ЗАРАРСЫЗДАНДЫРЫЛҒАН МҰНАЙ ҚҰРАМДЫ ҚАЛДЫҚТАРДЫ ЖОЛ
ҚҰРЫЛЫСЫНА ПАЙДАЛАНУ
Сатаева А.Н., Абдибаттаева М.М.
әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, Алматы
Қалдықтарды тиімді басқаруда негізгі мәселелердің бірі ретінде олардың ресурстық
құндылығы қаралады. «Қалдық-ресурс» жүйесінде үнемі пікірталас тудырушы фактор
«екіншілік ресурстар» және «екіншілік материалдық ресурстар» түсініктері негізінде
көрініс тапты. Мемлекетаралық стандартқа сәйкес: екіншілік ресурстар – тікелей арналуы
бойынша пайдалана алмайтын өндіріс пен тұтынудың барлық түрлерінде түзілетін
өнімдер, материалдар, заттар мен шикізаттың материалдық жинақталуы, бірақ ауыл
шаруашылығында шикізат, әртүрлі заттар немесе (және) энергия алу мақсатында екінші
рет пайдалану үшін әлеуетті жарамды заттар; екіншілік материалдық ресурстар –
қосымша өңдеуден кейін немесе тікелей екінші рет пайдалану мүмкіндігі бар ауыл
шаруашылығында түзілетін өндіріс және тұтыну қалдықтары. Бұл анықтамалардың
айқын көмескілігі еліміздің экономикасының даму динамикасына әсер ететін объективті
208
және субъективті факторларды ескерумен қатар толық эколого-экономикалық талдауды
талап етеді.
Мұнай өнеркәсібі қоршаған ортаға зиянды әсерінің көлемі бойынша ауыл
шаруашылығы салаларының ішінде алғашқы орындардың бірін иеленеді. Эксперттердің
бағалауынша, қалдықтардағы мұнай мөлшері оның жылдық мөлшерінің шамамен 3 %
құрайды. Қазіргі таңда пайдаланып жүрген мұнай қалдықтарын өңдеу әдістері тым
қымбат немесе әдеттегідей бағалы көмірсутекті шикізаттың қайтымсыз жоғалуымен
жүреді. Мұнай шламдарын екіншілік шикізат ретінде қолдану оларды өңдеудің ең тиімді
әдістердің бірі болып саналады. Мұнай өндіруші және өңдеуші өнеркәсібі қазіргі таңда
мемлекетіміздің экономикасында үлкен маңызды рөлге ие. Өкінішке орай, мұнай өндіру
және өңдеу процестері қоршаған ортаны ластаушы көмірсутектердің тастандыларымен
жүреді. Мәселенің маңыздылығы тек оның айтарлықтай мөлшерімен ғана емес, сондай-ақ
мұнай қалдықтарының табиғи ортаның барлық дерлік компоненттеріне зиянды әсерімен
белгілі. Олардың әсерінің нәтижесінде табиғи ортаның геоэкологиялық жағдайының
айтарлықтай өзгеруі, жер асты суларының табиғи тазару қабілетінің төмендеуі,
геохимиялық және геомеханикалық процестердің активациясы, табиғи микробиоценоздың
ауысуы сияқты өзгерістер байқалады. Жыл сайын жинақталатын қауіпті мұнай
қалдықтарының қатерлі саны оларды өңдеудің және қайта пайдаланудың қажетті
шараларының жасалмауы ұзақ уақытқа жер ресурстарының сарқылуына әкеледі.
Мұнай шламдары құрамы бойынша әртүрлі және мұнай өнімдерінен, судан және
қатынастары өте кең аралықтарда өзгеретін минералдық бөліктен (құм, саз, әк, т.б.)
тұратын күрделі жүйе болып келеді. Шламдардың құрамы айтарлықтай ерекшеленуі
мүмкін, себебі ол өңделетін шикізаттың түріне, тереңдігіне, өңдеу сызбасына,
қондырғысына, каогулянт типіне тәуелді болады. Негізінен, шламдар 10 – 56 % мұнай
өнімдерінен, 30 – 85 % судан және 1,3 – 46 % ауыр қоспалардан тұратын ауыр мұнай
қалдықтары болып табылады.
