Как утилизировать Фуллерову землю?

Немного истории

Исторически первым применением адсорбционной очистки было удаление нежелательных веществ асфальтового или смолистого происхождения из нефтяных фракций. Такие процессы появились практически одновременно с зарождением нефтяной промышленности. Вначале в качестве адсорбента использовался так называемый костяной уголь (осветление керосина, а позже – и более тяжелых нефтепродуктов). Но со временем он был вытеснен Фуллеровой землей, которая показала большую эффективность при очистке цилиндровых дистиллятов. Впервые этот факт был подтвержден в далеком 1893 году.

На сегодня одним из важнейших промышленных применений адсорбционной очистки можно считать удаление сильно окрашенных веществ смолистого характера из смазочных масел. При перколяции через Фуллерову землю нефтяные фракции разделяются на части, различающиеся по цвету, удельному весу и другим свойствам. Впервые это явление в печатных источниках отмечается Дэем. Именно после его публикации многие исследователи обратили внимание на данное свойство Фуллеровой земли. Так, например, Кауфман при фильтрации концентрированного цилиндрового масла через Фуллерову землю обнаружил, что первая порция выходящего продукта имела более низкую плотность и вязкость, и намного более низкое коксовое число, чем последующие фракции. Свойства каждой новой порции все больше приближались к свойствам исходного сырья.

Как утилизировать Фуллерову землю?

Было установлено, что изменение свойств наблюдается вследствие избирательной адсорбции сернистых, азотистых и кислородсодержащих соединений, а также полициклических и ароматических углеводородов. Сейчас на основе этих особенностей работают два процесса – контактная очистка и перколяция.

При контактной очистке масло контактирует с адсорбентом в течение определенного времени при необходимой температуре. После этого адсорбированные нежелательные компоненты отделяются от нефтепродукта.

При перколяции очищаемое масло пропускается через колонну с Фуллеровой землей под давлением, которое и обеспечивает необходимую скорость потока. Для осуществления процесса необходимо применение адсорбента в гранулированном виде. Тонкоизмельченная земля может использоваться только для контактной очистки.

Реактивация Фуллеровой земли: реально ли?

После завершения процесса обработки смазочного масла Фуллерова земля может содержать до 35-40% смолистых и масляных веществ. Утилизировать загрязненный и покупать новый сорбент после каждой следующей очистки нецелесообразно. Во-первых, постоянная закупка Фуллеровой земли обойдется очень недешево. Во-вторых, следует решать проблемы утилизации, что требует определенных затрат времени и финансов, далеко не всегда заложенных в бюджет предприятия.

Учитывая эти факторы, конструкторский     отдел компании GlobeCore разработал уникальную технологию, позволяющую реактивировать Фуллерову землю непосредственно в установке регенерации загрязненного масла. Применяемые технологии делают возможной эксплуатацию данного материала в течение 2-3 лет. При этом качество обработки масла остается на неизменно высоком уровне. Эта особенность выгодно отличает оборудование GlobeCore от оборудования других производителей.

Но Фуллерова земля все же не может использоваться вечно. По истечении указанного периода все же нужно позаботиться об ее утилизации. Рассмотрим законодательные механизмы, направленные на работу с истощенными сорбентами.

Как это делают в ….

… странах Европейского Союза. Правовое регулирование обращения с отходами – один из главных приоритетов Европейского сообщества практически с момента его создания. В частности, в Германии, Австрии, Дании, Финляндии и Италии обращение с опасными отходами регулируется на государственном уровне еще с начала 90-х годов.

В общем случае на территории стран Европейского Союза законодательные рамки в сфере обращения с отходами устанавливаются при помощи двух специальных документов: директивы по отходам и директивы по опасным отходам. Также приняты директивы, регулирующие обращение с отдельными видами отходов. Члены Европейского Союза обязаны доработать или разработать национальное законодательство таким образом, чтобы оно в полной мере обеспечивало выполнение целей и требований директив.

Порядок обращения с истощенной Фуллеровой землей определяется ее отношением к тому или иному типу отходов. Наиболее часто отходы делят на опасные и неопасные. Понятно, что степень опасности сорбента определяется количеством и составом содержащегося в нем масла. Например, в Германии к опасным отходам принадлежит масло, в котором содержание полихлорированных дифенилов (ПХД) превышает 20 мг/кг. Понятно, что и Фуллерова земля, насыщенная таким нефтепродуктом, на начальном этапе будет также отнесена к опасным отходам.

Данные вещества собираются отдельно и доставляются на специальные пункты сбора, откуда их отправляют на переработку в специализированные компании. Как правило, частные лица могут осуществлять доставку опасных отходов на пункты сбора самостоятельно. В случае промышленных предприятий организовывается забор непосредственно с производства.

В некоторых странах Западной Европы утилизация считается основным методом обращения с опасными отходами, в то время как в большинстве других стран предпочтение отдается захоронению и сжиганию без получения энергии. Многие государства для обеспечения соответствия критериям годности на захоронение требуют стабилизацию опасного отхода. Последняя может осуществляться, например, путем физико-химической обработки.

… Австралии. В Южной Австралии обращение с маслосодержащими отработанными сорбентами регламентируется законом «Об охране окружающей среды» (1993). В частности, статья 25 этого документа устанавливает общие экологические пошлины на всех лиц, осуществляющих деятельность с образованием загрязняющих окружающую среду веществ. Она же требует принимать все разумные и доступные меры для предотвращения или минимизации наносимого вреда.

Если отработанный сорбент содержит небольшие количества масла, состоящего из углеводородов легкого и среднего класса, и имеет объем до 0,1 м3 (или до 100 кг), то допускается его утилизация как твердого отхода на сборных пунктах. Они должны иметь лицензию на проведения соответствующих манипуляций с отходами.

