РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2378233 (13) C2
(51)  МПК

C05D3/02   (2006.01)
B09B3/00   (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 18.02.2010 - действует

(21), (22) Заявка: 2008109635/15, 26.02.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
26.02.2008

(43) Дата публикации заявки: 10.09.2009

(46) Опубликовано: 10.01.2010

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 5430237 А, 04.07.1995. RU 2274502 C1, 20.04.2006. RU 2199569 C1, 27.02.2003. SU 1770343 A1, 23.10.1992. CN 1792898 A, 28.06.2006. US 2007214715 A1, 20.09.2007.

Адрес для переписки:
450078, г.Уфа, ул. Революционная, 96/2, ООО "РН-УфаНИПИнефть", пат. пов. М.Б. Сафиной, рег.744

(72) Автор(ы):
Неваленова Татьяна Васильевна (RU),
Сафарова Валентина Исаевна (RU),
Галинуров Ильдус Рафикович (RU),
Карева Елена Сергеевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Неваленова Татьяна Васильевна (RU),
Сафарова Валентина Исаевна (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТКОВОГО УДОБРЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам получения известковых удобрений, используемых в сельском хозяйстве для улучшения свойств почвы. Способ получения пригодного в земледелии продукта путем переработки отходов бурения с применением известьсодержащего реагента отличается тем, что отходы бурения перерабатывают в известковое удобрение путем их обработки в смесителе известьсодержащим отходом в соотношении по объему отходов бурения и известьсодержащего отхода 1:(1-2), при этом продукт обработки высушивают. Способ позволяет получить продукт, пригодный для использования в качестве известкового удобрения и одновременно обезвредить отходы бурения и утилизировать, например, шлам химводоочистки. 20 табл.

Изобретение относится к способам получения известковых удобрений, используемых в сельском хозяйстве для улучшения свойств почвы.

Известно применение в качестве жидкого известкового удобрения тонкого сбалансированного шлама цементного производства, который представляет собой суспензию - дисперсную систему, содержащую воду и твердую дисперсную фазу, включающую мел, суглинки, сланцы, имеющую тонкий помол [Патент РФ 2189958, C05D 3/02, 2002]. Однако задача квалифицированного использования отходов бурения, например, скважин или подземных переходов не менее актуальна.

Известен способ бурения скважины [Патент РФ 2163655, Е21В 21/01, Е21В 21/06, 2001] с использованием в качестве промывочной жидкости почвобезвредной речной воды и/или воды из водоемов или технической воды, а также с применением ряда специальных мер, предупреждающих загрязнение промывочной жидкости, например, графитной смазкой бурового оборудования или ее разбавление пластовыми водами; при этом поднятую из скважины отработанную при бурении промывочную жидкость с выбуренной породой используют в качестве удобрения почвы сельскохозяйственных угодий. Недостатком такого способа получения удобрения является необходимость соблюдения целого ряда строгих условий процесса бурения.

Известен способ рекультивации карьеров и нарушенных земель с использованием композиции, в состав которой входят 49-69% торфопесчаной смеси (с соотношением песка и торфа 1:1 по объему), 50-30% бурового шлама и до 1% активных обезвреживающих и мелиорирующих добавок, в качестве которых используются известь негашеная, «Сойлекс» и «Деградойлас» [Патент РФ 2293103, С09К 17/00, А01В 79/02, 2006]. Недостатком способа является необходимость использования ценных продуктов - торфопесчаной смеси, извести негашеной и др. Способ годится для переработки только бурового шлама, но не годится для переработки отработанного бурового раствора.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения искусственного почвогрунта путем переработки отработанного бурового раствора на водной основе и/или шлама с использованием модифицированного торфа моховой группы и безводной окиси кальция; в результате получают искусственный почвогрунт [Патент РФ 2187531, С09К 7/02, 2002]. Недостатком способа является необходимость использования ценных продуктов - модифицированного торфа и безводной окиси кальция.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в разработке эффективного и технологичного способа получения известкового удобрения путем переработки отработанного бурового раствора на водной основе с использованием многотоннажных известьсодержащих отходов, например шлама химводоочистки (ХВО). Предлагаемым способом удается не только получить продукт, пригодный для использования в качестве известкового удобрения, но и обезвредить отходы бурения и утилизировать, например, шлам ХВО.

Поставленная задача решается тем, что способ получения пригодного в земледелии продукта путем переработки отходов бурения с применением известьсодержащего реагента отличается тем, что отходы бурения перерабатывают в известковое удобрение путем их обработки в смесителе известьсодержащим отходом в соотношении по объему отходов бурения и известьсодержащего отхода 1:(1-2), при этом продукт обработки высушивают.

В качестве отходов бурения перерабатывают, например, отработанный буровой раствор, получаемый при производстве горизонтального направленного бурения, или его шлам.

В качестве известьсодержащего отхода может использоваться, например, отход химводоочистки (ХВО)/ водоподготовки.

