Исследование реологических свойств нефтяных шламов и их переработка

биоцидная активность растворов этого средства обоснована тем, что лишь 50% доступного хлора приходится на свободный хлор (НОС1 и ОС1-), а вторая половина является связанной в виде дихлоизоцианурата или монохлори-зоцианурата, который при недостаче высвобождается, восстанавливая равновесие. По параметрам токсичности препарат по ГОСТ 12.1.007-76 относится к 4 классу малоопасных веществ. ПДК для хлора в воздухе рабочей зоны - 1 мг/м3. Данный препарат широко распространен в медицинских, образовательных учреждениях, а также в пищевой промышленности в качестве дезинфицирующего средства для обработки помещений и внутренних поверхностей оборудования [7].

Одним из способов является использование ДХЦН для обработки экстрагента при проведении процесса экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки. Положительный технологический эффект был достигнут с раствором ДХЦН массовой долей 0,075% в количестве 10% при температуре 70 0С. Опыты проводили по описанной выше методике. Анализ полученных данных показал, что при обработке экстрагента раствором ДХЦН чистота диффузионного сока увеличивается на 1,2-1,4%, содержание белков снижается на 18-20% по сравнению с классической схемой процесса экстрагирования. Данный эффект достигнут благодаря разложению реагента с образованием химически активных соединений, которые блокируют переход несахаров из свекловичной стружки в экстрагент.

Полученный диффузионный сок подвергали из-вестково-углекислотной очистке. Показатели очищенного сока свидетельствуют о высокой технологической активности ДХЦН: чистота сока увеличивается на 2,0%, цветность снижается на 60,3 ед. опт. плотн., массовая доля солей кальция уменьшается на 0,012%Са0, что приводит к увеличению выхода сахара-песка на 0,5%.

По результатам исследования можно сделать вывод, что высокое качество диффузионного и очищенного сока является следствием действия химически активных соединений, образовавшихся на диффузии. Снижение цветности обусловлено способностью активного хлора, как окислителя, блокировать накопление красящих веществ в процессе очистки диффузионного сока.

Учитывая вышеизложенное можно утверждать, что хлорсодержащий препарат при добавлении его в экстра-гент оказывает положительное влияние на качественные показатели диффузионного и очищенного соков. Бакте-риостатические, спороцидные и фунгицидные свойства ДХЦН с концентрацией 0,0075% были подтверждены экспериментально [8, 9].

Список литературы:

1. Кульнева, Н.Г. Разработка экологически чистой технологии получения диффузионного сока [Текст] / Н.Г. Кульнева, М.В. Журавлев // Материалы международной научно-технической конференции «Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение» / ВГУИТ,

2. Воронеж, 2014. - С. 112-116.

3. Энергосберегающая технология извлечения сахарозы из свеклы в сахарном производстве [Текст] / М. В. Журавлев // Фундаментальные исследования. - 2013, № 11 (Ч. 8). - С. 1582-1587.

4. Разработка способа обработки свекловичной стружки перед экстрагированием / Н.Г. Кульнева, М.В. Журавлев, Е.В. Авилова, И.С. Воронина // Российская наука глазами молодых исследователей: опыт и инновации [Текст]: Материалы Всероссийской студенческой научно-практической конференции - Мичуринск, 2013. - С.134 -138.

5. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. 2-е изд., исправл. и доп. М.: Колос, 1999. 495 с.

6. Водное хозяйство сахарных заводов: Учебное пособие [Текст] / В. А. Голыбин, В. М. Фурсов, Ю. И. Зелепукин, Н. Г. Кульнева, В. А. Федорук; Воронеж. гос. технол. акад. - 2-е изд., исправл. и доп.-Воронеж, 2009.-124 с.

7. Слива, Ю.В. Электрогидравлическая обработка ткани сахарной свеклы: коэффициент диффузии сахарозы в зависимости от режима обработки [Текст] / Ю.В. Слива, И.В. Попова, Л.М. Мазур // Сахар. -2014. - № 9. - С. 52-54.

8. Технологическая инструкция по применению средства дезинфицирующего "Люмакс-Хлор" для целей дезинфекции на предприятиях молочной промышленности. РАСХН ГНУ ВНИМИ. - Москва, 2003.

II с.

9. Кульнева Н.Г. Применение хлорсодержащего препарата в свеклосахарном производстве [Текст] / Н.Г. Кульнева, А.И. Шматова // Производство и безопасность сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности: Материалы

III Международной научно-практической конференции (11-13 февраля 2015 года, Воронеж, Россия). - Ч. 1./Коллектив авторов. - Воронеж: ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2015. 316-320 с.

