Новые технологии в процессе очистки подземных вод от растворенных углеводородов

04.06.19
Категория: Новости сайта
Просмотры: 1150

Новые технологии в процессе очистки подземных вод от растворенных углеводородов

Аннотация. В работе рассматриваются инновационные инструменты и процессы для осуществления очистки подземных вод от углеводородов. Рассмотрена последовательность и этапы организации обследования участка и строительства скважин. Приводится схема организации проекта на абстрактном участке. Предложены два варианта удаленного наблюдения. Приводятся примеры практического применения эмиттеров Waterloo в процессах биостимуляции. Показываются возможности и эффективность оборудования Solinst в сравнении с традиционными методами ремедиации.

Введение

     Классическая схема очистки подземных вод от углеводородов обычно предполагает перехват загрязнённых подземных вод, их последующую очистку сорбентами и иными препаратами, удаление свободных углеводородов из образовавшихся на поверхности подземных вод линз, промывку загрязненной почвы различными препаратами. Возможно развитие процесса в направлении насыщения подземных вод кислородом путем нагнетания воздуха в подземный пласт, либо аэрация предварительно откачанной воды из мест искусственной разгрузки с последующим использованием для промывки почвы [1]. Технологии достаточно широко используются и позволяют достигнуть положительных результатов при совмещении аэробной биодеградации с новыми подходами в биостимуляции [2].

Обзор технологии доставки кислорода в зону дисперсии углеводородов.

      Авторский коллектив, представляющий компанию «ЛНК» г. Пермь, РФ в проекте не затрагивает стадии откачки свободных углеводородов из линз загрязнения и промывки почвы, хотя при необходимости все этапы экологического проекта могут быть совмещены.

      Новизной данной технологии является способ подачи кислорода зону загрязнения подземных вод посредством специально разработанного оборудования – Эмиттера Waterloo Solinst Модель 703 [3]. Название раскрывает характер новизны – кислород доставляется в зону загрязнения подземных вод посредством эмиссии из пневматической системы через специальные трубчатые мембраны на молекулярном уровне. Институт Waterloo разработчик данного метода подачи кислорода в подземные воды (Патент США № 5,605,634).

      Технология нашла достаточно широкое применение в США и Канаде, осуществлён ряд проектов в Европе и Саудовской Аравии [4].  На практике доказана эффективность данного метода и его преимущества, особенно в части эксплуатационных затрат [5]. Произведено практическое сравнение данной технологии с электролизом, как способа доставки кислорода в подземные воды. Результаты не в пользу применения электролиза [6]. Так же преимуществом данной технологии является исключение из экологического проекта масштабных и затратных этапов: устройство разгрузочных ловушек, предполагающих производство большого объема земляных работ, приобретение и эксплуатацию воздуходувной техники, работ связанных с перекачкой больших объемов воды.

      Передача кислорода в данной технологии описывается законом Фика, движущей силой является разность концентрации по разные стороны мембраны. Перемещение подземных вод обеспечивает постоянный отток насыщенной кислородом среды и поддержания необходимой разности концентраций. Замеры содержания растворенного кислорода в ходе процесса показывают увеличение концентрации на 500% в зоне эмиттера [7].

       На основании имеющегося опыта разработаны инструкции по использованию эмиттеров в реальных условиях [8]. Компания «ЛНК» готова организовать изыскания, поставку и ввод в эксплуатацию оборудования, привлечь авторитетных исполнителей микробиологической части проекта и зарубежных консультантов, имеющих значительный практический опыт реализации подобных проектов (In Situ RSL, Канада).

      Предлагаемый проект особенно актуален в случае загрязнения ароматическими углеводородами, МТБЭ и хлорорганическими соединениями. На практике доказана высокая скорость ликвидации загрязнения и высокая эффективность. 

       Наибольших успехов и развития данный метод нашел в проектах компании In Situ RSL, Канада [9].

Этапы организации проекта и применяемое оборудование.

      В данной статье кратко описывается производство работ на абстрактном участке с определенными условиями загрязнения.

        На рис. 1 представлен план размещения объектов проекта очистки подземных вод от углеводорода на отвлеченной площадке с показателем фронта загрязнения 30 п.м. и 4 м глубиной. На начальном этапе производится актуализация параметров загрязнения. С этой целью, по согласованию с владельцем объекта, производится отбор проб подземных вод с использованием буровой установки 9110 LAP фирмы «AMS», США [10], забивных пьезометров Модель 615 [11], 660 [12], перистальтических насосов Модель 410 [13], производства компании «Solinst», Канада.  [14], производится анализ параметров загрязнения и физико-химических показателей подземных вод. На основании полученных данных строится модель загрязнения, определяются пространственно-временные закономерности загрязнения, строится модель с описанием направления и скорости распространения загрязнения. Производятся микробиологические исследования и определяются активные к компонентам загрязнения эндемичные микроорганизмы.   Определяются места установки многоуровневых систем мониторинга и телеметрического поста наблюдения. Так же определяется место бурения и параметры скважин для установки эмиттеров. В зависимости от характера загрязнения устанавливаются необходимые размеры и материал эмиттеров. В проект заложены 150мм эмиттеры с силиконовой трубчатой мембраной.

       Наиболее актуальными для установки эмиттеров считаются места естественной разгрузки подземных вод и границы ответственности заказчика.

       Составляется проект организации буровых работ и согласовывается с заказчиком. Разрабатывается проект по установке и обвязке эмиттеров. Производятся микробиологические исследования с целью наработки биомассы активных микроорганизмов, достаточной для ведения процесса биостимуляции.