Известна целесообразность использования шламов ХВО тепловых и атомных станций для изготовления теплоизоляционных и строительных материалов, керамических изделий и как наполнителя при кондиционировании радиоактивных отходов [Мадоян А.А., Паламарчук А.В. Об экологической и гигиенической безопасности использования шламов ХВО тепловых и атомных электростанций. ФГУП "ВИМИ", 2004, 468 с.].

Также известен [Патент РФ 2274502, В09В 3/00, 2006] способ переработки нефтешлама, когда его смешивают со шламом ХВО в соотношении 1:(1-2) соответственно, затем послойно промораживают и оттаивают в естественных условиях. В обезвоженную после промораживания и оттаивания смесь добавляют частично обезвоженную глину или буровой шлам в соотношении 1:0,5. Продукт переработки используют для получения изолирующего материала, применяемого при захоронении твердых бытовых отходов (ТБО) и токсичных отходов 3-го и 4-го класса опасности.

Кроме того, механизмы обезвреживания нефтешлама и отходов бурения (отработанного бурового раствора - ОБР) с применением шлама ХВО принципиально различаются. При обработке нефтешлама шлам ХВО с высокой удельной поверхностью способствует адсорбции нефтяной части нефтяного шлама. В заявляемом техническом решении, по мнению авторов, один или несколько компонентов шлама ХВО выступают в качестве электролита. При достижении порога коагуляции - минимальной критической концентрации электролита - начинается быстрая коагуляция обезвреживаемой коллоидной системы отходов бурения. В результате коагуляции получается продукт обезвреживания, способный к высушиванию в естественных условиях (в отличие от коллоидных отходов бурения, практически не способных к отдаче влаги). После дополнительного высушивания продукта обезвреживания получается комковатый твердый продукт со стабильными свойствами: при его намокании коллоидное состояние, характерное для отходов бурения, не восстанавливается. Опасность воздействия на биоту необезвреженного отхода бурения, по мнению авторов, состоит именно в его способности даже после высушивания восстанавливать свое первоначальное коллоидное состояние под воздействием воды (например, дождевых осадков). Исследование свойств продукта обезвреживания показало не только его безопасность (5 класс опасности), но и применимость в качестве известкового удобрения.

Поэтому заявляемое техническое решение, по мнению авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ получения известкового удобрения переработкой отходов бурения осуществляется следующей последовательностью операций.

1. Обработка отходов бурения (отработанного бурового раствора - ОБР или его шлама) в смесителе известьсодержащим отходом, например шламом ХВО, в соотношении по объему ОБР или его шлам и известьсодержащий отход 1:(1-2).

2. Высушивание продукта, полученного по п.1, в естественных условиях на специально оборудованных площадках до влажности не более 40%.

Примеры конкретного осуществления способа

Пример 1. Обезвреживался отработанный буровой раствор (ОБР), полученный при производстве подземного перехода под рекой Белая (г.Уфа) методом горизонтального направленного бурения.

Отработанный буровой раствор представляет собой смесь минералов природного происхождения (более 90% на воздушно-сухую навеску), полимеров искусственного происхождения и добавок, препятствующих уничтожению органической составляющей микроорганизмами (таблица 1; здесь и далее ХПК - химический показатель кислорода, БПК5 - биологический показатель кислорода).

В естественном состоянии отработанный буровой раствор представляет собой жидкую желеобразную (коллоидную) неоднородную массу от серого до бурого цвета (в зависимости от цвета разбуриваемых пород). Исследования методом количественного химического анализа расчетным методом позволили отнести данный отход к 5 (практически неопасному) классу опасности. Однако результаты биотестирования не подтвердили результаты расчетного метода и показали соответствие свойств шлама отработанного бурового раствора 4 классу опасности (определение класса опасности проведено в соответствии со следующим нормативным документом: "Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды", М., 2001 г. Утв. Приказом 511 МПР России от 15.06.2001 г. - 9 с.).

Опасность воздействия на биоту необезвреженного отхода бурения, по мнению авторов, состоит в его способности даже после высушивания под воздействием воды (например, атмосферных осадков) восстанавливать свое первоначальное коллоидное состояние. Поэтому предлагаемый способ получения известкового удобрения является одновременно и способом обезвреживания отхода бурения: он обеспечивает стабилизацию агрегатного состояния продукта обезвреживания без восстановления коллоидного состояния, характерного для обезвреживаемых отходов бурения.

В качестве известьсодержащего отхода применяли шлам ХВО ТЭЦ-2 г.Уфы с характеристиками, приведенными в таблице 2.

В качестве смесителя использована металлическая емкость объемом 6 м3 с вмонтированным шнековым устройством, приводящимся в движение автономной силовой установкой, и нижним патрубком для выгрузки смеси.