10. Кульнева Н.Г. Исследование бактериостатических свойств хлорсодержащего препарата для свеклосахарного производства / Н.Г. Кульнева, О.Ю. Гойка-лова, А.И. Шматова // Вестник ВГУИТ. - 2014, № 4. 187-190 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ

И ИХ ПЕРЕРАБОТКА

Зуев Олег Юрьевич

Студ. 4-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань Кешишев Анатолий Сергеевич Студ. 3-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань Шабров Игорь Сергеевич

Студ. 3-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань

АННОТАЦИЯ

В данной работе показаны численные и экспериментальные данные, метод очищения земли более экологическим способом и экономичность установки переработки. Полученный выходной продукт - углеводородное сырье состоит

из легких и тяжелых фракций нефти. Особенностью данных исследований заключается в том, что в настоящее время для решения проблемы инженерной защиты окружающей среды, применение СВЧэнергии является одной из выгодных видов энергии переработки нефтешлама по расчетам затрат и эксплуатации. ABSTRACT

In this paper, we demonstrate numerical and experimental data, a method ofpurification of the earth is more ecological and economical way ofprocessing unit. The output that the product is hydrocarbon feedstock consists of light and heavy fractions of oil. A feature of these studies is that at the present time to solve engineering and environmental protection, the use of microwave energy is one of the best_ forms of energy recycling of oil sludge in the calculations of costs and operation.

Ключевые слова: Микроволновые технологии, обработка нефтешламов, нефтесодержащих отходов, результаты микроволнового нагрева нефтешлама.

Keywords: Microwave technology, processing oil sludge, oily waste, results of oil slime microwave heating.

При утилизации продукции нефтешламовых амбаров основной проблемой является их высокая вязкость. Одним из способов понижения вязкости - повышение температуры среды. Поэтому возникает необходимость определения зависимости вязкости данного продукта от температуры. С целью определения зависимости вязкости от температуры были проведены исследования реологических свойств нефтяного шлама.

По своим реологическим характеристикам нефте-шламы относятся, как правило, к неньютоновским жидкостям. Решающее влияние на изменение реологических свойств таких систем оказывает макромолекулярный уровень организации их структуры и сильная зависимость от внешних факторов (температура, давление, физические поля, добавление реагентов и т.д.).

Макрореологические параметры несут информацию о микроструктуре нефтяных систем. Носителями структурно-механических свойств нефтяных систем являются высокомолекулярные компоненты. Присутствие высокоплавких парафинов и асфальтосмолистых веществ в нефтяных системах, их дисперсность и степень взаимодействия обеспечивают определенный уровень прочности структуры нефтяной дисперсной системы.

Нелинейное изменение вязкости нефтяных систем при нагреве обусловлено внутренней перестройкой их структуры при нагреве и переходом ее из связанного дисперсного состояния в свободное. Переход твердой фазы в жидкую характеризуется не одной температурной точкой, а областями перехода. Разность между температурами плавления и температурой кристаллизации для смеси парафинов значительно больше, чем для отдельных компонентов.

В.Г. Аванесяном 1980 г. [1, с. 116] подробно рассмотрены зависимости реологических характеристик различных эмульсий от соотношения воды, асфальтосмолистых веществ и парафинов. Результаты эксперимен-

тальных исследований показали, что вязкость нефтяных эмульсий увеличивается с увеличением содержания воды вплоть до того, пока она не обратится из системы «вода в нефти» в систему «нефть в воде», вязкость которых очень мала. В настоящей работе было установлено, что чем больше содержание асфальтосмолистых веществ в эмульсии, тем ниже температура ее застывания, а чем больше содержание парафинов, тем температура застывания выше.

Для исследования температурных зависимостей вязкости использовался вискозиметр «Rheometer» по Геп-леру, принцип работы которого основан на падении шарика в исследуемой среде.

Вязкость рассчитывали по формуле:

Г]= tKp

где t — время прохождения шариком фиксированного расстояния в исследуемой среде (сек.), р — давление, оказываемое шариком на исследуемую среду (г/см2), к — постоянная прибора.

На рис. 1 изображены графики зависимости вязкости образцов нефтешлама №2 и №4 от температуры. В температурном ходе образца №2 можно выделить несколько характерных участков. На первом — до 32 °С -происходит плавное снижение значения вязкости. Второй участок - от 32 до 50 °С — характеризуется резким снижением вязкости, очевидно, за счет плавления парафинов и деструктуризации асфальтосмолистых веществ. После того, как процесс плавления парафинов заканчивается (52 - 88 °С), увеличение температуры в меньшей степени влияет на изменение вязкости. Для образца №2 во всем диапазоне исследования происходит плавное снижение вязкости.

Рис. 1 Зависимость вязкости от температуры для образцов №1

Для исследования зависимости вязкости от содержания воды, изготавливали образцы водонефтяных эмульсий с различным содержанием воды. На рис. 2. представлены кривые зависимости вязкости образцов от температуры при различном содержании воды, по кото-

рым видно, что вязкость нефтешлама уменьшается с повышением температуры и увеличивается с повышением концентрации воды в ней. При более высоких температурах разница в значениях вязкости становится незначительной.