Мұнай шламдарының жинақталуы әдеттегідей арнайы алаңдар немесе бункерлерде
ешқандай іріктеусіз немесе жіктеусіз жүреді. Шлам жинақтаушыларда атмосфералық
жауын-шашындардың жиналуы, микроорганизмдердің өсуі, тотықтырғыш және қалпына
келу сияқты басқа да табиғи процестер байқалады, бірақ мұнай өнімдері мен тұз
мөлшерінің көп болуымен және оттегінің жеткіліксіздігіне байланысты қалпына келу
процесі ондаған жылдарға созылуы мүмкін. Бірнеше жылдар бойы шлам
жинақтаушыларында сақталған мұнай шламының құрамы жаңа алынған шлам құрамынан
өзгеше болып келеді. Мұнай өнімдерін сақтау резервуарларында түзілетін мұнай шламы
құрамы және қасиеттері бойынша да тазалау қондырғыларындағы мұнай шламынын
айтарлықтай ерекшеленеді.
Жоғарыда аталған жағдайларға сүйене отыра, экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз
ету мемлекеттің негізгі басымдылықтарының бірі болып отыр. Мұнай құрамды
қалдықтардың мөлшерінің өсуі Қазақстан территориясында табиғат қорғау мекемелерін
дамыту жобаларын инвестициялау қажеттілігі туындауына әкелді. Аталмыш саланы
инвестициялаудың негізгі идеясы қауіптілігі 1-4 класты қалдықтарды, соның ішінде мұнай
құрамды қалдықтарды әрі қарай қолдануға жарамды өнімдерді ала отыра
зарарсыздандыру үшін технологиялармен жабдықталған өнеркәсіпті құру мүмкіндігі
болып табылады.
Қазіргі таңда мұнай құрамды қалдықтарды термиялық зарарсыздандыру әдісі кең
таралуда. Бұл әдістің ерекшелігі – қалдықты алдын ала дайындықсыз өңдеп, экологиялық
қауіпсіздеу өнім – әрі қарай зарарсыздандырылған материал ретінде көмуге жіберілетін
күлді алу. Термиялық өңдеудің мақсаты: қоршаған ортаның қалдықтармен ластануын
жою, олардың мөлшерін қысқарту арқасында тигізетін зиянды әсерін жалпы төмендетуді
қамтамасыз ету, мұнай қалдықтарының қауіптілік дәрежесін оларды жинау және
құрамындағы зиянды заттарды ыдыратумен қатар төмендету. Алайда, қалдықтарды өртеу
қондырғыларын пайдалану процесі кезінде шала жану өнімдерінің түзілуі нәтижесінде
209
қоршаған ортаның қайтадан ластануы орын алады. Сондай-ақ бұл технология энергияны
көп шығындайды, әсіресе ылғалдылығы жоғары мұнай шламдарын өңдеу кезінде. Мұнай
құрамды қалдықтар құрылысы әртүрлі көмірсутектерден, минералды компоненттерден,
металдардан және судан тұратын біртекті емес көп компонентті жүйелер болып
келгендіктен, жану процесі қалдықтың химиялық құрамының, минералдардың және
энергияның регенерациясын қамтамасыз ете алады. Қалдықтарды өртеу процесі кезінде
жылулық энергиясы екіншілік энергоресурс ретінде қолданыла алатын жанудың газ
тектес өнімдері түзіледі. Қалдықтардағы органикалық заттар оттегімен жанасқан кезде
жанудың қажетті температурасына қол жеткізгенде ғана жана алады.
Мұнай қалдықтарындағы көптеген химиялық қосылыстар аса жоғары емес
температураларда суға тұрақты және белсенділігі аз болады, бұл мұнай шламдарын әлсіз
қышқыл және сілтілердің ерітінділерінің әсеріне тұрақты болатын гидроизоляциялық
материалдардың құрамына қосуға мүмкіндік береді. Парафиндердің мөлшерінің
айтарлықтай көп болуы мұнай шламдарының материалдарда ұзақ уақыт байқалатын
коррозияға қарсы қасиеттерін білдіреді. Ал мұнай шламдарындағы табиғи беттік активті
заттардың жоғары концентрациясы материалдармен берік адгезиялық байланысуды
қамтамасыз етеді.
