Шлам что это за отходы
Утилизация бурового шлама и его переработка
Утилизация бурового шлама – это процесс, который требует профессионального оборудования и опыта. Заботясь об окружающей среде, а также о своем здоровье, важно доверить это правильной компании. В отличие от обычного мусора, этот вид отходов представляет повышенную опасность для окружающей среды и здоровья человека, может стать причиной уничтожения эко системы. Они требуют особого обращения.
Что такое буровые отходы?
Буровой шлам – это такой тип отходов, который образуется во время бурения или испытания скважины компаниями, ищущими и получающими сырье таким способом с использованием скважинных методов. Они образуются в результате отделения твердой породы от так называемого бурового раствора на таких устройствах, как центрифуги, опреснители, вибрационные грохоты и осадки. Еще один способ получения отходов добычи – изменение параметров бурения, когда буровой раствор заменяется другим типом.
Буровой шлам включает в себя:
Буровые отходы обладают экологически вредными химическими свойствами. Они зависят от состава бурильной породы, типа используемого бурового оборудования, типа бурового раствора, а также от способа обработки и самой технологии бурения.
Что содержится в буровых отходах?
Не все вещества, содержащиеся в отходах этого типа, одинаково вредны для окружающей среды, но все они требуют профессиональной утилизации. Несоленые отходы представляют меньший риск, чем солевые отходы, возникающие при бурении соответствующих пород.
Кроме того, отходы бурения могут содержать:
Необходимы комплексные услуги в области утилизации бурового шлама и нефтяных отходов. Вывоз бурового шлама осуществляют специализированные компании, с оформленными лицензиями. Причина – 3 и 4 класс опасности этих отходов.
Для пользователей сайта Vyvoz.org нами был собран (и постоянно пополняется) перечень организаций в крупных (и не только) городах России, которые занимаются утилизацией буровых отходов:
Утилизация и переработка буровых отходов
Независимо от того, планируется ли утилизация или переработка бурового шлама, проводится его предварительная очистка. Для этого используют следующие методы:
Применяются и комбинированные методы, например, химико-физический. При нем шлам подвергается воздействию как реагентами, так и в специальных устройствах для увеличения давления и продуцирования центробежных сил. Это позволяет снизить класс опасности бурового шлама с третьего или четвертого до пятого. То есть, сделать его неопасным.
Полученную массу могут не только отвозить на полигоны для захоронения. Она служит вторсырьем, которое используется в производстве как битума, так и бетонных смесей, плитки для тротуаров, шлакоблоков и т.п.
Морские операции по бурению на нефть и газ приводят к образованию значительного количества отходов бурового раствора, часть из которых транспортируется на берег для последующей термической обработки (т.е. посредством термического восстановления). В результате этого процесса обработки образуются побочные продукты минеральных отходов, называемые термически обработанными отходами бурового раствора.
Необходимы современные решения, основанные на специализированном оборудовании, инновационных технологиях и многолетнем опыте. Они должны быть направлены на решение таких задач, как ликвидация ущерба окружающей среде, сбор отходов, утилизация жидких нефтяных отходов, отработанных масел, очисткой промывок.
Для этого применяются экологически чистые установки с подготовленным обслуживающим персоналом. Утилизация отходов бурения должна осуществляться в соответствии с законодательством и в полной безопасности для людей и окружающей среды.
Основная проблема по утилизации бурового шлама – нежелание собственников и руководителей добывающих предприятий нести дополнительные расходы на его правильную утилизацию. Они ограничиваются физическим методом, после которого оставшуюся твердую массу заливают бетоном. В таких захоронениях вредные, токсичные вещества шлама вступают в реакцию с другими веществами. Тем самым расширяются площади непригодные для какого-либо использования.
Шламы нефтяные
Нефтяные шламы образуются в основном при разведке и добыче, реже при переработке и транспортировке нефти.
Нефтешламы токсичны и представляют большую опасность для окружающей среды, подлежат захоронению или переработке.