Л.сПз

250

200

150

100

50

1

-- г——- —-

----- 1 — " 1

20

25

30

35

40

45

50

55

т,°с

о 10% о 20% 0 30% А 40% * 50%

Рис.2 Зависимость вязкости образца №3 от температуры при различном содержании воды.

Увеличение вязкости с повышением концентрации в них воды обуславливается увеличением взаимодействия между каплями, благодаря более тесному сближению глобул воды, вследствие чего трение между слоями увеличивается, и вязкость растёт. То есть с ростом концентрации воды резко возрастает агрегация капель, поскольку с увеличением содержания воды растет число капель, находящихся в тесной близости в каждый момент времени. При низких скоростях сдвига, не вызывающих серьезных изменений в структуре агрегатов, каждый агрегат ведет себя

как отдельная сфера с объемом, большим, чем сумма объемов составляющих его капель, потому что внутри структуры удерживается некоторое количество непрерывной фазы. Это изменяет соотношение эффективных объемов дисперсной и непрерывной фаз. В условиях оптимальной упаковки агрегаты связываются в непрерывную сетку. Эти рассуждения подтверждаются фотоснимками микроструктуры образцов при различном содержании водной фазы[2].

40% 50%

Рис. 3 Фотографии микроструктуры образца шлама при различном процентном содержании воды.

По данным Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. (МПР) и региональному отделению (РО) "Гринпис", потери нефти и нефтепродуктов за счет аварийных ситуаций колеблются от 17 до 20 млн. т. ежегодно, что составляет около 7% объемов добываемой в России нефти. При стоимости 1 т нефти 65-70 долл. ущерб экономике России, не считая экологического, составляет 1.1-1.2 млрд. долл.[3] В условиях когда загрязнение земли, водоемов и рек углеводородными продуктами приобретает глобальный характер, не многие могут

предложить уникальный метод, при котором будет и польза и выгода. Данный метод прост, не требует значительных затрат и больших по объему предприятий, достаточно лишь питание электричеством.

Рассмотрим предлагаемый метод подробнее. После многочисленных практических исследовании, установлено, что требуется выбирать оптимальный режим работы - второй, (при этом скорость нагрева осуществляется в пределах 7-10°С/мин) указанный на графике (рис.4):

Рис. 4. Режим работы генератора

Эти данные необходимы для того, чтобы получить полный прогрев без ущерба технологическому процессу и разницы температуры колбы и отхода. Ясно и понятно, что при увеличении температуры объекта, получается больше испарений, однако это число не может быть чрезмерно большим, поскольку в этом случае возникает процесс битумизации (245°С) и сам процесс оказывается неконтролируемым, вследствие крайне высокой темпе -ратуры паров и недостаточно низкой температуры охлаждающей камеры. Оптимальной нами считается следующая методика: разогрев происходит в три этапа. В первом происходит прогрев до температуры 50-60°С. Во втором

этапе прогрев до 110°С и в третьем до 146°С, в этапах для которых характерно превышение температуры из указанного диапазона, применяется уменьшение мощности, указанное в техническом регламенте. В случае низкой температуры медленного изменения показателя, напротив -увеличение мощности генератора. Тем самым достигается оптимальное режим прогрева и контролируемый процесс облучения. Выбрав оптимальный режим прогрева, помещаем нефтешлам в колбу (4) рис.5. На рисунке 5, показана структурная схема лабораторной установки. Общая длина установки составляет- 1,14 метра.[5, с. 396-398]

Рис. 5. Структурная схема лабораторной установки: 1 - СВЧ генератор;2-соединительный волновод; 3- резонаторная камера(реактор);4 - круглодонная колба; 5 - насадка Вюрца;6-конденсатор-холодильник(обратный); 7,8-датчики температуры на решетки Брэгга; 9 -аллонж;10-приемник, 11-компьютер; 12 - охлаждающий поток воды.

Технические характеристики СВЧ генератора: потребляет переменный ток напряжением 220В и частотой 2450 МГц, с максимальной выходной мощностью 700 Вт. Размеры рабочей камеры генератора: 220х250х400мм.

Для сбора полученных нефтепродуктов используются специализированные емкостные шприцы.

