1462

онная активность и развитая пористая структура образцов ПЭТФ предполагает возможность использования карбонизата в качестве эффективного сорбционного материала без последующей активации.

Таблица 1

Физико-химические и сорбционные свойства карбонизатов ПЭТФ и ФФС

Образцы ФФС имеют в своей структуре небольшой суммарный объем пор, где количество микропор также невысокое, поэтому для улучшения сорбционных характеристик необходима активация углеродного материала.

Для улучшения сорбционных свойств провели эксперимент активации текстолита паром. Для этого были выбраны три пробы исследуемого образца по 3 г и залиты водой в огнеупорной посуде в разных соотношениях (1:2, 1:4, 1:6). Эксперимент проводили при Т = 850 °C в течение 15 мин при заданной температуре. ФФС, активированный паром, проверяли на сорбционные свойства по воде, бензолу и йоду. По результатам исследований лучшие сорбционные способности представлены в табл. 2.

Степень обгара при увеличении соотношения полученного ранее карбонизата и пара значительно не изменяется. Исследуемые образцы имеют развитую микропористую структуру. Как видно из полученных результатов, наилучшие показатели достигнуты у образца № 3 при максимальном количестве пара.

191

Таблица 2

Физико-химические свойства АУ, полученного активированием карбонизата ФФС (ОАО «Сорбент» ) паром

Проведенные исследования показали, что при деструкции ПЭТФ в инертной среде на стадии карбонизации формируются микропористые высокоэффективные углеродные материалы. Образцы ФФС для улучшения сорбционной структуры необходимо активировать паром. В результате термической переработки полимерных отходов получаем сорбционные материалы, обладающие развитой пористой структурой и позволяющие рекомендовать их для использования в качестве сорбентов для очистки сточных вод или газовых выбросов от ароматических углеводородов.

Выводы

1.Проведенные исследования позволили установить возможность термической переработки отходов ПЭТФ с получением недорогих мелкодисперсных углеродных сорбентов.

2.Определены физико-химические и сорбционные свойства карбонизатов ПЭТФ и ФФС.

3.Определены физико-химические свойства АУ, полученного активированием карбонизата ФФС паром.

4.Необходимо проведение дальнейших исследований по получению углеродных сорбентов из отходов ПЭТФ и ФФС, направленных на повышение выхода углеродного сорбента, получение дробленых или гранулированных образцов, определение параметров пористой структуры сорбентов и областей их использования.

Список литературы

1. Ла Мантия Ф. Вторичная переработка пластмасс. – СПб.: Про-

фессия, 2007. – 400 с.

192

2.Масленников А. Вторичное использование полиэтилентерефталата // Твердые бытовые отходы. – 2005. – № 5(5). – С. 10–11.

3.О раздельном сборе и переработке ТБО. Сборник статей и информационных материалов по технологиям переработки муниципальных отходов / Т. Филкова, Т. Мусуралиев, М. Рогозин, О. Элеманов, М. Ильязов. – Бишкек, 2006. – 255 с.

4.Шварц О., Эбелинг Ф.-В. Переработка пластмасс. – СПб.: Про-

фессия, 2005. – 320 с.

5.Мадорский С. Термическое разложение органических полиме-

ров. – М.: Мир, 1967. – 328 с.

6.Грибанов А.В., Сазанов Ю.Н. Карбонизация полимеров (обзор) // Журнал прикладной химии. – 1997. – Т. 70, вып. 6. – С. 881–902.

Об авторах

Атанова Анна Сергеевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: atanovaas@yandex.ru).

Муфтиева Миляуша Сабитовна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Ком-

сомольский пр., 29; e-mail: e-mail: muftievam@mail.ru).

Глушанкова Ирина Самуиловна (Пермь, Россия) – доктор тех-

нических наук, профессор кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29).

193

УДК 622.69:658.567.5:606

ПРИМЕНЕНИЕ АБОРИГЕННОГО МИКРОБИОЦЕНОЗА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТХОДОВ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

М.В. Ахмадиев, Г.С. Арзамасова, А.А. Чугайнова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Статья посвящена проблеме утилизации отходов газотранспортных предприятий, а именно – «грубой» фракции отходов очистки природного газа от механических примесей. Приведены данные о биотехнологическом способе их обезвреживания, доказана возможность использования аборигенного микробиоценоза для переработки «грубой» фракции отходов газового конденсата.

