Способ обработки отходов и побочных продуктов нефтяных и/или газовых месторождений

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ И ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ НЕФТЯНЫХ И/ИЛИ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Способ обработки отходов и побочных продуктов нефтяных и/или газовых месторождений,включающий компостирование отходов. Настоящее изобретение в целом предназначено для обработки отходов и побочных продуктов, происходящих из нефтяных и газовых скважин и загрязненных органическими соединениями, такими как углеводородные остатки, либо из буровых растворов и промывочных жидкостей на углеводородной основе, либо из углеводородов,полученных из скважины. Компостирование обычно осуществляется эндогенной бактериальной популяцией на компостируемой смеси, которая может также факультативно содержать питательные материалы, обеспечивающие источники N и С для бактерий. Операцию компостирования обычно выполняют в камере для компостирования и, как правило, для перемешивания материала внутри камеры для компостирования используют шнек или какое-либо другое разрыхляющее устройство. Хепберн Морин Беатрис, Смит Джон Александер, Филлипс Аллистер Джеймс Уильям, Де-Жаже Вернон Изобретение имеет отношение к способу обработки материалов, в частности, к обработке отходов и побочных продуктов, таких как органические и неорганические углеводородные отходы, образовавшиеся при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Отходы и побочные продукты из нефтяных и газовых скважин обычно загрязнены остаточной сырой нефтью из самой скважины или из буровых растворов и промывочных жидкостей на нефтяной и водной основе, используемых в процессе бурения. Например, во время этапа бурения каждой скважины небольшие осколки породы в стволе проходки откалываются буровой коронкой (долотом), установленным на конце буровой колонны. В данной области техники они в целом известны как осколки или буровой шлам. Этот буровой шлам вымывается из ствола скважины от долота буровым раствором и поднимается на поверхность, где затрачиваются значительные усилия на отделение шлама от бурового раствора. Отделение бурового шлама от загрязняющего бурового раствора и остаточных углеводородов, которые проникают в буровой шлам, является важным по нескольким причинам. Буровой раствор является дорогостоящей текучей средой сложного состава, и возвращение его снова в скважину для удаления дополнительного бурового шлама дает значительный экономический эффект. Кроме того, с экологической точки зрения неприемлемо отправлять в отвал отходы и побочные продукты, загрязненные либо экзогенным буровым раствором, либо природными углеводородами, полученными из скважины, поэтому перед надлежащей утилизацией отходов бурения и побочных продуктов содержание загрязняющих органических и неорганических соединений (из текучих сред, образовавшихся при добыче, и буровых растворов) необходимо снизить до приемлемых уровней значений. Известные в настоящее время решения этой задачи в большинстве случаев имеют отношение к методам тщательного разделения на вибрационных ситах для очистки бурового раствора от шлама и им подобном оборудовании для физического отделения осколков породы от загрязняющих углеводородных текучих сред, после чего эти осколки обычно подвергаются захоронению в море или направляются в отвал. В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ обработки отходов и побочных продуктов нефтяных и/или газовых месторождений, включающий компостирование отходов, в котором операцию компостирования выполняют в камере для компостирования. Настоящее изобретение главным образом предназначено для обработки отходов и побочных продуктов, извлеченных из нефтяных и газовых скважин и загрязненных органическими соединениями, такими как углеводородные остатки, либо из буровых растворов на углеводородной, водной или синтетической основе, либо из углеводородов, полученных из скважины. Варианты осуществления данного изобретения также пригодны для обработки отходов и побочных продуктов, имеющих неорганические загрязнения, такие как сульфаты, хлориды, формиаты и тяжелые металлы. Другие варианты осуществления данного изобретения пригодны для уменьшения загрязнения других отходов, таких как биологические отходы, например отходы животноводства из боен, или пищевые отходы предприятий. На фиг. 1 показана диаграмма степени переработки углеводородов в процентном выражении. На фиг. 2 показаны результаты испытания роста по последовательным съмам культур с использованием компоста, смесей и почвы. На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая в общем и схематическом виде детали процесса,использованного в примере 1. Компостирование обычно осуществляется эндогенной микробной популяцией на компостируемой смеси, которая может к тому же содержать питательные