Материал: Экологическое влияние переработки буровых отходов методом солидации в геотекстильных контейнерах

.3 Продукты переработки буровых отходов

Полученный в результате обезвреживания продукт может быть использован в строительстве. Предварительно обезвреженный буровой шлам используется в производстве строительных материалов - кирпича, керамзита, мелкоразмерных строительных изделий связующих смесей дорожного покрытия, а также инертного грунта для обратной засыпки карьера, в планировке рельефа местности, рекультивационных целей и т.п.

Возможная номенклатура продуктов утилизации:

Мелкоразмерные стройизделия, сплиттерные блоки по СТ 91395-1910-ТОО-01-2012. Область применения строительство ограждающих конструкций, подсобных и временных зданий;

Связующие смеси по СТ 91395-1910-ТОО-02-2012 Автомобильные дороги. Возможно использование для устройства оснований и дополнительных слоев оснований автодорог с капитальным, облегченным и переходными типами дорожной одежды.

В случае обнаружения в буровом шламе нефтяных включений, он будет изолирован от общей массы отходов и сдан на утилизацию.

Мелкоразмерные стройизделия производятся на формовочном оборудовании типа Строймастер М 600, куда входит растворобетонный узел, транспортерная лента для подачи раствора в бункер, вибростанка и формовочного пресса. Схема формовочного пресса показана на рисунке 2.3.1, технические характеристики в таблице 2.3.1. Соотношение бурового шлама и вяжущего агента в данном процессе берется от 1/10 до 1/5 в зависимости от схватывающей активности шлама.

Работы по переработке отходов и производству строительных материалов будут проводиться на специально отведенном участке с установкой необходимого оборудования. Схематичное изображение оборудования, планируемое к размещению на участке, приведено на рисунке 2.3.1 и 2.3.2.

Рисунок 2.3.1 - Формовочный комплекс

Таблица 2.3.1 - Технические характеристики формовочного комплекса

Питание комплекса осуществляется дизельной электростанцией KIPOR KDE 40 ST3, мощностью 35 кВт.

Для приготовления связующих смесей для грунтовых дорог используется бетонно-смесительный узел типа СМ-15С со скиповым подъемником производительностью до 15 м3. Схема узла показана на рисунке 2.3.2, технические характеристики в таблице 2.4.2. Соотношение бурового шлама и вяжущего агента в приготовлении смеси берется от 1/20 до 1/15 в зависимости от схватывающей активности шлама.

Данные установки будут размещены на участке по переработке отходов. Участок для переработки отходов будет размещен на специально выделенной территории.

Таблица 2.3.2 - Характеристики бетонно-смесительного узла СМ-15С

Рисунок 2.3.2 Схема бетонно-смесительного узла СМ-15С.

Готовая смесь выгружается в кузов самосвала на шасси а/м КАМАЗ и доставляется до места назначения.

.4 Этапы процесса утилизации бурового шлама и сточной воды

Укладка контейнеров осуществляется на предварительно спланированную ровную площадку примерными размерами 20х30 метров. Схематичное изображение устройства контейнера приведено на рисунке 2.4.1.

Рисунок 2.4.1 - Устройство геотекстильного контейнера

По периметру участка устраивается обваловка высотой 1/3-2/3 от максимальной высоты геотекстильных контейнеров. См. рисунок 2.4.1

Рисунок 2.4.1 - Обваловка периметра участка

По всей поверхности участка укладывается водонепроницаемая мембрана. Дно участка выстилается дренажным слоем, состоящим из щебня или гравия, см. рисунок 2.4.2.

Рисунок 2.4.2 - Укладка водонепроницаемой мембраны

При необходимости сбора и повторного использования воды, контейнеры распределяют по поверхности деревянных паллет, под которыми устроено водонепроницаемое основание (как описано выше), расположенное под уклоном в 5º для обеспечения свободного стока фильтрата к месту его откачки в накопительную емкость:

Затем по всей длине участка с помощью монтажных ремней раскатывается контейнер Геотекстильных контейнеров, к которому подключаются системы закачки отходов и, при необходимости, патрубки подачи коагулянтов, см. рисунок 2.4.3 .