Подача в смеситель отработанного бурового раствора в объеме 2 м3 и шлама ХВО в объеме 2 м3 осуществляется с помощью вертикального шламового насоса. Перемешивание с помощью шнека (скорость 100 об/мин) ведется до получения однородной пастообразной массы (определяется визуально) в течение около 20 минут. В процессе проведения работ соотношение отработанного бурового раствора и шлама ХВО может варьироваться от 1:1 до 1:2, при этом учитывается, что общий объем смеси, подаваемой в смеситель, должен составлять 4 м3.

После перехода смеси из коллоидного состояния в пастообразное шнек (скорость 100 об/мин) используется для выгрузки смеси из емкости по нижнему патрубку на предварительно подготовленную (обвалованную, с гидроизоляционным слоем) площадку для обезвоживания (высушивания) в естественных условиях до влажности не более 40% или, в случае организации площадки вне места проведения работ, на транспортерную ленту для подачи в кузов автомобиля. Скорость выгрузки 2 м3/мин.

После выгрузки из смесителя смесь представляет собой однородную пастообразную массу от светло-серого до бурого цвета с влажностью 60-80% (в зависимости от соотношения по объему ОБР: шлам ХВО, равного от 1:1 до 1:2).

В таблицах 3, 4 приведены соответственно характеристики полученного продукта обезвреживания ОБР и высушенного продукта обезвреживания ОБР, полученных при соотношении по объему ОБР: шлам ХВО, равном 1:1.

В таблицах 5, 6 приведены соответственно характеристики полученного продукта обезвреживания ОБР и высушенного продукта обезвреживания ОБР, полученных при соотношении по объему ОБР: шлам ХВО, равном 1:2.

Таблица 1
Состав образца отработанного бурового раствора, полученного при производстве подземного перехода под р.Белая (г.Уфа)
Наименование компонентов (соединений в отходах)Ед.изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)10,1
Влажность%93,0
Хлорид-ионмг/кг360,025,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг2156,0151,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг3663,0256,0
Фосфор общ.мг/кг<0,1<0,1
Натриймг/кг5973,0418,0
Кальциймг/кг58,04,1
Магниймг/кг4,90,34
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг453057,031714,0
Ртутьмг/кг0,010,0007
Медьмг/кг13,00,91
Цинкмг/кг17,01,2
Никельмг/кг34,02,4
Кобальтмг/кг5,80,41
Хроммг/кг10,00,7
Кадмиймг/кг0,360,03
Свинецмг/кг14,00,98
Ванадиймг/кг26,01,82
Железомг/кг154691083,0
Марганецмг/кг454,032,0
Мышьякмг/кг0,70,049
Нефтепродуктымг/кг3200224
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг509,036
Полиакриламидмг/кг401,028
Аллилхлоридмг/кг0,030,0021
ХПК водной вытяжки265.0
БПК5 водной вытяжки36,75

Таблица 2
Состав образца шлама ХВО ТЭЦ-2 г.Уфы
п/пНаименование компонентов (соединений в отходах)Ед. изм.Содержание (воздушно-сухая навеска)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
подввалводорастворим.
1рНводн9,4
2Влажность%51,0
3Медьмг/кг4,116,07,8
4Свинецмг/кг0,61,50,74
5Кадмиймг/кг0,20,20,1
6Цинкмг/кг4,624,011,8
7Марганецмг/кг253573,0281,0
8Хроммг/кг<0,11,50,74
9Кобальтмг/кг<0,11,00,49
10Никельмг/кг3,76,53,2
11Ртутьмг/кг0,010,005
12Железомг/кг1366,05531,02710,0
13Мышьякмг/кг1,50,74
14Алюминиймг/кг85,0932,0457,0
15Магниймг/кг11500,021250,010413,0
16Натриймг/кг307,0150,0
17Калиймг/кг50,025,0
18Кальциймг/кг142750,0363750,0178238,0
19Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг11200,05488,0
20Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг917,0449,0
21Хлоридымг/кг101,049,0
22Фосфатымг/кг3192,01564,0
23Нефтепродуктымг/кг<0,05<0,05
24Зольностьмг/кгне опр.
25Ванадиймг/кг<0,1<0,1<0,1
26Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг<0,1<0,1<0,1
27Полиакриламидмг/кг<0,1<0,1<0,1
28Аллилхлоридмг/кг<0,1<0,1<0,1

Таблица 3
Характеристика продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Белая (г.Уфа), шламом ХВО ТЭЦ-2, соотношение по объему 1:1
Наименование компонентов (соединений в смеси отходов)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)9,5
Влажность%72,0
Хлорид-ионмг/кг133,037,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг1072,0300,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг502,0140,0
Фосфор общ.мг/кг2793,0782,0
Натриймг/кг1015,0284,0
Кальций (валовое содержание)мг/кг31828989121,0
Магний (валовое содержание)мг/кг18594,05206,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг66432,018601,0
Ртутьмг/кг0,010,003
Медьмг/кг16,04,4
Цинкмг/кг23,06,5
Никельмг/кг9,92,8
Кобальтмг/кг1,60,45
Хроммг/кг2,60,72
Кадмиймг/кг0,220,06
Свинецмг/кг3,10,86
Ванадиймг/кг3,30,91
Железомг/кг6773,01897,0
Марганецмг/кг558,0156,0
Мышьякмг/кг1,40,39
Нефтепродуктымг/кг400,0112,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг64,018,0
Полиакриламидмг/кг50,014,0
Аллилхлоридмг/кг0,0040,001

