Способ для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2372439
Дата публикации: 
Вторник, Ноябрь 10, 2009
Начало действия патента: 
Пятница, Май 23, 2008

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к очистке отсева щебеночного и/или асбестового балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений, и может быть использовано на железнодорожном транспорте. Отсев щебеночного и/или асбестового балласта загружают в устройство для промывки. Промывку отсева балласта ведут путем механического перевешивания с моющим раствором. После промывки отсев балласта и загрязненный моющий раствор отводят совместно и разделяют. При разделении отсев балласта рассеивают на фракции и отводят для использования по назначению. Отделенный загрязненный моющий раствор через сопла подают в отстойник центробежного типа для очистки путем разделения фаз. Из отстойника отводят раздельными потоками выделенные нефтепродукты, моющий раствор и шлам. Шлам обезвоживают и затем обезвреживают с использованием химических реагентов. Моющий раствор подвергают очистке от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов. Образующийся осадок солей тяжелых металлов периодически отводят на стадию обезвреживания шлама. Очищенный моющий раствор вновь подают на стадию механической промывки отсева балласта. Перед подачей моющего раствора на стадию промывки в него вводят техническое моющее средство, не требующее нагрева воды. Достигается высокая степень очистки отсева балласта при одновременном эффективном разделении фаз, снижение образования опасных отходов и энергозатрат на процесс. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.


Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к очистке отсева щебеночного и/или асбестового балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений, солей тяжелых металлов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте и во всех областях промышленности, в которых используются, транспортируются или хранятся нефть и нефтепродукты.

В результате разливов нефтепродуктов при аварийных ситуациях, утечек из цистерн во время заправки, перевозок и отстоя из-за неисправности котлов и сливных приборов цистерн происходит загрязнение щебеночного и асбестового балласта железнодорожных путей.

Известен способ очистки щебня рельсового пути при помощи установки грохочения для отделения мусора, перемещаемого ленточным транспортером, а также при помощи подачи воды. При этом очищенный после двойной очистки механическим способом и струями воды щебень снова вносят на рельсовый путь, загрязненную воду очищают в отстойниках, а осажденную грязь наносят на мусор для их совместной транспортировки ленточным транспортером в накопительный вагон (см. RU, №2249643, Е01В 27/06, 2005).

Данный способ неэффективен для очистки щебеночного и асбестового отсева балласта железнодорожных путей от нефтяных загрязнений вследствие того, что большое количество нефтяных загрязнений и мелкой фракции остаются связанными с обрабатываемым материалом, а также образуется значительное количество отходов III класса опасности.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов (см. RU, №2219304, Е01Н 15/00, 2003).

Известный способ очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов включает предварительную очистку загрязненного материала от мусора, обладающего парусностью, сбор загрязненного материала путем засасывания его воздухом, загрузку его в промывочную емкость, отмывку моющим раствором, содержащим поверхностно-активные вещества, при одновременной подаче сжатого воздуха в противоток загружаемому материалу, причем часть сжатого воздуха подают в верхнюю часть промывочной емкости вдоль поверхности жидкости; выгрузку из промывочной емкости отмытого материала с использованием его по назначению и подачу нефтесодержащей эмульсии и загрязненного моющего раствора из промывочной емкости в многосекционную установку для последующей их очистки путем разделения фаз, причем нефтесодержащую эмульсию перед очисткой фильтруют; удаление из многосекционной установки выделенных нефтепродуктов, очищенного моющего раствора с повторным его использованием для отмывки и шлама, который затем подвергают дополнительному фазовому разделению с последующим направлением выделенной жидкой фазы в установку на повторную очистку.

Недостатками известного способа очистки материала основы дорожного покрытия от нефти и нефтепродуктов являются ограничение размера фракции промываемого материала (не более 3-5 мм), низкая эффективность очистки материала основы дорожного покрытия от нефтепродуктов методом барботирования суспензии в промывочной камере, невозможность удаления солей тяжелых металлов, необходимость нагрева моющего раствора до температуры 40-55°C и связанный с этим расход топлива.

Задачей изобретения является создание нового экологически чистого способа для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в высокой степени очистки отсева балласта при одновременном эффективном разделении фаз, снижении образования опасных отходов и энергозатрат на процесс.