Образовываться нефтешламы могут как в результате естественных контролируемых процессов (например, очистка нефти от примесей и воды), так и от всевозможных аварий (разливов).
В зависимости от способа образования и, соответственно, физико-химического состава нефтяные шламы подразделяются на несколько групп или видов:
Это представляет реальную угрозу токсичного экологического загрязнения почв, подземных вод, рек и морей в зонах их складирования.
Существует и потенциальная опасность остановки некоторых нефтеперерабатывающих предприятий из-за фактического переполнения нефтяных амбаров нефтешламами в результате зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов.
Строительство же новых современных полигонов и амбаров для хранения нефтешламов дорого и не решает проблему.
Очевидно, что все сложности, возникающие при переработке нефтешламов, обусловлены, в большинстве случаев, неоднородным поликомпонентном составом этих смесей: в них присутствуют нефть, вода, нефтяные эмульсии, асфальтены, гудроны и ионы металлов, различные механические примеси, иногда даже радиоактивные элементы.
Кроме того, нефтяные шламы имеют 3 ярко выраженных фракции: водную, нефтяную и твердую, что также значительно осложняет процессы переработки.
Унифицированного способа переработки нефтешламов нет, однако любая технология базируется на 2-х последовательных этапах: предварительная подготовка (обезвоживание и удаление механических примесей) и непосредственно переработка.
Существует несколько методов конечной переработки нефтешламов:
Так, например, методом термического крекинга (высокотемпературная переработка нефти, смол и нефтешламов) удается получать легкие моторные и котельные топлива, высокоароматизированное сырье, нефтяной кокс.
Подбором углеводородного и фракционного состава сырья, а также температуры, давления и продолжительности процесса крекинг направляют в сторону получения заданных целевых продуктов.
Термический крекинг дает бензины с недостаточно высоким октановым числом (65-68 по моторному методу).
С повышением температуры реакции термического крекинга не только увеличивается скорость процесса, но и несколько возрастает октановое число бензина.
Но, как правило, не более чем на 2,5 пункта.
Цетановое число полученных при крекинге дизельных фракций равно 47-50.
При переработке нефтешламов применяется также метод пиролиза. В результате на выходе получаются твердые, газообразные и жидкие продукты сложного состава.
Выход и состав жидких продуктов в большой мере зависит от сырья.
С ростом атомарного отношения водород/углерод значительно увеличивается доля органической массы, переходящей в жидкий продукт.
Однако наиболее современным и эффективным из существующих технологических методов следует признать электроогневую технологию утилизации нефтешламов. Сущность ее состоит в комплексном подходе, включающем последовательные операции отделения и изъятие из нефтешламов верхнего слоя чистых нефтепродуктов, и последующее чистое электроогневое сжигание прочих тяжелых фракций нефтешламов в сильном электрическом поле.
Данная технология может быть использована как для утилизации нефтешламов из нефтяных амбаров, так и во всех безотходных производственных технологиях переработки нефтепродуктов.
Тем не менее, на данный момент в результате утилизации нефтешламов уже получают много полезных продуктов: товарную нефть, топливо для котельных установок, некоторые строительные материалы.
Известны также технологии и специальное оборудование для переработки нефтяных шламов с извлечением остаточной нефти и утилизацией твердых отходов (кека) в материалы для дорожного строительства.
Итого можно выделить 3 основных области применения нефтешламов:
Состав и виды шламов, влияние на окружающую среду, способы утилизации
Производство состоит из многочисленных этапов, при которых применяются разные технологические процессы. Обработка сырьевого материала сопровождается образованием отходов в виде осадка. Выделяемый при обработке шлам – это остаточный продукт и один из источников негативного влияния на окружающую среду.
Что такое шлам?
Понятие «шлам» происходит из немецкого языка, где слово «Schlamm» переводится как «грязь». Под данным определением понимается остаточный продукт добычи (пыль) и производства, состоящий из мельчайших пылевых частиц. Он образуется при промывке угля или руды и выпадает в виде осадка.