Таблица 4
Характеристика высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р. Белая (г.Уфа), шламом ХВО ТЭЦ-2, соотношение по объему 1:1
Наименование показателяЕд. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса от светло-кремового до бурого цвета
Влажность%36,0
Водородный показатель (рН)9,5
Хлорид-ионмг/кг133,085,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг1072,0686,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг502,0321,0
Фосфор общ.мг/кг2793,01788,0
Натриймг/кг1015,0650,0
Кальций* (валовое содержание)мг/кг318289,0203705,0
Магний* (валовое содержание)мг/кг18594,011900,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг66432,042517,0
Ртутьмг/кг0,010,006
Медьмг/кг16,010,0
Цинкмг/кг23,015,0
Никельмг/кг9,96,4
Кобальтмг/кг1,61,0
Хроммг/кг2,61,6
Кадмиймг/кг0,220,14
Свинецмг/кг3,12,0
Ванадиймг/кг3,32,1
Железомг/кг6773,04335,0
Марганецмг/кг558,0357,0
Мышьякмг/кг1,40,9
Нефтепродуктымг/кг400,0256,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг64,041,0
Полиакриламидмг/кг50,032,0
Аллилхлоридмг/кг0,0040,002
* - суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - 55,1%

Таблица 5
Характеристика продукта обезвреживания шлама ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р. Белая (г.Уфа), шламом ХВО ТЭЦ-2, соотношение по объему 1:2
Наименование компонентов (соединений в смеси отходов)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)9,5
Влажность%65,0
Хлорид-ионмг/кг118,041,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг1000,0350,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг291,0102,0
Фосфор общ.мг/кг2979,01043,0
Натриймг/кг685,0240,0
Кальций (валовое содержание)мг/кг339504,0118826,0
Магний (валовое содержание)мг/кг19834,06942,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг40657,014230,0
Ртутьмг/кг0,010,004
Медьмг/кг16,05,5
Цинкмг/кг24,08,2
Никельмг/кг8,32,9
Кобальтмг/кг1,30,46
Хроммг/кг2,10,72
Кадмиймг/кг0,210,07
Свинецмг/кг2,30,82
Ванадиймг/кг1,70,61
Железомг/кг6194,02168,0
Марганецмг/кг565,0198,0
Мышьякмг/кг1,40,51
Нефтепродуктымг/кг213,075,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг34,012,0
Полиакриламидмг/кг27,09,4
Аллилхлоридмг/кг0,0020,001

Таблица 6
Характеристика высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р. Белая (г.Уфа), шламом ХВО ТЭЦ-2, соотношение по объему 1:2
Наименование показателяЕд. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса от светло-кремового до бурого цвета
Влажность%29,0
Водородный показатель (рН)9,5
Хлорид-ионмг/кг118,084,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг1000,0710,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг291,0207,0
Фосфор общ.мг/кг2979,02115,0
Натриймг/кг685,0486,0
Кальций* (валовое содержание)мг/кг339504,0241048,0
Магний* (валовое содержание)мг/кг19834,014082,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг40657,028867,0
Ртутьмг/кг0,010,007
Медьмг/кг16,011,0
Цинкмг/кг24,017,0
Никельмг/кг8,35,9
Кобальтмг/кг1,30,9
Хроммг/кг2,11,5
Кадмиймг/кг0,210,15
Свинецмг/кг2,31,7
Ванадиймг/кг1,71,2
Железомг/кг6194,04397,0
Марганецмг/кг565,0401,0
Мышьякмг/кг1,41,0
Нефтепродуктымг/кг213,0152,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг34,024,0
Полиакриламидмг/кг27,019,0
Аллилхлоридмг/кг0,0020,001
* - суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - 65,2%

Существенно, что характеристики полученных продуктов (таблицы 3, 4, 5, 6) соответствуют 5-му классу опасности для обоих продуктов (определение класса опасности проведено методом биотестирования в соответствии с нормативным документом: "Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды", М., 2001 г. Утв. Приказом 511 МПР России от 15.06.2001 г. - 9 с.).

При высыхании до воздушно-сухого состояния (модельный опыт в лабораторных условиях при температуре 20-25°С показал, что потеря влаги происходит в течение первых трех суток) продукт обезвреживания ОБР приобретает цвет от светло- кремового до бурого. При механическом воздействии монолит высушенного продукта обезвреживания ОБР крошится на структурные отдельности; последние не водопрочны и в отличие от высушенного отработанного бурового раствора не восстанавливают коллоидность. Напротив, при смешивании 30 г необезвреженного высушенного отработанного бурового раствора и 150 мл воды получается коллоидный состав.