Рисунок 2.4.3 - Подключение системы закачки отходов

Гибкие шланги подсоединяются к входным патрубкам. Для регулировки скорости подачи отходов служат пережимные вентили, см. рисунок 2.4.4.

Рисунок 2.4.4 - Пережимные вентили для регулировки скорости подачи отходов

После тестирования системы начинается заполнение контейнера и отделение сточной воды от буровых отходов, см. рисунки 2.4.5 и 2.4.6. В холодное время циклы замораживания-оттаивания увеличивают эффективность обезвоживания.

Рисунок 2.4.5 - Заполнение контейнера

Рисунок 2.4.6 - Отделение сточной воды от буровых отходов

На последнем этапе осуществляется вскрытие заполненного контейнера и утилизация твердой фазы, см. рисунок 2.4.7.

Рисунок 2.4.7 - Вскрытие заполненного контейнера и утилизация твердой фазы

После вскрытия контейнера, его содержимое подвергается нейтрализации путем солидификации.

В дальнейшем твердая фаза собирается и перевозится автотранспортом на специальный участок по переработке отходов. Участок для переработки отходов будет размещен на специально отведенной территории.

Уже на участке по переработке буровой шлам будет смешиваться с вяжущим агентом и подвергается прессованию на формовочном оборудовании для стабилизации химических веществ в твердой матрице или поступает на бетонно-смесительный узел для приготовления связующих смесей дорожного полотна.

Предлагается безотходный метод ведения производства, в процессе которого без остатка утилизируется весь объем полученных буровых отходов. Это достигается путем повторного использования очищенной воды для приготовления растворов и производства строительных материалов или ремонта подъездных дорог из консолидированной твердой фазы.

Также возможна переработка бурового шлама на формовочном оборудовании с получением готовой продукции в виде сплиттерных блоков, находящих применение в хозяйственных нуждах. Рисунок 2.4.8 и 2.4.9.

Помимо изготовления сплиттерных блоков, твердая фаза может быть использована в строительстве и ремонте подъездных дорог.

Комплектация опытно-промышленной площадки для испытания процесса обезвоживания отходов бурения в геотекстильных контейнерах при шламовом амбаре приведена на рисунке 2.4.10 и 2.4.11. (два контейнера CT 500 D Р10,0 - контейнеры размером 5×5 м по 26 м³ вмещающего объема каждый).

Рисунок 2.4.10 - Площадка геотекстильных контейнеров

Рисунок 2.4.11 - Испытание обезвоживания в геотекстильных контейнерах

3.Характеристика окружающей среды района осуществления производственной деятельности

.1 Общая физико-географическая характеристика

В административном отношении производственные участки находятся в Жамбылской области Республики Казахстан, в 170-200 км к северу от г. Тараз.

Географически они расположены в юго-западной части песков Мойынкум, которые в рассматриваемом районе занимают междуречье Чу и Таласа, с юго-запада к ним примыкает предгорная равнина Малого Каратау, являющегося ветвью Большого Каратау.

В орографическом отношении район месторождений представлен бугристыми песками Мойынкум с относительным превышением песчаных гряд северо-западного направления до 20 м. Граница песков на юге и юго-востоке имеет северо-западное простирание, вдоль нее протекает река Талас.

Абсолютные отметки рельефа местности в районе месторождений +350 - +360 и увеличиваются в районе г. Тараз до +600 м. Местность на всем протяжении равнинная, воздымающаяся к югу, в сторону Тянь-Шаня.

Источниками водоснабжения непосредственно на площади месторождения являются колодцы и артезианские скважины, уровень воды в которых находится на глубине 10-20 м от устья. Водоносные горизонты палеогена залегают на глубине 160-220 м, содержат воду с минерализацией 3-5 г/л.

