х.
Новизна научных и практических результатов:
— разработана адекватная математическая модель прохождения нефтепродуктов через песчано-гравийный слой, учитывающая конвективную диффузию в вертикальном распределении нефтепродукта по высоте грунта;
— на основании гидрогеологических, гидрохимических изысканий оценены масштабы локального загрязнения нефтепродуктом месторождений песка, гравия и глины и установлено их соответствие ГОСТам для использования в строительных целях;
— разработан и запатентован способ мониторинга, учитывающий количество и интенсивность выхода нефтепродуктов на поверхность земли, путем создания серии скважин и оценки уровня водонефтяной эмульсии в имеющемся дренаже;
— на основе установленного различия между физико-химическим составом нефтепродуктов, прошедших через слои грунта, и исходным нефтяным сырьем определены возможные направления их использования в качестве сырья для получения резиновых смесей, производства керамзита и технического углерода, подтвержденные лабораторными и опытно-производственными результатами.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
— корректной постановкой задач исследований и квалифицированным применением классических методов математической физики, математической статистики, теории вероятностей и современных достижений вычислительной техники;
— достаточно большим объемом лабораторных и вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей и обоснованности выводов и рекомендаций.
Практическая значимость работы. Предложен универсальный способ мониторинга степени загрязнения нефтепродуктами района залежей песка, гравия и глины и с помощью разработанного запатентованного прибора оценен масштаб их проникновения в грунтовые воды. Разработаны и апробированы технологические решения защиты месторождений песчано-гравийных смесей и утилизации нефтепродукта, поступающего из грунта.
Реализация работы. Основные научные и практические результаты диссертационной работы были апробированы в районе бывшего сажевого завода, допустившего масштабные проливы нефтяного сырья в районе месторождений песка, гравия и глины. Теоретические результаты и технические решения включены в учебный курс «Науки о Земле», «Экологический мониторинг» и «Экономика и прогнозирование промышленного природопользования» для обучающихся по направлению «Энергои ресурсосберегающие процессы», а также использованы при выполнении госбюджетных НИИР в Ярославском государственном техническом университете.
Апробация работы. Содержание работы прошло апробацию на международных научно-практических конференциях: «Технологии обеспечения безопасности здоровья», Ярославль, 2008 г.- «Безопасность городской среды», Ярославль, 2010 г.- на Международном симпозиуме им. акад. М. А. Усова, Пермь, 2010 г.- на Украинской научно-практической конференции с международным участием, Днепропетровск, 2010 г.- на Всероссийской конференции «Экологические проблемы урбанизированных территорий», Пермь, 2011 г.- на Всероссийской научно-практической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий», Тула, 2010 г.- на Межрегиональной научно-практической конференции «Охрана окружающей среды и здоровья населения», Ярославль, 2010 г.
Публикации. По результатам работы опубликовано 12 статей, в том числе 1 в рекомендованном ВАК журналеполучен 1 патент на полезную модель.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.