В рамках Международной выставки «ВТТА – Омск – 2015», прошедшей в начале октября в Омске, были подведены итоги молодежного конкурса на лучшую разработку для нужд освоения Арктики. Третье место экспертный совет отдал проекту кандидата технических наук, помощника проректора по учебно-методической работе ОмГТУ Евгения ХОЛКИНА. Корреспондент «КВ» Анастасия ИЛЬЧЕНКО побеседовала с победителем и выяснила, что представляет собой его научный проект.
– Евгений Геннадьевич, расскажите о вашей теме.
– Она называется «Преодоление последствий аварийных разливов нефтепродуктов в условиях Сибири и Арктики». Не секрет, что нефтяная отрасль оказывает негативное воздействие на окружающую среду, загрязняя все ее компоненты: воздух, воду и почву. Загрязнение происходит как при строительстве и эксплуатации скважин, так и при транспортировке нефтепродуктов, их переработке и, конечно, в аварийных ситуациях. Даже при современном уровне развития науки и техники избежать этого не получается, поэтому единственный путь – это ликвидация последствий: грамотная утилизация и обезвреживание нефтесодержащих отходов, причем не только вновь образованных, но и тех, которые были накоплены предыдущими поколениями.
– Ваша разработка создана для условий Арктики?
– Она рассчитана на условия Сибири и Арктики, но в принципе может применяться и при нормальных температурах. Правда, тогда тепло будет не использоваться, а просто уходить в атмосферу. Известно много традиционных способов обезвреживания, однако суровые климатические условия Сибири и Арктики не позволяют эффективно использовать основные традиционные способы обезвреживания нефтесодержащих отходов. А в некоторых случаях проблема заключается в отсутствии возможности осуществлять процесс обезвреживания нефтесодержащего материала, который длительное время находится в смерзшемся состоянии. На кафедре «Промышленная экология и безопасность» ОмГТУ под руководством заведующего кафедрой профессора ШТРИПЛИНГА Льва Оттовича ведутся исследования, посвященные ее решению. Мы добились того, что нефтесодержащий грунт можно обезвреживать не только в стационарных условиях, т. е. при вывозе с участка загрязнения на место обезвреживания, но и в полевых условиях, рядом с источником загрязнения.
– И какой метод вы использовали?
– В качестве решения мы выбрали химический способ, основанный на технологии реагентного капсулирования материала. Мы добавляем реагент, осуществляем тщательное перемешивание. Происходят химические реакции, и в результате нефтесодержащий материал преобразуется в капсулы. Внутри них – нефть, снаружи – плотная нерастворимая оболочка из карбоната кальция. Метод не новый, он применялся и до нас. Мы предложили использовать его в северных районах при пониженных температурах и разработали специальное оборудование, на которое получили три патента. В результате химических реакций (при взаимодействии воды и извести) выделяется тепло – до 100 градусов. Мы используем его для подогрева следующей порции загрязненного материала.
– Что выступает в качестве реагента?
– Обычная негашеная известь, которая продается в магазинах. Процесс основан на двух химических уравнениях. Первое – оксид кальция (это известь) взаимодействует с водой и образуется гидроксид кальция. Выделяется тепло. Дальше гидроксид кальция взаимодействует с углекислым газом, который находится в воздухе, образуя карбонат кальция. Побочных эффектов нет. Кроме того, известь обладает дезинфицирующими свойствами.
– Вы упомянули о патентах. На что они получены?
– Это установки для обезвреживания нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтешламов. Установка условно разделена на верхнюю и нижнюю части. В верхней части установки расположен бункер для подогрева мерзлого материала, а в нижней – смеситель, в нем происходит химическая реакция и процесс обезвреживания. Установка имеет стальной корпус с двойными стенками, а полость между стенками заполнена низкозамерзающей жидкостью, которая поглощает выделяющееся тепло. В итоге оно распространяется по всему корпусу. После окончания процесса обезвреживания капсулированный материал выгружается наружу, а подогретый материал, находящийся в бункере, падает в смеситель, добавляется реагент, и процесс обезвреживания продолжается. Кроме того, в ходе обезвреживания в установку подается углекислый газ, за счет этого процесс формирования микрокапсул происходит более интенсивно и упрочнение микрокапсул начинается уже в установке.
