Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время при транспортировке газа и на железнодорожном транспорте накапливается огромное количество нефтезагрязненных отходов, которые наносят непоправимый вред окружающей среде, выбрасывая вредные вещества в атмосферу, проникая в верхние слои почвы, приводя к деградации плодородных земель, занятых твердыми отходами.
Так, на предприятии Западной Сибири «Тюментрансгаз» ежегодно образуется до 4,6 тысяч тонн отработанных минеральных масел (ОММ), не подлежащих регенерации, а также около 50 тонн промасленной ветоши, которая затем сжигается в газо-факельных установках, увеличивая тем самым выбросы в атмосферу оксидов азота, углерода, серы и взвешенных веществ. С другой стороны, при общей протяженности железных дорог в России до 90 тысяч километров, с каждого километра пути при ремонте образуется 801,8м3 нефтезагрязненных отходов балластного щебня, и до настоящего момента нет эффективных разработок по утилизации этих отходов.
Поэтому актуальной задачей является разработка природоохранных технологий, позволяющих защищать окружающую среду, утилизируя отходы в производственных процессах.
Цель работы состояла в разработке комплексных технологий по утилизации отработанных минеральных масел и отходов балластного щебня железнодорожного пути.
На защиту выносятся:
-
Природоохранная технология совместной утилизации отработанных минеральных масел, образующихся при транспортировке газа и твердых отходов.
-
Комплексная технология переработки отработанного балластного
щебня по фракциям с утилизацией "у"3 иоф-п-чугря-щ^}
ІЇЇрУіїІ
балластного щебня в строительной керамике.
-
Результаты исследований отработанных минеральных масел нефтегазового комплекса Западной Сибири, активности поверхности твердых отходов методом распределения центров адсорбции (РПД), в том числе маслоудерживающей способности, а также нефтезагрязненного балластного щебня с определением параметров, позволяющих их утилизацию.
-
Оценка эффективности разработанных технологий по защите окружающей среды на ж/д транспорте и при транспортировке газа по экологическимпоказателям.
Научная новизна
-
Разработаны новые природоохранные технологии, которые защищают окружающую среду на ж/д транспорте путем комплексной переработки нефтезагрязненного балластного щебня и при транспортировке газа за счет совместной утилизации отработанных масел и твердых отходов в строительной керамике.
-
Показано, что для реализации новых технологий следует учитывать свойства поверхности твердых отходов, информацию о которых предоставляет метод РЦА. Установлено, что исследуемые твердые отходы могут быть использованы в качестве маслоудерживающей подложки и одновременно отощителя для получения керамического кирпича в том случае, если их поверхность отличается полифункциональностью и способна адсорбировать загрязнения органической и неорганической природы на соответствующих активных центрах по типу Бренстедовских кислот и оснований.
-
Впервые разработана методика определения маслоудерживающей способности поверхности твердых отходов, в соответствии с которой отходы могут бьпь расположены в следующий ряд: песок < гранитный отсев металлургические шлаки. Показано, что маслоудерживающая
способность гранулированных доменных шлаков (на примере череповецкого) в два раза выше, чем природных песков.
4. Исследована смесь отработанных турбинных масел (МС-8П, Тп-22С) нефтегазового комплекса Западной Сибири. Установлено, что она содержит тяжелые металлы -железо и марганец, адсорбция продуктов окисления которых в процессе обжига предполагается на соответствующих активных центрах поверхности твердых отходов. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие
основные задачи исследования:
Выбор и разработка новых комплексных природоохранных технологий утилизации ОММ и твердых отходов, защищающих окружающую среду при транспортировке газа и на ж/д транспорте;
Определение технологических параметров отходов, позволяющих реализовывать технологии их утилизации;
Оценка эффективности разработанных природоохранных
технологий по экологическим показателям.
Практическая ценность
-
Разработано новое направление совместной утилизации отработанного минерального масла и твердых отходов, в том числе промасленной ветоши, в технологии строительной керамики, которое позволяет сэкономить невозобновляемые природные ресурсы (природный газ -2%, песок и глина - по 10%), сократить выбросы вредных веществ в атмосферу и способствовать развитию теплосберегающих технологий за счет повышения теплозащитных свойств кирпича.
-
Показано, что новая технология совместной утилизации отработанного масла на подложке из твердых отходов дает возможность утилизировать 39% отработанного масла в год. Разработанная
технология была апробирована на заводе строительных материалов ООО «Тюментрансгаз». 3. Установлено, что предложенная комплексная технология переработки нефтезагрязненного балластного щебня (НБЩ) с дальнейшим использованием его отсева с фракцией менее 5 мм в производстве кирпича, улучшает экологическую обстановку региона за счет сохранения природных ресурсов (природный газ -1,6%, песок и глина -по 10%, природный гранитный камень -17%), дополнительно снижая выбросы S02 на 12%. При этом ликвидируется проникновение нефтепродуктов в почву и грунтовые воды, а также высвобождаются плодородные почвы. Достоверность результатов исследований
Основные научные положения и выводы достоверны и обоснованы применением комплекса физико-химических методов анализа, их соответствием теоретическим основам и требованиям соответствующих ГОСТ. Справедливость научно-практических рекомендаций подтверждена результатами опытно-промышленных испытаний. Все исследования, необходимые для решения поставленных задач, проводились в аккредитованном центре «Сократ» при кафедре «Инженерная химия и естествознание» ПГУПС на поверенном оборудовании. Апробация работы
1 Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на II Международной научно-практической конференции «Защитные композиционные материалы и технологии третьего тысячелетия», 13-14 ноября 2001 г, ПГУПС, г. Санкт Петербург.; на 5-й Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и новаторов ОАО «Газпром», Москва, РГУ нефти и газа , 23-26 сентября 2003г., на академических чтениях «Новые исследования в областях водоснабжения, водоотведения, гидравлики и охраны водных ресурсов» 17-18 марта 2004 г.
ПГУПС г. Санкт Петербург; на научно-технической конференции: «Неделя Науки-2004» ПГУПС г. Санкт - Петербург; на VIII Международных научных чтениях Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности «Риски в современном мире: идентификация и защита» 2004г.; на Всероссийском научно-практическом семинаре с международным участием «Экология автомобильного транспорта: передовой опыт России и стран Европейского Союза» 7-9 апреля 2004г. г. Санкт-Петербург, на экологическом конгрессе в Великобритании "Sustainable Waste Management and Recycling: Construction Demolition Waste". Kingston University - London on 14 - 15 September 2004.
Структура и объем диссертации