Пыль, выделяемая при осуществлении различных технологических процессов, представляет собой коллоидные системы, которые состоят из нерастворимых мелкодисперсных частиц. Внутри жидкости они находятся во взвешенном состоянии. Содержание твердых осадков в составе жидкости при промывке зависит от производства.
Как образуется шлам?
Отходы образуются при разнообразных технологических процессах, при которых на комбинате обрабатываются сырьевые материалы. Основными источниками выступают нефтеперерабатывающие, металлургические, горно-обогатительные, химические предприятия. Помимо этого, пыль формируется при буровых работах.
На металлургическом предприятии основная часть пыли формируется при улавливании и осаждении выбросов пыли. На заводах нефтепереработки количество пыли не превышает 1% от объема переработанного продукта.
При обработке фосфора процент отходов достигает 30. На многих предприятиях остаточная пыль содержит ценные компоненты. На предприятиях химической промышленности производится откачка шлама, содержащего цинк, железо, медь и другие полезные металлы.
Формированием осадка сопровождается анодный процесс. Объем отходов достигает 5% от массы растворившихся анодов. В анодный шлам переходит до 1% железа, никеля, кобальта и до 20% меди, содержащихся в аноде.
Состав шламов
Представленный вид отходов производства содержит полезные компоненты. Поэтому утилизация твердого осадка в перерабатывающем цехе считается экономически целесообразной.
Элементы, содержащиеся в составе:
Концентрация элементов на разных производствах отличается. Крупные фракции обычно состоят из непластичных минеральных компонентов: кварца, кальция. В составе мелкофракционного осадка содержатся глинистые минералы, оксиды железа и алюминия.
Структурная единица шлама состоит из 3 зон:
Виды шламов
Представленный вид отходов классифицируется на основе разных критериев. Основной среди них – источник образования.
Виды производственного шлама:
По концентрации в составе железа выделяются виды осадков:
Обезвоживание шламов
Содержание в составе полезных компонентов делает остаточное сырье обработки руд ценным продуктом для вторичного применения. Однако для этого используют только обезвоженный твердый осадок.
Процесс состоит из 3 этапов:
Способ обезвоживания шлама зависит от состава пыли, размера твердых компонентов.
Способы утилизации шлама
Разработаны технологические методы, посредством которых проводится утилизация шлама. Действующие методы обработки шламов активно внедряются в промышленной сфере в зарубежных странах. В РФ утилизация в стадии разработки и полупромышленных испытаний. Производства, на которых из пылевых отходов изготавливают вторсырье пока нет, поэтому оно применяется только как компонент шихты.
Определенный процент такого отхода утилизируется посредством сброса в накопители или водоемы. Из-за этого загрязняются и поверхностные и подземные воды. При этом в воду попадает отход, который не был нейтрализован. При загрязнении нефтешламами только 0.5% отхода находится в обезвреженном состоянии.
Обезвреживание осуществляется преимущественно методом термической обработки. Пыль обжигается, в результате чего горючие компоненты нейтрализуются и остается только безвредные частицы и зола. В цехах утилизации шламов применяют процессы, при которых происходит отделение потенциально опасных элементов пыли, а также частиц, пригодных для повторного использования.
Наибольшей ценностью обладают процессы, при которых из осадка извлекают цинк, свинец и щелочные металлы. Эти методы распространены в Японии, где в качестве восстановителя при производстве металлизированных окатышей используется уголь.
Использование шламов
Остаточное сырье, образующееся при добыче и обработке лома применяется как добавка к аглошихту. Пыль используют повторно в качестве первичного рудного сырья. Характер применения зависит от факторов, в том числе содержания железа и других металлов в составе отхода.
Наличие вредных примесей также повышает его ценность, так как при дальнейшей обработке можно снизить негативное влияние шламов на окружающую среду и уменьшить стоимость добычи опасных элементов, таких как свинец, цинк и сера.
Методы извлечения металлов из шлама
На некоторых производствах концентрация металлических частиц достигает 80%. Поэтому вопрос об эффективных методах извлечения металлов из остаточного продукта крайне актуален. Твердые металлические частицы извлекаются несколькими способами.