Пример 2. Обезвреживался отработанный буровой раствор (ОБР), полученный при производстве подземного перехода под рекой Сим (Иглинский р-н Республики Башкортостан) методом горизонтального направленного бурения (таблица 7), шламом ХВО ТЭЦ-4 г.Уфы (таблица 8), при соотношениях по объему 1:1 и 1:2.

В таблицах 9, 10 приведены соответственно характеристики полученного продукта обезвреживания ОБР и высушенного продукта обезвреживания ОБР, полученных при соотношении по объему ОБР: шлам ХВО, равном 1:1.

В таблицах 11, 12 приведены соответственно характеристики полученного продукта обезвреживания ОБР и высушенного продукта обезвреживания ОБР, полученных при соотношении по объему ОБР: шлам ХВО, равном 1:2.

Таблица 7
Состав образца отработанного бурового раствора, полученного при производстве подземного перехода под р.Сим (Иглинский район Республики Башкортостан)
Наименование компонентов (соединений в отходах)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)10,3
Влажность%96,0
Хлорид-ионмг/кг1075,043,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг2750,0110,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг7775,0311,0
Фосфор общ.мг/кг<0,1<0,1
Натриймг/кг11250,0450,0
Кальциймг/кг16200,0648,0
Магниймг/кг14,00,55
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг939000,037560
Ртутьмг/кг0,010,0003
Медьмг/кг16,00,65
Цинкмг/кг24,00,95
Никельмг/кг53,02,1
Кобальтмг/кг8,80,35
Хроммг/кг130,52
Кадмиймг/кг0,40,015
Свинецмг/кг19,50,78
Ванадиймг/кг23,00,9
Железомг/кг21775871,0
Марганецмг/кг113045,0
Мышьякмг/кг0,80,031
Нефтепродуктымг/кг800,032,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг1133,045,0
Полиакриламидмг/кг535,021,0
Аллилхлоридмг/кг0,10,002
ХПК водной вытяжки301
БПК5 водной вытяжки42,06

Таблица 9
Характеристика продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р. Сим (Иглинский р-н Республики Башкортостан), шламом ХВО ТЭЦ-4, соотношение по объему 1:1
Наименование компонентов (соединений в смеси отходов)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)9,6
Влажность%69,0
Хлорид-ионмг/кг266,082,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг973,0302,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг526,0163,0
Фосфор общ.мг/кг2376,0737,0
Натриймг/кг1095,0340,0
Кальций (валовое содержание)мг/кг337932,0104759,0
Магний (валовое содержание)мг/кг25867,08019,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг70216,021767,0
Ртутьмг/кг0,010,003
Медьмг/кг21,06,4
Цинкмг/кг21,06,57
Никельмг/кг10,03,2
Кобальтмг/кг1,80,55
Хроммг/кг2,30,72
Кадмиймг/кг0,30,09
Свинецмг/кг2,90,91
Ванадиймг/кг1,50,45
Железомг/кг8170,02533,0
Марганецмг/кг682,0211,0
Мышьякмг/кг1,50,48
Нефтепродуктымг/кг52,016,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг73,023,0
Полиакриламидмг/кг35,011,0
Аллилхлоридмг/кг0,0030,001

Таблица 10
Характеристика высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р. Сим (Иглинский р-н Республики Башкортостан), шламом ХВО ТЭЦ-4, соотношение по объему 1:1
Наименование показателяЕд. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса от светло-кремового до бурого цвета
Влажность%35,0
Водородный показатель (рН)9,5
Хлорид-ионмг/кг266,0173,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг973,0632,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг526,0342
Фосфор общ.мг/кг2376,01544
Натриймг/кг1095,0712
Кальций* (валовое содержание)мг/кг337932,0219656
Магний* (валовое содержание)мг/кг25867,016814
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг70216,045640
Ртутьмг/кг0,010,006
Медьмг/кг21,013,0
Цинкмг/кг21,014,0
Никельмг/кг10,06,6
Кобальтмг/кг1,81,2
Хроммг/кг2,31,5
Кадмиймг/кг0,30,2
Свинецмг/кг2,91,9
Ванадиймг/кг1,50,9
Железомг/кг8170,05311,0
Марганецмг/кг682,0443,0
Мышьякмг/кг1,51,0
Нефтепродуктымг/кг52,034,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг73,047,0
Полиакриламидмг/кг35,022,0
Аллилхлоридмг/кг0,0030,002
* - суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - 60,8%