Мұнай шламын өңдеудің тағы бір әдісі 60-80°С температурада органикалық бөліктен
жеңіл айырылатын 17 % судан және 1-10 % механикалық қоспалардан тұратындықтан
оны пеш отынын дайындау болып табылады. Аталмыш пеш отынының артықшылығына
оны тасымалдаудың ыңғайлылығын жатқызуға болады. Мұнай шламы өз құрылысы
бойынша қатты материал болғандықтан ашық бортты самосвалдарға жүктеп,
тасымалдауға қолайлы. Мұнай қалдықтарын зарарсыздандырудың оларды қоймаларда
сақтауға қарағанда қоршаған ортаға зияны аз болады.
Мұнай құрамды қалдықтарды зарарсыздандыру өнімдерінің мүмкін болатын
номенклатурасын қарастырайық:
1. Ұсақ құрылыстық бұйымдар:
- шлакоблоктар (көпқабатты емес құрылыста қоршаушы және тасымалдауыш
конструкция, қосалқы ғимараттарда қолдану үшін ықтимал);
- тротуар тақтасы (тротуардың құрама жабындының құрылымы үшін ықтимал);
- жиектас (тротуардан, көгалдардан, алаңшықтардан және т.б. жолды бөлу үшін
ықтимал).
2. Байланыстырушы қоспалар (автомобиль жолдарының негізгі және қосымша
қабаттары үшін ықтимал).
3. Кеуекті толтырғы (бетондарда ықтимал).
Кесте 1 – Мұнай қалдықтарын екіншілік материалдық ресурс ретінде қолданудың
негізгі бағыттарының сипаттамасы
Өнеркәсіп
саласы
Қолдану түрі
Мұнай
қойыртпа
ағының
мөлшері,
масс.%
Мұнай
қойыртпағының
шығу тегі
Қолданудың техникалық
нәтижесі
Жол
құрылысы
Асфальто-
бетон
1-2
МӨЗ
мұнай
қойыртпағы
Механикалық
беріктіліктің, суға және
аязға
тұрақтылықтың
артуы.
Ісінуі
мен
нығыздалуының
төмендеуі
Газобетон
1
Мұнай
қойыртпағы
Шламобетон
86-87
МӨЗ
мұнай
210
қойыртпағы
Мұнай
грунты
95-96
Техногенді
мұнайлы грунт
Құрылыс
материалдар
ы
Жұмсақ
жабындылар
үшін
су
оқшаулағыш
материалдар
Мұнай
қойыртпағы
Қоспаны
араластыру
уақыты
мен
температураның
төмендеуі
Жабынды
және
су
оқшаулағыш
мастика
30-50
Қолданылған
майлардың
регенерациясынан
шыққан
Битум
шығынының
азаюы
Су
оқшаулағыш
құрам
100
Мұнай
қойыртпағы
Мұнайды
алдын-ала
дайындамау қажеттілігі
Жеңіл
толтырғыш
20-50
Мұнай
қойыртпағы
Тығыздықтың төмендеуі
Керамзит
6-10
Мұнай
қойыртпағы
Отын
шығыны
мен
көлемінің азаюы
1-6
Мұнай
қойыртпағы
Кірпіш
10-12
Мұнай
қойыртпағы
Механикалық
беріктіліктің,
суға
тұрақтылығының,
кеуектілігінің артуы
Резеңкелі
қоспа
5-10
Мұнай
қойыртпағы
Серпінділіктің,
беріктіліктің артуы
Битум
100
Қышқыл гудрон
Шикізат
базасын
кеңейту
Біздің зерттеу жұмысымыздың негізінде жоғарыда аталған болашағы зор бағытқа
байланысты мұнаймен ластанған грунтты немесе мұнай шламын жол құрылысында
пайдаланудың технологиялық процесі жасалды. Мұнаймен ластанған грунтты немесе
мұнай шламын күн энергиясын қолданумен алдын ала тазартудың жаңа әдісі мұнай
өнімдерін және жол құрылысында пайдаланатын байланыстырғыштарды үнемдеуге,
сұйық және қатты мұнай қалдықтарын өңдеудің шығындарын қысқартуға және
транспортшығындарын төмендетуге мүмкіндік береді. Жол құрылысына арналған
грунтты бетонды дайындау технологиясы келесідей. Алдымен мұнаймен ластанған
211
грунтты немесе мұнай шламын олардан көмірсутекті бөліктің ауыр фракцияларынан бөлу
үшін күн энергиясының концентрлеуші элементтерімен жабдықталған қондырғыда алдын
ала тазаланады. Осы грунттың негізгі бөлігі дисперсті бөлшектерден тұратыны белгілі.