Следует отметить и то, что продукт на выходе состоит из водно-иловой суспензии, легких и тяжелых фракций и замазученного остатка. Способ обработки нефте-шлама заключается в его подогреве, изотермическому разделению т.е. разделению на твердую, водную и нефте-продуктовую фазы СВЧ энергией, нагретым до температуры 60-200°С. Далее выходной продукт попадает в отстойник (круглодонную колбу, изготовленную из кварцевого стекла, пропускающего энергию СВЧ излучения), после чего используются специализированные емкостные шприцы для отбора готового продукта, а замазученные механические примеси и водно-иловую суспензию обрабатывают в аппарате-культиваторе микроорганизмами и грибной микрофлорой с получением тяжелых металлов, песка и глины для использования в промышленности.[4] Изобретение высокоэффективно при обработки нефте-шлама, имеет низкие затраты на переработку нефтяных отходов, и исключает из процесса использование дорогостоящих реагентов и технологий, а также обеспечивает экологическую чистоту.

Список литературы:

1. В.Г. Аванесян Реологические особенности эмульсионных смесей. М., Недра, 1980. -116с.

2. Р. З. Миннигалимов. Разработка технологии переработки нефтяных шламов с применением энергии ВЧ и СВЧ электромагнитных полей: диссертация на соискание доктора технических наук, Уфа, 2011.

3. Министерство Природных Ресурсов и Экологии Российской Федерации [Электронный ресурс]: «На сегодняшний день выявлено почти 77 тыс. мест незаконного складирования отходов, вред почвам от этого превысил 7 млрд рублей»; Ин-т «Пресс-служба Минприроды России». М., 2014. URL: http://www.mnr.gov.ru/news/detail.php?ID=134377& sphrase_id=536093

4. Способ обработки нефтешлама: пат. 2 396219 С1 Рос. Федерация. № 2008147031/15; заявл. 28.11.08; опубл. 10.08.10, Бюл. №22. 9 с.

5. D.A. Vedenkin, R.E. Samoshin, O.Yu. Zuev Laboratory complex for processing of oily waste using microwave thechnology in a Proceedings of X Anniversary International Conference on Antenna Theory and Techniques, April 21 - 24, 2015 year -Kharkiv: - Kharkiv, Ukraine: Publishing house of Ukrainian National Antenna Association, 2015. - P. 396-398.

ПРАВИЛА УТИЛИЗАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

Касимов Рустам Расимович

студент-магистрант «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» г. Ижевск

1. Общие понятия биологических отходов

1.2. Биологическими отходами являются:

- трупы животных и птиц, в т.ч. лабораторных;

- абортированные и мертворожденные плоды;

- ветеринарные конфискаты (мясо, рыба, другая продукция животного происхождения), выявленные после ветеринарно-санитарной экспертизы на убойных пунктах, хладобойнях, в мясо-рыбоперерабатывающих организациях, рынках, организациях торговли и др. объектах;

- другие отходы, получаемые при переработке пищевого и непищевого сырья животного происхождения.

1.3. Владельцы животных, в срок не более суток с момента гибели животного, обнаружения абортированного или мертворожденного плода, обязаны известить об этом ветеринарного специалиста, который на месте, по результатам осмотра, определяет порядок утилизации или уничтожения биологических отходов.

1.4. Обязанность по доставке биологических отходов для переработки или захоронения (сжигания) возлагается на владельца (руководителя фермерского, личного, подсобного хозяйства, акционерного общества и т.д., службу коммунального хозяйства местной администрации).

1.5. Биологические отходы утилизируют путем переработки на ветеринарно-санитарных утилизационных заводах (цехах) в соответствии с действующими правилами, обеззараживают в биотермических ямах, уничтожают сжиганием или в исключительных случаях захоранивают в специально отведенных местах.

1.6. Места, отведенные для захоронения биологических отходов (скотомогильники), должны иметь одну или несколько биотермических ям.

1.7. С введением настоящих Правил уничтожение биологических отходов путем захоронения в землю категорически запрещается.

1.7.1. В зоне, обслуживаемой ветеринарно-санитар-ным утилизационным заводом, все биологические отходы.

1.7.2. В исключительных случаях, при массовой гибели животных от стихийного бедствия и невозможности их транспортировки для утилизации, сжигания или обеззараживания в биотермических ямах, допускается захоронение трупов в землю только по решению Главного государственного ветеринарного инспектора республики, другого субъекта Российской Федерации.

1.7.3. В зоне разведения северных оленей (районы вечной мерзлоты), при отсутствии возможности строительства и оборудования скотомогильников, допускается захоронение биологических отходов в земляные ямы. Для этого на пастбищах и на пути кочевий стад отводятся специальные участки, по возможности на сухих возвышенных местах, не посещаемых оленями.

Запрещается сброс биологических отходов в водоемы, реки и болота.

1.8. Категорически запрещается сброс биологических отходов в бытовые мусорные контейнеры и вывоз их на свалки и полигоны для захоронения.

1.9. Биологические отходы, зараженные или конта-минированные возбудителями:

- сибирской язвы, эмфизематозного карбункула,

чумы крупного рогатого скота, чумы верблюдов,