Таблица 11
Характеристика продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Сим (Иглинский р-н Республики Башкортостан), шламом ХВО ТЭЦ-4, соотношение по объему 1:2
Наименование компонентов (соединений в смеси отходов)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)9,8
Влажность%60,0
Хлорид-ионмг/кг239,096,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг913,0365,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг284,0114,0
Фосфор общ.мг/кг2455,0982,0
Натриймг/кг757,0303,0
Кальций (валовое содержание)мг/кг348656,0139462,0
Магний (валовое содержание)мг/кг26729,010692,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг41257,016502,7
Ртутьмг/кг0,010,004
Медьмг/кг21,08,3
Цинкмг/кг21,08,4
Никельмг/кг8,83,5
Кобальтмг/кг1,50,62
Хроммг/кг3,01,19
Кадмиймг/кг0,30,12
Свинецмг/кг2,40,96
Ванадиймг/кг0,80,3
Железомг/кг7717,03087,0
Марганецмг/кг667,0267,0
Мышьякмг/кг1,60,63
Нефтепродуктымг/кг27,011,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг38,015,0
Полиакриламидмг/кг18,07,1
Аллилхлоридмг/кг0,0020,001

Таблица 12
Характеристика высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Сим (Иглинский р-н Республики Башкортостан), шламом ХВО ТЭЦ-4, соотношение по объему 1:2
Наименование показателяЕд. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса от светло-кремового до бурого цвета
Влажность%31,0
Водородный показатель (рН)9,8
Хлорид-ионмг/кг239,0165,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг913,0630,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг284,0196,0
Фосфор общ.мг/кг2455,01694,0
Натриймг/кг757,0522,0
Кальций* (валовое содержание)мг/кг348656,0240573,0
Магний* (валовое содержание)мг/кг26729,018443,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг41257,028467,0
Ртутьмг/кг0,010,007
Медьмг/кг21,014,0
Цинкмг/кг21,015,0
Никельмг/кг9,06,1
Кобальтмг/кг1,51,1
Хроммг/кг3,02,0
Кадмиймг/кг0,30,21
Свинецмг/кг2,41,6
Ванадиймг/кг0,80,5
Железомг/кг7717,05325,0
Марганецмг/кг667,0460,0
Мышьякмг/кг1,61,1
Нефтепродуктымг/кг27,018,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг38,026,0
Полиакриламидмг/кг18,012,0
Аллилхлоридмг/кг0,0020,001
* - суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - 66,6%

Пример 3. Обезвреживался шлам отработанного бурового раствора (шлам ОБР), полученный при производстве подземного перехода под рекой Уфа (Уфимский р-н Республики Башкортостан) методом горизонтального направленного бурения (таблица 13), отходом водоподготовки МУП «Уфаводоканал» (таблица 14), при соотношениях по объему 1:1 и 1:2.

В таблицах 15, 16 приведены соответственно характеристики полученного продукта обезвреживания шлама ОБР и высушенного продукта обезвреживания шлама ОБР, полученных при соотношении по объему шлам ОБР: отход водоподготовки, равном 1:1.

В таблицах 17, 18 приведены соответственно характеристики полученного продукта обезвреживания шлама ОБР и высушенного продукта обезвреживания шлама-ОБР, полученных при соотношении по объему шлам ОБР: отход водоподготовки, равном 1:2.

Существенно, что характеристики полученных продуктов (таблицы 9, 10, 11, 12 для примера 2 и таблицы 15, 16, 17, 18 для примера 3) соответствуют 5-му классу опасности для всех продуктов (определение класса опасности проведено методом биотестирования в соответствии с нормативным документом "Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды", М., 2001 г. Утв. Приказом 511 МПР России от 15.06.2001 г. - 9 с.).

Полученные в примерах 1-3 данные позволили свести в таблицу 19 характеристики получаемого предлагаемым способом известкового удобрения - высушенного продукта обезвреживания отхода горизонтального направленного бурения известьсодержащим отходом химводоочистки (ХВО)/водоподготовки. Предлагаемое заявителями известковое удобрение имеет влажность не более 40%; суммарный показатель содержания СаСО3 и MgCO3 составляет не менее 50,5%.

В таблице 20 приведены данные, подтверждающие применимость высушенного продукта обезвреживания в качестве известкового удобрения.

За 25 рабочих дней (при 8-часовом рабочем дне) предлагаемым образом обезвреживается 1200 м3 отработанного бурового раствора с получением продукта, пригодного в качестве известкового удобрения.

Таблица 13
Состав образца шлама отработанного бурового раствора, полученного при производстве подземного перехода под р.Уфа (Уфимский район Республики Башкортостан)
Наименование компонентов (соединений в отходах)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)10,1
Влажность%89,0
Хлорид-ионмг/кг473,052,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг1000,0110,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг2273,0250,0
Фосфор общ.мг/кг<0,1<0,1
Натриймг/кг3182,0350,0
Кальциймг/кг16546,01820,0
Магниймг/кг6,20,68
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг39300043230,0
Ртутьмг/кг0,0010,0001
Медьмг/кг3,80,42
Цинкмг/кг7,50,82
Никельмг/кг13,61,5
Кобальтмг/кг2,60,29
Хроммг/кг4,10,45
Кадмиймг/кг0,10,009
Свинецмг/кг5,60,62
Ванадиймг/кг5,50,6
Железомг/кг10273,01130,0
Марганецмг/кг445,049,0
Мышьякмг/кг0,20,02
Нефтепродуктымг/кг173,019,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг564,062,0
Полиакриламидмг/кг166,018,0
Аллилхлоридмг/кг0,020,002
ХПК водной вытяжки248,0
БПК5 водной вытяжки34,56