Кислотно-щелочное выделение
Предварительно осадок переводят в растворимый вид, применяя серную кислоту. В результате окисленные металлы превращают в сульфаты. В дальнейшем полученный раствор очищают от остатков глины и песка. После этого раствор доводится до необходимого показателя рН, в результате чего металлические частицы начинают оседать.
Экстракция органическими веществами
Представленный метод используется для отделения цветных и благородных видов металла. При экстракции используются нетоксичные и негорючие экстрагенты. Исключается применение летучих растворителей.
На практике применяется система экстракции при помощи водного раствора с расплавом органического вещества. После экстракции и последующего охлаждения емкости образуется густая масса, которая легко отделяется от жидкости и долго хранится.
Влияние шламов на окружающую среду
Отходы, образующиеся при буровых работах, добыче и переработке руд, представляет опасность для окружающей среды и организма человека. Это объясняется тем, что пыль обладает токсичными свойствами. Менее опасным в данном контексте считается флотационный шлам (это остаток, образующийся при флотации, а не выпадении осадка).
К негативным последствиям относятся:
Шлам негативно влияет на почву и водные ресурсы, и загрязняет атмосферу. При испарении, легкие фракции попадают в атмосферу, откуда в дальнейшем выпадают на землю с осадками. В результате этого, металлическая пыль проникает в почву и подземные воды.
В местах, где пыль попадает в почву в больших количествах прекращается рост любых растений. Опасность в данном плане представляют остаточные продукты нефтедобычи и переработки.
Вода и почва способны самоочищаться от пыли и других видов загрязнений. Но из-за содержания большого количества нерастворимых частиц для восстановления нормального состава требуется время (до 30-50 лет).
Шлам – разновидность отходов, представляющая собой твердый осадок, содержащий нерастворимые компоненты. Главными источниками такого отхода выступают добывающие предприятия, заводы, где производится обработка руды, нефти, угля.
Производственный осадок применяется вторично, но предварительно подвергается нейтрализации. Шлам, не подвергающийся обезвреживанию, представляет угрозу для окружающей среды из-за токсичных свойств.
Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки
Утилизация бурового шлама: захоронение, переработка, центрифугирование
Переработка и хранение красного шлама: последствия и опасности
Сколько стоит килограмм меди и где чаще всего встречается?
Производственные сточные воды: ПДК, состав и способы утилизации
Переработка и утилизация шлаков металлургического производства
Утилизация и переработка гальванического шлама
С чем связано и чем опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами
Загрязнение тяжелыми металлами окружающей среды
Буровой шлам: переработка и утилизация отходов бурения
В связи с увеличением общего объема бурения нарастает количество отходов — бурового шлама.
Наибольшую опасность представляют остатки, накапливаемые и хранящиеся в пределах границы территории буровой.
Чрезмерное количество бурового шлама оказывает негативное влияние на окружающую среду. Поэтому правильная утилизация экологически опасных отходов бурения важна и актуальна.
Образование отходов бурения
Под шламом буровым подразумевается смесь измельченной выбуренной породы, остатков бурового раствора (БР), сточных буровых вод, которые удаляются из буровой системы.
Агрегатное состояние бурового шлама (БШ) бывает:
Происхождение отходов связано:
Процесс бурения осуществляется преимущественно в осадочных отложениях глинистых пород.
Трещины и поры частиц выбуренных пород при их гидротранспортировке на поверхность заполняются, пропитываются жидкостями (промывочной, буферной) и фильтратами бурового раствора.
Происходит модификация (видоизменение) поверхности глинистых частиц. Так образуется буровой шлам.
Необходимость утилизации
Буровой раствор в процессе утилизации отделяется от шлама и используется снова, а буровой шлам — складируется.
Накопление БШ происходит:
В состав буровых шламов входят группы загрязняющих веществ:
Шламы буровые, в зависимости от условий происхождения, могут иметь класс опасности для окружающей среды от 3 до 5.