материалы, являющиеся источниками N и С для микробов, а также подлежащие обработке загрязненные отходы или побочные продукты. Микробы обычно разрушают или поглощают загрязнения на отходах или побочных продуктах,подвергающихся обработке, и используют эти загрязняющие соединения как метаболические субстраты для поддержания своего нормального жизненного цикла. Загрязняющие вещества обычно могут поступать из неорганических или органических буровых растворов и могут предоставлять вещества субстратов, которые могут быть использованы в метаболизме микробов, такие как гликоль, сульфаты, гидрохлориды, формиат натрия, KCl, NaCl, барий и другие компоненты буровых растворов. Питательные материалы могут содержать биологический материал, являющийся источником углерода с высоким его содержанием, такой как плодоовощные отходы, кора и ветви, древесные опилки, древесная стружка и древесная щепа, измельченная бумага и картон. Отходы могут содержать биологический материал, который является источником N с высоким его содержанием, такой как растительные отходы, листва, опилки, образующиеся при обработке свежезаготовленного лесного материала. Обычно такой биологический материал является источником азота и углерода для компостирования. Хорошим источником азота для компостирования является навоз, а зачастую биологические питательные материалы могут содержать подстилки животных, например куриную подстилку (смесь куриного помета и древесной стружки, древесной щепы и древесных опилок, собранных с пола курятников), подстилку свинарников, рыбные отходы, собранные из рыбных хозяйств, а также другие растительные или животные источники азотсодержащих отходов. Обычно отходы загрязнены органическими остатками, и очень часто отходы, загрязненные углеводородами, содержат органические остатки с длинными углеродными цепочками. Типичная длина цепо-1 019135 чек превышает пять атомов углерода, в частности более чем десять атомов углерода. Например, для обработки данным способом пригодны вещества с углеродными цепочками от C12 до C18. Вещества с цепочками до С 30, например от С 24 до С 28, также могут подвергаться обработке с использованием настоящего изобретения. Углеводороды с более короткой цепочкой, например от 5 до 10 атомов углерода, также могут подвергаться обработке. Углеводороды с еще более длинной цепочкой также могут обрабатываться в соответствии со способом по данному изобретению. Например, углеводороды с очень длинной цепочкой, имеющие длины цепочек 50-100 или даже несколько сотен атомов углерода, например 5001000 атомов углерода, могут быть эффективно обработаны в соответствии со способом по данному изобретению. Компостирование обычно использует внутреннюю микробную флору, присутствующую в отходах и питательных материалах, подвергающихся обработке, для осуществления процессов компостирования,однако в некоторых вариантах осуществления данного изобретения экзогенный источник микробов может быть введен в компостируемую смесь для разложения определенных загрязняющих веществ, присутствующих в отходах или побочных продуктах. Обычно микробная флора (внутренняя или экзогенная) может являться термофильными организмами, разлагающими углеводороды, такими как Bacillus SP,Pseudomonas SP и Amycolata SP. Дополнительная полезная микробная флора включает Promicromonospora SP, Microbacterium barkeri, Rhodococcus globerulus, Geobacillus pallidus и Gebacillus subterraneus. Следующая микробная флора, высеянная в центре NCIMB, пригодна для осуществления изобретения. Термофильные организмы, разлагающие углеводороды, являются хорошим вариантом, поскольку они могут выдерживать более высокие температуры во время компостирования, однако некоторые микробы могут разлагать и усваивать определенные загрязнители более эффективно, чем другие, и могут быть внесены при желании. Во время реакции компостирования могут быть добавлены питательные вещества, способствующие размножению микробов и созданию доминирующего вида микробов в реакции, например, добавлением жидкости или разбрызгиванием. В типичных вариантах осуществления настоящего изобретения добавляемые экзогенные питательные материалы тщательно контролируются с тем, чтобы стимулировать разложение микробной флорой в компостируемой смеси загрязнителей (например, углеводородов с длинными цепочками) на отходах и побочных продуктах, а не органических остатков с короткой углеродной цепью в питательных материалах. Исходя из этого, предпочтительны питательные материалы с высоким содержанием азота. Экзогенный источник углерода из питательных материалов также полезен для обеспечения начального усиления микробной популяции для получения популяции, пригодной для эффективного разложения углеводородных загрязняющих веществ с более длинными цепочками, присутствующих на отходах,проходящих обработку. Таким образом, баланс питательных материалов с высоким содержанием С и высоким содержанием N обычно поддерживается на всем протяжении компостирования для регулирования количества углерода, доступного из питательных материалов и отходов. Материалы плодово-2 019135 овощного происхождения являются полезным питательным материалом для запуска процесса компостирования и обычно добавляются к исходной смеси для увеличения до требуемых уровней популяции и активности компостирующих микробов. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения рыхлый материал растительного происхождения (такой как древесная стружка) добавляют не только для обеспечения дополнительного источника углерода для микробов, а также и для получения несущей матрицы для осуществления способа компостирования. Рыхлые древесные стружки и им подобные материалы образуют много воздушных промежутков между отдельными элементами и улучшают аэрацию в смеси, а также способствуют подвижности микробов внутри смеси. Аэрация и перемешивание могут также осуществляться нагнетанием сжатых газов, например сжатого воздуха, в реакционную смесь. При желании нагнетаемый газ может быть нагрет или охлажден до температуры воздуха, окружающего смесь, перед нагнетанием. Нагнетание сжатого воздуха улучшает аэрацию вследствие физического перемешивания смеси и вследствие циркулирования большего количества воздуха внутри реакционной камеры. Обычно питательные материалы измельчают перед перемешиванием с отходами, проходящими обработку. Материалы, подвергающиеся компостированию, в ходе процесса обычно перемешивают. Перемешивание обычно осуществляют при помощи устройства для перемешивания, например шнека или какого-либо другого разрыхляющего устройства, которое перемещает, поднимает, размешивает или иным способом разрыхляет материалы внутри камеры для компостирования. Камера обычно является цилиндрической, а устройство для перемешивания, например шнек или другое разрыхляющее устройство,обычно имеет лопасти, которые простираются по всему диаметру цилиндра. Камера предпочтительно загерметизирована или закрыта. Также пригодны и камеры других форм, например камеры квадратного или прямоугольного поперечного сечения. Предпочтительна продолговатая камера. Использование камеры способствует достижению компостируемой смесью критической массы, при которой процесс компостирования становится самоподдерживающимся. Устройство для перемешивания, например шнек, обычно перемещает, поднимает, размешивает или иным способом разрыхляет материалы, подвергаемые компостированию, и обеспечивает достаточную аэрацию в ходе процесса компостирования так, что микробная популяция имеет лучший доступ к загрязняющим веществам, находящимся в материале, подвергаемом компостированию, и так, что, по существу,все загрязняющие вещества в смеси аэробно разлагаются микробной популяцией. Шнек может быть приведен в непрерывное вращение с очень низкой скоростью (например, 1 об./мин или 2 об./мин) или перемещать материал, подвергаемый компостированию, с перерывами во время выполнения процесса,например, с выполнением одного или двух оборотов или части одного оборота (каждое перемещение длится короткий промежуток времени, такой как одна или две минуты) приблизительно один или два раза каждый час в течение процесса компостирования. Камера может быть горизонтальной, однако в некоторых вариантах осуществления данного изобретения она может быть расположена своей центральной осью по направлению вверх, причем либо с незначительным наклоном, либо вертикально, так что материал, подвергаемый компостированию, осыпается на дно камеры и поднимается разрыхляющим устройством по направлению к верхней части камеры. Материал, прошедший компостирование, как правило, может быть отведен из основания камеры, а новый материал, как правило, может подаваться у верхней части. Как правило, процесс компостирования выполняют при температурах 40-80 С, а идеально 50-75 С,например 60 С. В частности, температурный режим может регулироваться нагревающими и охлаждающими устройствами в камере для компостирования с поддержанием температуры в пределах определенного диапазона, который способствует развитию микробной популяции, используемой в упомянутом процессе. Материал, подвергаемый обработке, обычно представляет собой буровые шламы, однако в соответствии с изобретением могут также подвергаться обработке жидкие отходы нефтяных месторождений и другие отходы, образующиеся в процессе бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения факультативно могут исключать необходимость предварительной обработки или предварительной промывки шлама для удаления, уменьшения содержания или изменения состава солевых загрязнителей. Вместо этого соли, присутствующие в шламе, могут быть использованы в процессе компостирования, улучшать и способствовать ходу процесса компостирования. Таким образом, обычно никаких дополнительных химикатов не