Строительный материал - гравий, песок в избытке имеется в русле реки Талас, протекающей в 75 км на юго-западе. Бутовый камень разрабатывается в 120 км на севере, у с. Уланбель. Непосредственно через площадь Амангельды проходит с юго-востока (от Жамбыльской ГЭС) на северо-запад высоковольтная линия электропередач (ЛЭП) районного значения.

Ближайший населенный пункт - село Уюк находится в 70 км к югу, у р.Таспас.

С населенными пунктами месторождения соединяются грунтовыми дорогами, которые пригодны для движения только в летнее и морозное зимнее время. Асфальтированная шоссейная дорога соединяет областной центр Джамбул с селами Акколь, Уюк и Уланбель.

Климат района резко континентальный с сухим жарким летом (до +40°С) и холодной (до -30°С) малоснежной зимой. Господствующее направление ветров северовосточное.

Климат района резко-континентальный с сухим жарким летом (до +40 0С) и холодной (до -40 0С) малоснежной зимой, продолжительность отопительного сезона 178 суток (с 15 октября по 15 апреля). Господствующее направление ветров - северо-восточное.

Рисунок 3.1.1 - Обзорная карта района размещения промышленной площадки

.2 Природно-климатическая характеристика

Характерными особенностями климата Жамбылской области является значительная засушливость и континентальность. Это объясняется расположением территории области внутри Евроазиатского материка, удаленностью от океанов, особенностью атмосферной циркуляции, способствующей частому образованию ясной или малооблачной погоды, а также южным положением, что обеспечивает большой приток солнечного тепла.

Кроме того, значительную территорию области занимают пустыни (Бетпак-Дала и Мойынкум) и только юго-западные, южные и юго-восточные окраины заняты горами (Каратау, Киргизские и Шу-Илийские). Эти различия рельефа вносят большое разнообразие в климат области.

Континентальность климата проявляется в резких температурных контрастах дня и ночи, зимы и лета, в быстром переходе от зимы к лету. В южной горной части области черты континентальности смягчены: зима здесь мягче и обеспеченность осадками лучше. Пустынные равнины северных и центральных районов области особенно засушливы.

Лето здесь очень жаркое, средняя июльская температура колеблется от 21 до 25° С, в отдельные дни температура воздуха достигает 45-48° С (абсолютный максимум). Зато зима по своей суровости не соответствует географической широте. Самый холодный месяц - январь, средняя температура которого -8, -12° С на севере области и -4, -7° С на юге. Холодный арктический воздух зимой, проникая на юг области, вызывает сильные морозы, достигающие -45, -50 ° С (абсолютный минимум).

Период со средней суточной температурой воздуха выше 0°С довольно продолжителен. На севере области он составляет 240-250 дней, в центральных районах 260-270 дней.

В целом осадков в области выпадает мало, особенно в ее равнинной части (140-220 мм в год). Ничтожное количество осадков (135 мм в год) отмечается на северо-востоке области у побережья оз. Балхаш. В предгорных районах количество осадков увеличивается до 210-330 мм. В горах Кыргизского Алатау выпадает 400-500 мм осадков. По сезонам года осадки распределяются крайне неравномерно - большая часть их приходится на зимне-весенний период.

Почти на всей территории области преобладают восточное и северо-восточное направления ветра, и только на крайнем юге чаще повторяются ветры южного и юго-восточного направления. Средняя скорость их 2,5-3,5 м/с. В горных районах действуют ветры, образование которых обусловлено местными особенностями (фены, горно-долинные и др.).

В таблице 3.2.1 дана средняя температура за 2014 год.

Таблица 3.2.1 - Климат Жамбыльской области

Климат рассматриваемого района является резко континентальным с жарким сухим продолжительным летом и холодной малоснежной зимой. Для климатической характеристики изучаемого района использовались многолетние данные ближайшей метеорологической станции Уюк.