Мұндай грунттар қоршаған орта жағдайларына қарамастан қасиеттерінің өзгеретіндігімен
ерекшеленеді. Дисперсті грунтты бекіту, оны толыққанды материалға айналдырудың
үлкен теориялық мәні бар көптеген зерттеулер негізінде барлық грунттар өздерінің бекіту
жарамдылығы бойынша үш топқа бөлінеді: 1 – жарамды, 2 – шартты жарамды, 3 –
жарамсыз.
1 топ грунттары түйіршікті құрамды кең аралықта қамтиды. Оған ірі және ұсақ,
сазды, құмды, супқұмды, ұсақ сазды, ауыр сазды, шаңды, топырақтар жатады. 2 топ
грунттарына құрамында тау жыныстарының ірі көп кесектері мен топырақты-сазды аз
фракциялар бар байланыспаған тасты жыныстар кіреді. 3 топ грунттарына құрғақ күйде
тығыз байланысқан жоғары пластты майлы саздар жатады. Мұндай грунттар - кез келген
байланыстырғыш затттар мен қоспалармен өңдеуге келмейтін жарамсыз грунттар.
«Грунтты бекіту» термині тек құрғақ күйде ғана емес, су сіңірілген күйде де жоғары
беріктілік пен ұзақ тұрақтылықты қамтамасыз ететін грунтқа қосылған минералды
байланыстырғыштар қатысындағы технологиялық операциялар қатарын түсіндіреді. Жол
жабындысына қолданылатын грунттты бекітудің көптеген әдістері жасалған (кесте 2).
Кесте 2 – Грунтты бекіту әдістері
Әдіс
Қолданылатын материалдар мен әсер ету түрлері
Түйіршікті қоспалармен бекіту
Щебень, гравий, құм, шлактар, саз, құмды саз
Органикалық
байланыстырғыштармен бекіту
Сұйық және қатты битум, майлар, битумды және
майлы эмульсиялар мен пасталар, синтетикалық
шайырлар, ағаш құмдар және т.б.
Минералды байланыстырғыштармен
бекіту
Цемент, әк, натрий силикаты (сұйық шыны)
Термиялық өңдеу
Жергілікті отын (ағаш, көмір, электр тогы, газ)
Тұзды ерітінділермен бекіту
Хлорлы кальций, хлорлы натрий және т.б.
Электрохимиялық өңдеу
Тұрақты электр тоғы (электролиттер қатысында)
Кешенді өңдеу
Түйіршікті
қоспалар,
органикалық
байланыстырғыштар,
минералды
байланыстырғыштар және т.б.
Жалпы «экономкласс» жолдары деп аталатын цементпен, әкпен, және т.б.
байланыстырғыш қоспалармен бекітілген арзан грунтты жолдар құрылысын қарастыруға
болады. Қазіргі кезде экономикалық есеп тұрғысынан мұнай қалдықтарын жою әдістері
арасында кең таралғаны - грунтты өңделген мұнай қалдықтарымен байланыстыру әдісі.
Қалдықтарды сақтау немесе жоюға қарағанда оларды екінші рет қолдану тәжірибесі
сақтау орындарын және қалдық көлемін азайтуға, қоршаған ортаға зиянды әсерін
төмендетуге мүмкіндік береді. Алынған өнімді қолдану аясына байланысты өңдеу әдістері
құрылыс, мелиоративті, рекультивациялық материалдар өндірісіне жіберілуі мүмкін. Жою
212
процесіне қажетті энергияға электр, жылулық және механикалық көздерді пайдалану
болады. Барлық мәселелерге қарамастан мұнай қалдықтарын жол құрылысында
пайдаланудың болашағы зор деп айта аламыз.
Достарыңызбен бөлісу: |