– Какой объем материала можно за раз обезвредить в вашей установке?
– Производительность установки зависит от ее размеров. Мы работаем над вариантом мобильной установки, и в этом случае за один раз можно обезвредить около тонны нефтесодержащего материала. Сейчас создаем экспериментальный образец. Есть сложности по изготовлению, и их устранение достаточно дорого стоит.
– Какие дальнейшие планы по работе над проектом?
– Дело в том, что сам метод обезвреживания не новый, но кто-то на тонну загрязненного материала добавляет тонну извести, кто-то – 2 тонны, кто-то – полтонны. Мы же проводим эксперименты по уточнению рецептуры обезвреживания, которые позволяют более точно узнать необходимое количество реагента. Уже есть результаты, но исследования продолжаются. Также планируется выполнить промышленный образец установки, испытать его. Затем изготовить пробную партию мобильных установок для обезвреживания нефтешламов, почв и грунтов, содержащих нефтепродукты. На все это потребуется достаточно много времени. Сколько, сейчас сказать сложно.
– Что будет с обезвреженной почвой дальше?
– Естественно, на нашей кафедре занимались этим вопросом. Продукт обезвреживания представляет собой множество микрокапсул и по внешнему виду напоминает песчаную мелкодисперсную смесь. Причем со временем оболочка у микрокапсул упрочняется. Если капсулированный материал свежий, то микрокапсулы хрупкие, а после нескольких лет пребывания на открытом воздухе микрокапсулы по прочности сопоставимы со строительным песком. Наши исследования показали следующие результаты: если материал обезврежен менее трех лет назад, то его можно утилизировать просто внесением в почву. Если материал хранится свыше трех лет, то его можно использовать, во-первых, в качестве материала для основания под бетонное или асфальтовое покрытие в дорожном строительстве. Во-вторых, в качестве изолирующего материала в промышленном строительстве для снижения скорости коррозии металлических сооружений, установленных на поверхности земли и под землей. Кроме того, микрокапсулы обладают гидрофобными свойствами. В связи с этим их можно использовать в качестве изолирующего материала для создания водозащитного слоя при сооружении строительных площадок и полигонов для хранения отходов.
– Евгений Геннадьевич, как давно вы занимаетесь этой темой?
– Два года. В 2014 году разработали первую установку, получили патент. Потом нашли решение, как повысить производительность, эффективность и оформили еще два патента.
– Вы с этой идеей еще в каких-нибудь конкурсах участвовали?
– Пока нет, но сейчас готовится заявка для конкурса на право получения гранта Президента Российской Федерации.
– Ваше впечатление о конкурсе.
– Подать заявку, написать проект было несложно. После того как объявили победителей и мы выступили с презентацией, ко мне подходили люди и задавали вопросы: как работает установка, какие объемы можно обезвредить. Кто они, я не знаю, просто зрители. За победу в конкурсе нам вручили дипломы и подарки. Было очень приятно.
– Чем вы увлекаетесь за пределами университета?
– Свободного времени не так много, но летом люблю ездить с друзьями на рыбалку. Обычно, если рыбу ловим, – отпускаем. Далеко не ездим, рыбачим на разных озерах и Иртыше на территории Омской области, в радиусе 200-300 километров от Омска. К сожалению, иногда на берегу видишь горы мусора, оставленные другими рыбаками и отдыхающими. Странно после этого слышать, как люди жалуются, что у нас рыба не водится, звери перевелись, экологическая обстановка оставляет желать лучшего. Я своих друзей приучил – у нас всегда пакеты под мусор с собой. Они сначала удивлялись, теперь по привычке за собой убирают.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»