Указанный технический результат достигается в способе для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта, заключающемся в том, что загружают отсев щебеночного и/или асбестового балласта в устройство для промывки, промывку ведут путем механического перемешивания отсева балласта с моющим раствором, содержащим техническое моющее средство, после промывки отсев балласта и загрязненный моющий раствор отводят совместно и разделяют, причем при разделении отсев балласта рассеивают на фракции с последующей подачей их для использования по назначению, отделенный загрязненный моющий раствор через сопла подают в отстойник центробежного типа для очистки путем разделения фаз, отводят из отстойника раздельными потоками выделенные нефтепродукты, моющий раствор и шлам, который обезвоживают и затем обезвреживают с использованием химических реагентов, а моющий раствор подвергают очистке от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов и вновь подают на стадию промывки отсева балласта, при этом образующийся осадок солей тяжелых металлов периодически отводят на стадию обезвреживания шлама.

В моющий раствор, очищенный от растворимых солей тяжелых металлов, перед подачей на стадию промывки отсева балласта для восполнения потерь дополнительно вводят техническое моющее средство (ТСМ), не требующее нагрева воды.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема секции промывки отсева щебеночного и/или асбестового балласта, на фиг.2 - схема секции очистки и подготовки моющего раствора.

На фиг.1 показаны: 1 - приемный бункер, 2 - транспортер, 3 - загрузочное устройство, 4 - устройство для механической промывки, 5 - трубопровод для подачи моющего раствора, 6 - устройство для разделения, 7 - транспортеры для выгрузки очищенных фракций отсева балласта, 8 - насос, 9 - трубопровод для отвода загрязненного моющего раствора, содержащего фракции отсева балласта размером менее 1 мм.

На фиг.2 показаны: 10 - отстойник центробежного типа, 11 - сопла, 12 - нефтесборник, 13 - трубопровод для отвода всплывших нефтепродуктов, 14 - насос, 15 - трубопровод для вывода шлама, 16 - трубопровод для подачи загрязненного моющего раствора, 17 - устройство для очистки от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов, 18 - насос-дозатор для подачи технического моющего средства, 19 - трубопровод для отвода очищенного моющего раствора, 20 - трубопровод для сброса осадка из устройства для очистки, 21 - устройство для обезвоживания шлама, 22 - трубопровод для отвода обезвоженного шлама, 23 - устройство для химического обезвреживания шлама, 24 - транспортер для подачи химического реагента, 25 - бункер для обезвреженного шлама, 26 - транспортер для загрузки обезвреженного шлама в бункер, 27 - трубопровод для возврата сточных вод в отстойник центробежного типа, 28 - электрощит управления.

Загрязненный отсев балласта загружают грейдером в приемный бункер 1, далее транспортером 2 направляют через загрузочное устройство 3 в устройство 4 для механической промывки, производительностью 15 м3 отсева балласта в час. В устройство 4 для механической промывки одновременно с отсевом балласта подают по трубопроводу 5 очищенный моющий раствор из расчета 4 объема моющего раствор на 1 объем отсева балласта или 60 м3 в час. Механическое перемешивание загрязненного отсева балласта с моющим раствором обеспечивает непрерывный контакт моющего раствора с загрязненным отсевом балласта, что увеличивает степень его очистки и уменьшает время обработки. Кроме того, механическое перемешивание обеспечивает высокую степень промывки без дополнительного нагрева моющего растворa перед подачей его на стадию промывки, что приводит к снижению энергозатрат на процесс.

Полученная суспензия из отсева балласта и загрязненного моющего раствора из устройства 4 для механической промывки выдавливается в устройство 6 для разделения, в котором происходит разделение отсева балласта на фракции, а загрязненный моющий раствор, содержащий нефтепродукты и фракцию отсева балласта менее 1 мм, подают в секцию очистки и подготовки моющего раствора. При этом за счет отделения крупных фракций соотношение объема моющего раствора к объему отсева балласта увеличивается и составляет 12/1. Соли тяжелых металлов переходят в моющий раствор, а нефтепродукты адсорбируются на поверхности микрочастиц.

Очищенные фракции отсева балласта 40 - 20 мм, 20 - 5 мм, 5 - 1 мм транспортерами 7 направляют на площадки накопления. С площадок накопления очищенные фракции далее отгружают потребителю.