       Эмиттеры могут быть установлены как в не обсаженные, так и в оборудованные фильтрами скважины. В проекте предусмотрено оборудование скважин обсадными трубами с фильтрами в зоне установки эмиттеров. На рис.3 показан двух ярусный вариант установки эмиттеров. В проекте заложена 3х ярусная установка, возможность которой обусловлена конструкцией эмиттера. На рис.2 представлена схема обвязки эмиттеров кислородом из одного источника. Проектом предполагается использование двух источников кислорода для повышения надежности и автономности. Так же предполагается установки игольчатого клапана для продувки трубопроводов.

       Производится оборудование мониторинговых скважин 3х-уровневыми системами СМТ компании «Solinst». В проекте заложено 8 скважин для мониторинга процесса аэробной ремедиации: 4 до фронта эмиттеров, 4 после. Так же предусмотрено обустройство уровневого поста дистанционного мониторинга, в составе: станция телеметрии Solinst 9500 LevelSender [15] или Solinst 9100 STS Edge [16], регистратор уровня, температуры и электропроводности Solinst 3001 LTC Levelogger Edge [17].

      Бурение скважин производится полым шнеком или колонковым способом без применения воды. Глубина бурения определяется на основании данных о загрязнении. В настоящем проекте заложена глубина 20 метров от дневной поверхности. Перед установкой обвязанные эмиттеры подвергаются проверке на герметичность. Центральный канал эмиттеров оборудуется дополнительной трубкой для подачи биомассы и питательных веществ для проведения процесса биостимуляции.

      Площадка зоны производства работ огораживается сетчатым ограждением и обустраивается. Устанавливается видеонаблюдение.

     После установки всего комплекса оборудования и обустройства площадки производится отбор проб подземных вод для введения начальных параметров биоремидиации, осуществляется отладка режима подачи кислорода и мероприятия плана биостимуляции. Автономность работы системы определяется проектом и уточняется при отборе проб контроля процесса.

      Дальнейшее развитие событий возможно в различных вариантах. Проектом предусмотрен демонтаж оборудования и рекультивации площадки по достижению нормативных показателей подземных вод. Возможно продление эксплуатации, вплоть до обустройства зоны разгрузки подземных вод долгосрочным заграждением.

Заключение

        Разработчики рассчитывают на тиражирование данного проекта очистки подземных вод при ликвидации подобных загрязнений на объектах заказчика.

       По мнению разработчиков, данный проект выгодно отличается от традиционных способов очистки подземных вод. Прежде всего привлекает внимание невысокая стоимость оборудования, низкие эксплуатационные затраты, возможность реализации проекта практически в любых условиях. Вовлечение в проект новейших разработок в сфере биоремидиации значительно повышает эффективность проекта в целом.

       На территории Республики Казахстан работы выполняет родственное предприятие ТОО «LNDC Kazakhstan ltd. (ЛНК Казахстан)» [18], что обеспечивает проекту значительное казахское содержание.  

Благодарность. Выражаем глубокую благодарность геологическому сообществу Республики Казахстан за возможность данной публикации.

Коллектив ООО «ЛНК» благодарит заслуженного эколога РФ, к. г.-м. наук Максимовича Николая Георгиевича за методические рекомендации по подготовке данной публикации.

Роговский Г.М.1, Роговский А.Г.2, Биктимиров А.В.3  –  Лаборатория Неразрушающего Контроля ООО, г. Пермь

Список литературы:

Халилова Д.И., Юнусова Д.М. Анализ методов очистки нефтезагрязненных почв при авариях на объектах нефтегазовой отрасли и транспорте

Хмурчик В.Т., Максимович Н.Г. Использование аборигенной микрофлоры для борьбы с нефтяным загрязнением подземных вод

Эмиттер Waterloo Solinst Модель 703 [Электронный ресурс

Кашир М., Баркер Дж., МакГрегор Р., Шуакар-Сташ О. Аэробная биодеградация углеводородов в высокотемпературных и соленых подземных водах [Электронный ресурс]

In-Situ Enhanced Bioremediation of MTBE and BTEX at a California gas station site [Электронный ресурс]

Comparative Evaluation of Oxygen Diffusion & H2O Electrolysis Technology [Электронный ресурс]

BTEX, PHC F1, F2, F3 IN TORONTO [Электронный ресурс]

Waterloo Emitter™ Installation Instructions [Электронный ресурс]

InSitu Remediation Services Ltd. [Электронный ресурс]

AMS 9110 LAP [Электронный ресурс]

Забивной пьезометр Solinst Модель 615 [Электронный ресурс]

Забивной профилировщик грунтовых вод Solinst Модель 660 [Электронный ресурс]

Перистальтический насос Solinst Модель 410 [Электронный ресурс]

Solinst Canada Ltd [Электронный ресурс]

Удаленный мониторинг скважин Solinst 9500 LevelSender [Электронный ресурс]

Удаленный мониторинг скважин Solinst 9100 STS [Электронный ресурс]

Регистратор уровня, температуры и проводимости (солености) Модель 3001 LTC Levelogger Edge [Электронный ресурс]

ТОО «LNDC Kazakhstan ltd. (ЛНК Казахстан) [Электронный ресурс]

При использовании информации ссылка на информационно-аналитический портал недропользования Казахстана (www.infonedra.kz) обязательна

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Вы комментируете от имени гостя.

Все вакансииРазместить вакансию

Вакансии