Ключевые слова: отходы газового конденсата, углеводородокисляющие микроорганизмы, биодеструкция, биоремедиация.

Введение

Переработка нефтесодержащих отходов c целью предотвращения негативного воздействия на объекты окружающей среды является одной из актуальных экологических задач предприятий нефтегазового комплекса. Для газотранспортных предприятий характерным является образование отходов III класса опасности, таких как отходы очистки природного газа от механических примесей (отходы газового конденсата), обтирочный материал, отработанные масла, загрязненный песок, шлам очистки трубопроводов и емкостей и т.д. [1, 2].

Из всего перечня образуемых отходов наиболее значительными представляются отходы газового конденсата (ОГК), в связи с чем актуальной является проблема их обезвреживания [3].

Образование данного типа отходов происходит при зачистке внутренней полости пылеуловителей, а также в результате отстаивания отхода в емкостях сбора при разделении его на две фракции: жидкую нефтесодержащую и твердую («грубую»), включающую механические примеси. «Грубая фракция» ОГК представляет собой шламообразные отходы, содержание нефтепродуктов в которых колеблется от 10 до

194

90 %. Для обезвреживания данной фракции в качестве оптимальных методов могут рассматриваться не только термические, но и биотехнологические методы [3].

Особый интерес представляет использование сформировавшегося в условиях «трубы» аборигенного микробиоценоза, адаптированного к биодеструкции, входящих в состав ОГК углеводородов нефти [4, 5].

Целью работы являлась оценка эффективности использования аборигенного микробиоценоза для переработки отходов очистки природного газа от механических примесей.

Объем и методы исследований

Исследуемые образцы ОГК были отобраны из емкостей накопления на линейных газокомпрессорных станциях ООО «Газпром трансгаз Чайковский» с Можгинского (образец ОГК-1), Чайковского (образец ОГК-2) и Кунгурского (образец ОГК-3) линейно-производственного управления магистрального газопровода.

Определение общего содержания нефтепродуктов проводили гравиметрическим методом, рН определяли методом потенциометрии.

Общую бактериальную численность оценивали прямым методом с использованием электронного микроскопа Carl Zeiss (Германия) с увеличением 20×40. Посевы на твердые питательные среды проводили по общепринятым методикам. Оценку численности углеводородокисляющих микроорганизмов (УВОМ) проводили на селективной среде Таусона, куда в качестве единственного источника углерода вносили углеводороды нефти, которые были отобраны непосредственно из емкости накопления ОГК.

Из исходных образцов ОГК были выделены представители углеводородокисляющей микрофлоры аборигенного микробиоценоза, культивирование которого проводили с использованием ферментера Biostat A plus (Германия).

На начальном этапе эксперимента в исследуемые образцы отхода газового конденсата производили инокуляцию культур УВОМ с титром клеток 108.

В процессе проведения лабораторных исследований контролировали изменение общего содержания нефтепродуктов в образцах ОГК и рассчитывали эффективность процесса очистки.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием компьютерной программы Excel 2007 (Microsoft Inc.,

195

1999), рассчитывая среднее арифметическое и среднее квадратичное отклонение. Достоверность различий между средними величинами оценивали с помощью t-критерия Стьюдента для уровня значимости

α = 0,05.

Результаты и их обсуждение

Визуальная оценка исходных образцов отхода газового конденсата показала различие в их механическом составе, что обусловливало различное содержание нефтепродуктов в исходных образцах, которое варьировалось в диапазоне от 92,0 до 244 г/кг.

Проведенная оценка микробиологических показателей исходных проб отхода газового конденсата позволила установить высокую численность УВОМ во всех исследуемых образцах, которая составила от

(3,85±0,44)·106 до (5,77±0,44)·107 КОЕ/г.

Содержание углеводородов нефти в исследуемых образцах ОГК контролировали по прошествии 1,5 и 6 мес. экспозиции, определяя эффективность процесса очистки (рисунок).