К основным компонентам, оказывающим негативное воздействие на экологию, относятся:
Поэтому отходы БШ, содержащие такие вещества, требуют вывоза и утилизации.
ФККО и класс опасности
Согласно «Федеральному классификационному каталогу отходов» (ФККО), отходы бурения, в соответствии с условиями их происхождения, относятся к блоку 2 «Добыча полезных ископаемых».
Тип кода — 29000000000, наименование: «Отходы прочих видов деятельности в области добычи полезных ископаемых, включая геологоразведочные, геофизические и геохимические работы».
Данный тип кода содержит в себе приведенные ниже подтипы, группы, подгруппы, виды кодов ФККО.
Группа 29010000000 — проведение геологоразведочных, геохимических и геофизических работ в области изучения недр. Содержит в себе виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29010111394 | Шлам буровой. Проведение геологоразведочных работ |
Подтип 29100000000 — отходы в области добычи природного (попутного) газа, газового конденсата, сырой нефти (прочие виды деятельности).
Группа 29110000000 — отходы при бурении (добыча сырой нефти, газа природного, конденсата газового).
Подгруппа 29111000000 — отработанные буровые растворы (бурение газовых, нефтяных, газоконденсатных скважин). Содержит виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение отходов) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29111001394 | Бурение нефтяных скважин. | Прочие дисперсные системы (39). | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. |
| 29111011394 | Бурение газовых и газоконденсатных скважин. | 4 | ||
| 29111081394 | БР глинистый на водной основе, образованный при бурении скважин для добычи сырой нефти, газа природного, конденсата газового. | 4 | ||
| 29111112393 | БР на углеводородной основе. Происхождение — добыча сырой нефти, природного газа и конденсата газового. | Прочие дисперсные системы (39). | 3 | Умеренно опасные. Нарушают экологию. Длительность восстановления — 10 лет. |
| 29111411393 | Глинистый на водной основе ОБР, с добавками биоразлагаемых полимеров. Бурение связано с добычей природного газа, газового конденсата, сырой нефти. | 3 | ||
| 29111541393 | ОБР с добавлением фенольных реагентов и производных на основе фенола. Происхождение — проходка разрезов с соляно-купольной тектоникой. | 3 |
Использованные сокращения: БР — буровой раствор, ОБР — отработанный буровой раствор.
Подгруппа 29112000000 — шламы буровые (добыча сырой нефти, газа природного (попутного), газового конденсата). Содержит виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29112001394 | Шламы буровые (добыча сырой нефти). | Прочие дисперсные системы (39). | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. |
| 29112011394 | БШ (добыча газа природного и газового конденсата). | 4 | ||
| 29112081394 | БШ (добыча сырой нефти, газового конденсата, газа природного, с использованием глинистого бурового раствора на водной основе). | 4 | ||
| 29112111393 | БШ, умеренно опасный (добыча сырой нефти, газа природного, конденсата газового, с использованием БР на углеводородной основе). | 3 | Умеренно опасные. Нарушают экологию. Длительность восстановления — 10 лет. | |
| 29112112394 | БШ, малоопасный, образованный в результате добычи сырой нефти, природного газа, газового конденсата, с использованием БР на углеводородной основе. | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. |
Использованные сокращения: БШ — буровой шлам, БР — буровой раствор.
Группа 29120000000 — отходы ремонта оборудования, применяемого при добыче газа природного, конденсата газового, сырой нефти.
Подгруппа 29126000000 — прочие отходы при ликвидации и капитальном ремонте скважин.
Подгруппа 29126100000 — отходы бурения от капитального ремонта скважин. Содержит в себе виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29126111393 | БШ, образованные при капитальном ремонте скважин с использованием БР на углеводородной основе. | Прочие дисперсные системы (39) | 3 | Умеренно опасные. Нарушают экологию. Длительность восстановления — 10 лет. |
| 29126177395 | БШ (в смеси) от капитального ремонта скважин, используемых при добыче сырой нефти, газа, конденсата газового. | 5 | Практически неопасные, безвредные. Угроза для окружающей среды стремится к нулю. | |
| 29126178394 | БШ в смеси, с содержанием нефтепродуктов менее 2%, образованные от капитального ремонта скважин при добыче нефти, газа, газового конденсата. | 4 | Малоопасные. Степень воздействия — низкая. Время восстановления — от 3 лет. | |
| 29126179394 | БШ (в смеси), образованные от капитального ремонта скважин при добыче сырой нефти, природного газа, конденсата газового, содержащие более 2% нефтепродуктов. | 4 |
Использованные сокращения: БШ — буровой шлам.