нужно вводить в процесс компостирования, что снижает затраты. В большинстве случаев загрязненный материал может проходить процесс неоднократно, в частности, если уровни загрязнения после первого прохода все еще высоки. Как правило, материал обрабатывают во второй раз вскоре после первого прохода, когда микробная популяция внутри выходного материала после первого прохода все еще активна. После обработки путем одно- и двухкратного прохождения через камеру для компостирования выходной материал может быть использован непосредственно или предпочтительно может быть выдержан для вызревания в штабелях-отвалах, обеспечивая грибкам возможность разложения сложных углеводородов, таких как фенилы, и уменьшения содержания остальных имеющихся углеводородов. Изобретение также предлагает способ изготовления компоста, включающий внесение отходов нефтяных месторождений (в большинстве случаев бурового шлама) в компостируемую смесь таким образом,что микробная популяция в этой компостируемой смеси разлагает метаболические субстраты в отходах нефтяных месторождений. Один из вариантов осуществления настоящего изобретения будет описан нижеследующими примерами. Пример 1. Была приготовлена компостируемая смесь, содержащая питательные материалы, включающие источники азота и углерода. Источник N содержал куриную подстилку. Источник углерода содержал отходы растительного происхождения сельскохозяйственной, садоводческой и озеленительной деятельности,такие как скошенная трава, лесохозяйственная обрезь, листья и хвойные иглы, а также смесь плодоовощных отходов, полученных из местных супермаркетов. Точный состав плодоовощных отходов не был важен, однако обычно полезны крахмалсодержащие овощи, подобные картофелю, цветная капуста,бананы и тому подобные, а также облиственные растения, такие как капуста, салат и брюссельская капуста. Плодоовощные отходы могут быть прошедшими тепловую обработку или не прошедшими ее и служат в качестве инициатора для получения биодоступного углерода для усиления развития микробной флоры, присутствующей в компостируемой смеси. Отходы растительного происхождения сельскохозяйственной, садоводческой и озеленительной деятельности также обеспечивают хороший источник углерода, тогда как куриная подстилка добавлена как источник азота. К этим трем компонентам факультативно было добавлено некоторое количество компостированного материала, отбракованного по размерам, из предшествующих циклов компостирования. Этот компостированный материал, отбракованный по размерам, обычно включает в себя большие и малые ветви и древесные стружки, которые выходят за пределы определенных критериев размеров. Его повторно добавляют к компостируемой смеси как наполнитель или пустотообразующее вещество для поддержания аэрации смеси и для обеспечения дополнительной площади поверхности для развития микробной популяции. Исходная смесь была дополнена плодоовощными отходами в качестве инициатора и была внесена в камеру для компостирования, где выдерживалась для компостирования до тех пор, пока температура не поднималась до постоянного уровня 50-65 С и не появлялись другие признаки процесса компостирования в отбираемых образцах выходного материала. Например, когда соотношение выходной/входной массы падало до приблизительно 60-80%, то это указывало на то, что в процессе компостирования происходило разложение материала внутри камеры. Также периодически отбирались образцы для определения распределения размерачастиц в выходном материале для измерения глубины процесса компостирования; в целом, когда распределение размеров частиц падало, например, ниже среднего значения 12 мм, то это свидетельствовало о том, что процесс компостирования идет полным ходом. Достижение удовлетворительного и устойчивого уровня течения процесса компостирования занимает различное время для различных субстратов, однако в целом это достигалось за время приблизительно 7-14 дней с запрограммированным периодическим вращением шнекового устройства. Шнек выполнял один частичный (120) оборот (в течение 3-5 мин) каждые 45 мин для аэрации смеси в ходе процесса компостирования. Камера для компостирования выполнена в виде трубчатой продолговатой камеры с радиальной входной трубой с одной стороны и осевым выходным отверстием с другой. Эта труба, как правило, установлена на раме под некоторым углом таким образом, что по мере того, как материал проходит компостирование и перемещается внутри трубы при помощи шнека от входного отверстия к выходному отверстию, он поднимается по наклонной стенке от входного отверстия к выходному отверстию до тех пор, пока не выпадет из выходного отверстия для сбора. Материал, собранный у выходного отверстия, может быть просеян для удаления компостированного материала, отбракованного по размерам. После того как смесь прошла компостирование в течение 10-14 дней или когда температура