Загрязненный моющий раствор, содержащий нефтепродукты и фракцию отсева балласта менее 1 мм, насосом 8 перекачивают по трубопроводу 9 и подают через сопла 11 в отстойник 10 центробежного типа секции очистки и подготовки моющего раствора (фиг.2). В отстойнике 10 происходит расслоение загрязненного моющего раствора на всплывающие нефтепродукты, загрязненный моющий раствор и шлам. Объем отстойника центробежного типа составляет 120 м3. За счет создаваемого в отстойнике системой сопел вращения загрязненного моющего раствора эффективность расслоения его повышается в 4 раза по сравнению с обычными отстойниками. В верхней части отстойника 10 в виде пленки накапливаются нефтепродукты, в средней части - загрязненный моющий раствор, вблизи дна - шлам.

Нефтяные пленки собираются плавающим нефтесборником 12 и выводятся через трубопровод 13 в емкость некондиционных нефтепродуктов (на чертеже не показана), далее их передают на специализированное предприятие для утилизации. Выделенные нефтепродукты могут быть использованы как добавка к котельному топливу.

Шлам по мере накопления и сигналу емкостного датчика, устанавливаемого вблизи дна отстойника 10, выдавливается столбом жидкости и по трубопроводу 15 подается в устройство 21 для обезвоживания шлама. Скорость образования шлама равна порядка 5 м3/час. Остаточная концентрация нефтепродуктов в шламе после стадии промывки раствором ТМС составляет не более 1%. Остаточная концентрация солей тяжелых металлов не выше предельно допустимой концентрации.

Моющий раствор из середины отстойника 10 насосом 14 по трубопроводу 16 подают в устройство 17 для очистки от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов. После каждого цикла очистки отсева балласта до 10-15% ТМС адсорбируется на механических частицах и выводится из процесса, поэтому насосом-дозатором 18 в очищенный раствор добавляют ТМС. Очищенный моющий раствор отводят по трубопроводу 19 и направляют по трубопроводу 5 в устройство 4 для механической промывки (см. фиг.1).

Обезвоженный шлам после устройства 21 по трубопроводу 22 направляют в устройство 23 для химического обезвреживания, в который также подают по трубопроводу 20 осадок солей тяжелых металлов из устройства 17 для очистки от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов. Сточные воды из устройства 21 для обезвоживания шлама по трубопроводу 27 возвращают в отстойник центробежного типа. В устройстве 23 для химического обезвреживания происходит смешение загрязненного нефтепродуктами шлама и подаваемого по транспортеру 24 химического реагента на основе извести с образованием гидрофобных нерастворимых комплексов, не опасных для окружающей среды. Обработанный в реакторе 23 шлам через транспортер 26 поступает в бункер 25.

Формула изобретения

1. Способ для обезвреживания и утилизации отсева щебеночного и/или асбестового балласта, включающий загрузку его в устройство для промывки, промывку моющим раствором, содержащим техническое моющее средство, удаление отмытого отсева балласта и подачу его для использования по назначению, отвод загрязненного моющего раствора и последующую его очистку путем разделения фаз, удаление выделенных нефтепродуктов и подачу очищенного моющего раствора для повторного его использования для промывки отсева балласта, отличающийся тем, что промывку отсева балласта ведут путем механического перемешивания отсева балласта с моющим раствором, содержащим техническое моющее средство, после промывки отсев балласта и загрязненный моющий раствор отводят совместно и разделяют, причем при разделении отсев балласта рассеивают на фракции с последующей подачей их для использования по назначению, отделенный загрязненный моющий раствор через сопла подают в отстойник центробежного типа для очистки путем разделения фаз, отводят из отстойника раздельными потоками выделенные нефтепродукты, моющий раствор и шлам, который обезвоживают и затем обезвреживают с использованием химических реагентов, а моющий раствор подвергают очистке от солей тяжелых металлов и остаточных нефтепродуктов и вновь подают на стадию промывки отсева балласта, при этом образующийся осадок солей тяжелых металлов периодически отводят на стадию обезвреживания шлама.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в моющий раствор, очищенный от растворимых солей тяжелых металлов, перед подачей на стадию промывки отсева балласта для восполнения потерь дополнительно вводят техническое моющее средство, не требующее нагрева воды.