В общем случае перед сдачей на утилизацию сорбента его подвергают двум испытаниям:

  • тест на определение токсичности;
  • тест множественной экстракции.

По их результатам делается вывод о возможности смешивания истощенного сорбента с другими промышленными отходами для сбора, транспортировки и утилизации на сборных пунктах.

В том случае, если:

  • объем сорбента превышает 0,1 м3 (или 100 кг);
  • сорбент загрязнен жидкостью, в состав которой входят углеводороды не легкого и среднего класса,

необходимо отправить отход в специализированные места для обработки и/или утилизации. Если возникают сомнения, то необходимо проконсультироваться со специалистами по «горячей линии».

… США. В США особенности утилизации сорбентов имеют свои отличия (пусть и несущественные) практически для каждого штата. Рассмотрим наиболее общие ситуации.

В 2012 году Департамент природных ресурсов штата Висконсин выпустил специальный разъяснительный документ «Использованные масляные фильтры и абсорбенты. Вопросы и ответы». Там излагаются базовые принципы обращения с нефтесодержащими материалами, к которым можно отнести и истощенную Фуллерову землю. Согласно данному документу, запрещается захоронение на полигонах маслосодержащих отходов, которые являются опасными для окружающей среды. Запрет не распространяется на:

  • истощенные сорбенты, не содержащие видимых признаков наличия масла;
  • сорбенты, признанные неопасными отходами;
  • сорбенты, из которых было предварительно удалено масло.

Существует также несколько других вариантов обращения с истощенным сорбентом кроме захоронения. В частности, некоторые компании, занимающиеся производством и поставками поглощающих веществ, могут забирать истощенное сырье для очистки или повторного использования. Отработанное масло, извлеченное из сорбента, может сжигаться с целью получения энергии. Гранулированные сорбенты могут быть переработаны или сжигаются для получения энергии на лицензированных предприятиях.

Операторы полигонов должны принимать меры по предотвращению вывоза сорбентов, содержащих отработанное масло. В частности, речь идет об информировании клиентов о таком запрете, размещении предупредительных знаков, соответствующем инструктаже и обучении персонала.

Похожая ситуация и в других штатах. Обобщая, можно выделить следующий алгоритм обращения с истощенной Фуллеровой землей на территории США. Сначала необходимо дать стечь маслу. Собранный нефтепродукт утилизируется. Если Фуллерова земля после этого не имеет свойств опасного отхода, то с ней можно обращаться как с обычным твердым отходом. Если же масло не было удалено из сорбента до придания ему свойств неопасного отхода, то Фуллерову землю необходимо передать лицензированным организациям, которые будут применять специальные методы очистки.

… России. В России порядок обращения с истощенной Фуллеровой землей определяется Приказом Министерства природных ресурсов «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» и Федеральным законом №89 «Об отходах производства и потребления».

Сначала необходимо определить класс опасности промасленного отхода в аккредитированной лаборатории. На сегодняшний день в России существует 5 классов опасных отходов:

  • І класс – чрезвычайно опасные;
  • ІІ класс – высокоопасные;
  • ІІІ класс – умеренно опасные;
  • ІV класс – малоопасные;
  • V класс – неопасные.

После этого составляется паспорт отхода и заключаются договора со специализированными организациями, на плечи которых ложиться либо утилизация, либо захоронение. Все зависит от определенного ранее класса опасности. Отметим, что в России действует Федеральный Классификационный Каталог Отходов. В нем есть «Отбеливающие глины, содержащие масла» (код 1290010000004) и они отнесены к ІV классу опасности. Но все же условия эксплуатации и технологии использования Фуллеровой земли могут отличаться. И каждый раз необходимо определять класс опасности накопленного отхода.

… Украине. Как правило, в Украине утилизация отработанных адсорбентов осуществляется за счет их захоронения, сжигания или размещения на специальных полигонах. К сжиганию допускаются только адсорбенты, которые, поглотив в себя нефтепродукты, остались рассыпчатыми и не образовали сгустков. Такими свойствами не обладают сорбенты на базе полимерных, синтетических, угольных волокон, полипропилена и пенопласта.

А что на практике?

Вы, конечно, обратили внимание, что законодательство в большинстве случаев содержит лишь общие рекомендации. Практиков интересует вопрос, а «как конкретно можно утилизировать Фуллерову землю?». Отбеливающие земли являются ценным сырьем для цементного и кирпичного производств.

В промышленном масштабе применяется изготовление водонепроницаемого портландцемента с добавкой отработанных отбеливающих земель с маслоочистительных заводов. При изготовлении цемента по этому способу 3% отработанной отбеливающей земли добавляется в мельницу при размалывании клинкера. Присутствующие в отработанной отбеливающей земле смолистые вещества придают цементу пластичность, водонепроницаемость и крепость.

Отработанная отбеливающая земля используется здесь в том виде, в котором она получается на заводах.

Опыты показали, что добавление 15% отработанной после контактной очистки отбеливающей земли к исходному сырью на цементном заводе дает цемент с весьма хорошими качествами. Для применения отбеливающей земли в этом производстве требуется предварительное удаление углеводородной массы из отбросов.

Обезмасленная отбеливающая земля может также найти применение в качестве наполнителя для асфальтирования дорог и для распыления в качестве инсектицида в сельском хозяйстве. Кроме того, обезмасленная отбеливающая земля может быть хорошим сырьем для простых и огнеупорных кирпичей. Благодаря такой технологии достигается более равномерная окраска обожженного кирпича и уменьшается потребность в топливе.