Подгруппа 29220000000 — отходы бурения, связанного с добычей калийных солей. Содержит в себе виды кодов ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29220101324 | Отработанные буровые растворы, образованные при добыче калийных солей. | Твердое в жидком/суспензия |
Группа 29920000000 — отходы при добыче воды. Содержит в себе вид кода ФККО:
| Код | Наименование (происхождение) | Агрегатное состояние и физическая форма отходов | Класс опасности отходов | Расшифровка класса опасности отходов |
| 29921211395 | Буровые шламы от бурения, связанного с добычей подземных вод (пресных и солоноватых). | Прочие дисперсные системы | 5 | Практически неопасные, безвредные. Угроза для окружающей среды стремится к нулю. |
Способы переработки
После появления данных о токсичности буровых шламов (в 70-80 годах 20 века) и о миграции их компонентов в окружающей среде (особенно в грунтах и грунтовых водах) произошла переоценка используемых технологий утилизации и переработки отходов. Появились более совершенные методы и их сочетания.
Известные современные направления утилизации буровых отходов подразделяются на следующие группы (классификационные признаки):
Физические методы
Это направление представлено технологиями:
Конечной стадией способа захоронения должна служить рекультивация использованной территории или ее самозарастание. Закачка в пласт — перспективное направление, не нашедшее распространения в отечественной отрасли утилизации буровых отходов из-за высоких эксплуатационных затрат.
Химические и физико-химические
Методы включают такие способы утилизации:
Термические
Эта группа методов утилизации включает обработку отходов в печах различной конструкции.
Возможные термические процессы:
Термические способы обезвоживания, обезвреживания, утилизации буровых шламов за счет высоких температур обеспечивают уменьшение токсичности и избавляют отходы от вирусов, спор, патогенных микробов. Технологии эффективны, но не всегда экономически рентабельны.
Биологические
Включают микробиологическое и биотермическое разложение в почве и рекультивацию, а именно:
При выборе метода утилизации бурового шлама учитываются ландшафтные, природно-климатические, геологические условия. Играет роль удаленность буровых станций друг от друга, энергетические и транспортные затраты на реализацию того или иного способа.
Утилизация бурового раствора
Самым доступным направлением утилизации отработанного бурового раствора (ОБР) считается его повторное использование для бурения новых скважин.
Другие методы:
Также существует технология подземного захоронения ОБР. Отходы собираются в амбары. В первой секции — шламовом амбаре оседают механические примеси, а жидкая субстанция бурового раствора уходит во вторую секцию — накопительный амбар, из которого закачивается в поглощающие пласты.
Возможности повторного использования
Перспективное направление, связанное с утилизацией буровых отходов — повторное использование переработанного сырья.
Это получение строительных материалов:
Видео по теме
В данном видео поэтапно показан процесс переработки отходов бурения:
Заключение
В мировой практике используют разные направления утилизации бурового шлама. Большинство из них включает захоронение, термическое обезвоживание, отверждение, а также утилизацию с целью получения на основе бурового шлама продукции (повторное использование).
Несмотря на внедрение современных технологических решений, унифицированного способа утилизации и обезвреживания, подходящего для всех задач, не существует.
Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, в соответствии с назначением предприятия, климатическими и геологическими условиями местности, составом бурового раствора и другими условиями.
И, несомненно, любой из выбранных способов утилизации, отвечающий условиям предприятия, сыграет свою положительную роль в снижении негативного воздействия буровых отходов (в зависимости от кода ФККО и класса опасности), на окружающую среду.