Рис. Изменение эффективности очистки ОГК в процессе лабораторных исследований

Для исследуемых образцов ОГК, в которые производили инокуляцию культур УВОМ, были получены следующие результаты по изменению содержания углеводородов нефти и эффективности процесса очистки:

1. Для образца ОГК-1 общая эффективность очистки за все время экспозиции составила около 75 %, причем за первые 1,5 мес. экспози-

196

УДК 504.064.45

ПЕРСПЕКТИВЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО ТОПЛИВА ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ГОРОДА ПЕРМИ

Я.В. Базылева, Г.В. Ильиных, С.В. Полыгалов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Приведены результаты экспериментальных исследований процесса получения вторичного топлива из отходов города Перми при помощи сортировки, а также рассмотрена возможность его использования на цементных заводах. Оценено количество и качество получаемого топлива в зависимости качества исходного потока отходов, наличия или отсутствия предварительного выделения вторичного сырья.

Ключевые слова: твердые бытовые отходы, морфологический состав, вторичное топливо, цементная промышленность, оптико-механи- ческая сортировка.

Извлечение горючих компонентов из твердых бытовых отходов (ТБО) городов является перспективным направлением в сфере обращения с отходами, так как такой подход позволяет сократить количество захораниваемых отходов, а также расширить область применения вторичных материалов.

Использование вторичного топлива из отходов широко развито

взарубежных странах в таких отраслях промышленности, как энергетическая, строительная, металлургическая [1]. Одним из основных потребителей вторичного топлива являются цементные заводы, работающие на твердом топливе, где вторичное топливо может использоваться

вцементных печах, как при мокром (одностадийном), так и при сухом (двухстадийном) способе производства. В случае сухого способа производства вторичное топливо из отходов может применяться на стадии как первичного, так и вторичного обжига, но требования к теплотворной способности топлива и его размерам при этом различны, так как вторичный обжиг осуществляется при более высоких температурах.

Всреднем годовая потребность цементного завода мощностью 1,5 млн т в твердом топливе составляет порядка 750 000 т в год. В случае замены 20–30 % традиционного топлива на альтернативное для

199

функционирования одного цементного завода требуется порядка 150– 225 тыс. т вторичного топлива в год [2]. При этом оценочные значения возможных объемов производства вторичного топлива из общей массы отходов г. Перми составляют 7–20 % (в зависимости от схемы производства) всей массы ТБО (от 25 до 80 тыс. т топлива в год). Соответственно, при некоторой модернизации оборудования и обеспечении технической возможности использования вторичного топлива потенциальные потребности только одного цементного завода позволят обеспечить спрос на вторичное топливо, извлекаемое из всего потока ТБО города Перми [3].

Основные требования к вторичному топливу из ТБО при его использовании в цементной промышленности касаются следующих показателей качества:

−теплотворная способность топлива, так как эта характеристика напрямую влияет на процессы сжигания и формирования необходимого температурного режима;

−содержание хлора и серы, так как высокое содержание этих компонентов способствует возникновению эксплуатационных проблем – образованию токсичных отходящих газов, коррозии оборудования, ухудшению качества клинкера;

−зольность, от которой зависят возможность недожога и объемы образования золы от сжигания.

Для оценки возможности извлечения и промышленного применения вторичного топлива из отходов г. Перми были проведены исследования ТБО: анализ морфологического состава с точки зрения содержания горючих компонентов и определение качественных характеристик топлива. По данным исследований доля горючей фракции составляет порядка 20–25 %, но доля извлекаемого вторичного топлива ниже (7–10 %), в случае когда оно выделяется из «хвостов» сортировки. Доля вторичного топлива из отходов от общей массы ТБО, а также его состав

взависимости от необходимости отбора вторичного сырья представлены на рисунке.

На рисунке видно, что доля вторичного топлива от всей массы отходов во втором случае (22 %) выше, чем в первом (7 %), что связано с тем, что большая часть компонентов относится как к вторичному сырью, так и к вторичному топливу. Выделение и переработка вторичного сырья в сравнении с получением и сжиганием вторичного топлива обычно является более приоритетным направлением развития системы

200