Таблица 14
Состав образца отхода водоподготовки МУП «Уфаводоканал»
п/пНаименование компонентов (соединений в отходах)Ед. изм.Содержание (воздушно-сухая навеска)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
подввалводорастворим.
1РНводн9,6
2Влажность%64,0
3Медьмг/кг3,112,04,3
4Свинецмг/кг0,40,90,32
5Кадмиймг/кг<0,10,10
6Цинкмг/кг2,111,04,0
7Марганецмг/кг157356,0128,0
8Хроммг/кг<0,10,80,29
9Кобальтмг/кг<0,10,40,14
10Никельмг/кг1,23,61,3
11Ртутьмг/кг0,010,004
12Железомг/кг980,05860,02110,0
13Мышьякмг/кг0,30,11
14Алюминиймг/кг140,01560,0562,0
15Магниймг/кг7100,012560,04522,0
16Натриймг/кг251,090,0
17Калиймг/кг24,09,0
18Кальциймг/кг225000,0410200,0147672,0
19Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг20450,07362,0
20Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг420,0151,0
21Хлоридымг/кг37,013,0
22Фосфатымг/кг950,0342,0
23Нефтепродуктымг/кг<0,05<0,05
24Зольностьмг/кгне опр.
25Ванадиймг/кг<0,1<0,1<0,1
26Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг<0,1<0,1<0,1
27Полиакриламидмг/кг<0,1<0,1<0,1
28Аллилхлоридмг/кг<0,1<0,1<0,1

Таблица 15
Характеристика продукта обезвреживания шлама ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Уфа (Уфимский р-н Республики Башкортостан), отходом водоподготовки МУП «Уфаводоканал», соотношение по объему 1:1
Наименование компонентов (соединений в смеси отходов)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)9,7
Влажность%76,5
Хлорид-ионмг/кг139,033,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг556,0131,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг550,0129,0
Фосфор общ.мг/кг728,0171,0
Натриймг/кг937,0220,0
Кальций (валовое содержание)мг/кг318068,074746,0
Магний (валовое содержание)мг/кг9622,02261,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг107643,025296,0
Ртутьмг/кг0,0080,002
Медьмг/кг10,02,4
Цинкмг/кг10,22,4
Никельмг/кг5,91,4
Кобальтмг/кг0,90,22
Хроммг/кг1,60,37
Кадмиймг/кг0,10,02
Свинецмг/кг2,00,47
Ванадиймг/кг1,30,3
Железомг/кг6893,01620,0
Марганецмг/кг377,089
Мышьякмг/кг0,270,06
Нефтепродуктымг/кг40,09,5
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг132,031,0
Полиакриламидмг/кг39,09,1
Аллилхлоридмг/кг0,0040,001

Таблица 16
Характеристика высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания шлама ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Уфа (Уфимский р-н Республики Башкортостан), отходом водоподготовки МУП «Уфаводоканал», соотношение по объему 1:1
Наименование показателяЕд. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса светло-серого цвета
Влажность%39,0
Водородный показатель (рН)9,7
Хлорид-ионмг/кг139,085,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг556,0339,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг550,0336,0
Фосфор общ.мг/кг728,0444,0
Натриймг/кг937,0572,0
Кальций* (валовое содержание)мг/кг318068,0194022,0
Магний* (валовое содержание)мг/кг9622,05869,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг107643,065662,0
Ртутьмг/кг0,0080,005
Медьмг/кг10,06,2
Цинкмг/кг10,26,2
Никельмг/кг5,93,6
Кобальтмг/кг0,90,6
Хроммг/кг1,61,0
Кадмиймг/кг0,10,06
Свинецмг/кг2,01,2
Ванадиймг/кг1,30,8
Железомг/кг6893,04205,0
Марганецмг/кг377,0230,0
Мышьякмг/кг0,270,16
Нефтепродуктымг/кг40,025,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг132,080,0
Полиакриламидмг/кг39,024,0
Аллилхлоридмг/кг0,0040,003
* - суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - 50,6%

Таблица 17
Характеристика продукта обезвреживания шлама ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Уфа (Уфимский р-н Республики Башкортостан), отходом водоподготовки МУП «Уфаводоканал», соотношение по объему 1:2
Наименование компонентов (соединений в смеси отходов)Ед. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Водородный показатель (рН)9,8
Влажность%72,3
Хлорид-ионмг/кг95,026,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг496,0137,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг322,089,0
Фосфор общ.мг/кг823,0228,0
Натриймг/кг639,0177,0
Кальций (валовое содержание)мг/кг357598,099055,0
Магний (валовое содержание)мг/кг10883,03015,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг69740,019318,0
Ртутьмг/кг0,0090,002
Медьмг/кг11,03,0
Цинкмг/кг10,52,9
Никельмг/кг4,91,4
Кобальтмг/кг0,70,19
Хроммг/кг1,20,34
Кадмиймг/кг0,10,03
Свинецмг/кг1,50,42
Ванадиймг/кг0,70,2
Железомг/кг6437,01783,0
Марганецмг/кг367,0102,0
Мышьякмг/кг1,00,29
Нефтепродуктымг/кг23,06,3
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг75,021,0
Полиакриламидмг/кг22,06,1
Аллилхлоридмг/кг0,0020,001

Таблица 18
Характеристика высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания шлама ОБР, полученного при производстве подземного перехода под р.Уфа (Уфимский р-н Республики Башкортостан), отходом водоподготовки МУП «Уфаводоканал», соотношение по объему 1:2
Наименование показателяЕд. изм.Валовое содержание (на воздушно-сухую навеску)Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса светло-серого цвета
Влажность%31,0
Водородный, показатель (рН)9,8
Хлорид-ионмг/кг95,065,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кг496,0342,0
Нитрат-ионмг/кг<0,1<0,1
Калий (валовое содержание)мг/кг322,0222,0
Фосфор общ.мг/кг823,0568,0
Натриймг/кг639,0441,0
Кальций* (валовое содержание)мг/кг357598,0246743,0
Магний* (валовое содержание)мг/кг10883,07509,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кг69740,048121,0
Ртутьмг/кг0,0090,006
Медьмг/кг11,07,5
Цинкмг/кг10,57,3
Никельмг/кг4,93,4
Кобальтмг/кг0,70,5
Хроммг/кг1,20,9
Кадмиймг/кг0,10,07
Свинецмг/кг1,51,1
Ванадиймг/кг0,70,5
Железомг/кг6437,04442,0
Марганецмг/кг367,0253,0
Мышьякмг/кг1,00,71
Нефтепродуктымг/кг23,016,0
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кг75,051,0
Полиакриламидмг/кг22,015,0
Аллилхлоридмг/кг0,0020,002
- суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - 64,3%

Таблица 19
Характеристики безопасного* известкового удобрения - высушенного в течение 3 дней при температуре 20-25°С продукта обезвреживания
Наименование показателяЕд.изм.Валовое содержание (в пересчете на влажность)
Внешний видТвердая крошащаяся масса от светло-серого до бурого цвета
Влажность%не более 40,0
Водородный показатель (рН)не более 10,0
Хлорид-ионмг/кгне более 180,0
Сульфат-ион (водорастворимая форма в пересчете на серу)мг/кгне более 720,0
Нитрат-ионмг/кгне более 0,1
Калий (валовое содержание)мг/кгне более 350,0
Фосфор общ.мг/кгне более 2200,0
Натриймг/кгне более 720,0
Кальций** (валовое содержание)мг/кгне менее 194000,0
Магний** (валовое содержание)мг/кгне менее 5800,0
Кремний (в пересчете на SiO2)мг/кгне более 66000,0
Ртутьмг/кгне более 0,006
Медьмг/кгне более 14,0
Цинкмг/кгне более 17,0
Никельмг/кгне более 7,0
Кобальтмг/кгне более 1,2
Хроммг/кгне более 2,0
Кадмиймг/кгне более 0,21
Свинецмг/кгне более 2,0
Ванадиймг/кгне более 2,1
Железомг/кгне более 5300,0
Марганецмг/кгне более 460,0
Мышьякмг/кгне более 1,1
Нефтепродуктыг/кгне более 0,25
Na-Карбоксиметилцеллюлозамг/кгне более 80,0
Полиакриламидмг/кгне более 33,0
Аллилхлоридмг/кгне более 0,004
* - 5 класс опасности
** - суммарно в пересчете на карбонат кальция и карбонат магния - не менее 50,5%

Таблица 20
Наименование показателяНормы для удобрений из пород прочностью до 20 МПа (ТУ 2189-326-00008064-99)Продукт обезвреживания отходов бурения высушенный, предлагаемый в качестве известкового удобрения
МергельОзерная известьИзвестковый туф
Массовая доля влаги, %, не более15303040
Суммарная массовая доля СаСО3 и MgCO3, % в пересчете на сухое вещество, не менее50608080
Гранулометрический состав, %:
Остаток на сите с Ø ячеек 10 мм0000
5 мм, не более1015150
3 ммНе>25000
Свинец, мг/кг, не более501,34
Кадмий, мг/кг, не более20,78
Ртуть, мг/кг, не более20,023


Формула изобретения

Способ получения пригодного в земледелии продукта путем переработки отходов бурения с применением известьсодержащего реагента, отличающийся тем, что отходы бурения перерабатывают в известковое удобрение путем их обработки в смесителе известьсодержащим отходом в соотношении по объему отходов бурения к известьсодержащему отходу 1:(1-2), при этом продукт обработки высушивают.