достигла устойчивого уровня 50-65 С, был введен испытательный материал, состоявший из шлама нефтяной скважины, который был загрязнен буровым раствором. Пригодные испытательные материалы также включают в себя жидкие отходы нефтяного месторождения и буровой шлам, загрязненные текучими средами, полученными из скважины. В данном примере испытательный материал был добавлен только после того, как процесс компостирования был сочтен начавшимся, а источник углерода, обеспечиваемый плодоовощными отходами для процедуры первоначального запуска, был сочтен достаточно поглощенным. После введения испытательного материала никакие дополнительные плодоовощные отходы не добавлялись, а в некоторых вариантах осуществления данного изобретения плодоовощные отходы могут быть полностью исключены, хотя они полезны для стимулирования микробной популяции на начальной стадии процедуры компостирования перед введением испытательного материала, содержащего углеводороды с длинными цепочками. Компостируемая смесь была оставлена в камере для компостирования вместе с испытательным материалом на 3-10 дней до тех пор, пока содержание загрязняющих углеводородов в материале, выталки-4 019135 ваемом из выходного отверстия камеры для компостирования, не уменьшилось до приемлемых уровней. Выходной материал факультативно был вновь введен во входное отверстие, если он был еще недостаточно очищенным. На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая в общем и схематическом виде детали процесса, использованного в примере 1. В табл. 1 показаны количества материалов, использованных в примере 1, а также количество образованного компостированного продукта. Пример 2. Материалы, указанные в табл. 2, были использованы таким же образом в примере 2, с несколько большим количеством компостированного материала, отбракованного по размерам, и несколько меньшим количеством испытательного материала. Смесь изначально была подана с плодоовощными отходами, добавленными в качестве инициатора,а испытательный материал добавлен только после израсходования плодоовощных отходов внутренней микробной флорой. Температура контролировалась в ходе процесса и поддерживалась в диапазоне от 40 до 60 С. Если смесь не показывала никаких признаков охлаждения, то аэрация усиливалась путем увеличения разрыхления или же дополнительно добавлялась вода (или попутно источник азота, такой как куриная подстилка) со следующей загрузкой входного вещества для поддержания микробной популяции в соответствии с оптимальным уровнем. Во время выполнения процесса по примеру 2 в камере для компостирования были использованы нагревательные элементы для поддержания температуры в пределах требуемого диапазона. В табл. 2 показаны количества материалов, использованных в примере 2, а также количество образованного компостированного продукта. Пример 3. Пример 3 был осуществлен аналогично предшествующим примерам, однако с большим объемом испытательного материала и меньшей долей плодоовощных отходов. Большая часть испытательных материалов включала в себя текучую среду в количестве 125 л конденсата или свежей воды, добавляемой в компостируемую смесь в ходе процесса для увеличения содержания влаги в материале, находящемся в камере. В табл. 3 показаны количества материалов, использованных в примере 3, а также количество образованного компостированного продукта. Пример 4. Во время выполнения процесса по примеру 4 плодоовощные отходы не использовались, и он был инициирован с использованием испытательного материала, куриной подстилки и отходов растительного происхождения. Дополнительные источники углерода, вводимые в смесь факультативно, включали в себя смесь древесных отходов и бурой коры. Бурую кору добавляли в качестве разрыхлителя/наполнителя вместо компостированного материала, отбракованного по размерам, использованного в предшествующих примерах. Это было выполнено вследствие изменений в имеющемся сырье и показывает, что способ может быть осуществлен с использованием разнообразного сырья в соответствии с сезонными и местными изменениями в его наличии. В табл. 4 показаны количества материалов, использованных в примере 4, а также количество образованного компостированного продукта. Пример 5. Пример 5 также был осуществлен без добавления плодоовощных отходов. Древесные щепа и опилки также были добавлены как наполнитель, а испытательный материал включал в себя 4 л воды, способствующей образованию биопленок на поверхностях материалов. В табл. 5 показаны количества материалов, использованных в примере 5, а также количество образованного компостированного продукта. Пример 6. Пример 6 был осуществлен аналогично примеру 5 с использованием незначительно отличавшихся количеств испытательного материала. В табл. 6 показаны количества материалов, использованных в примере 6, а также количество образованного компостированного продукта. Пример 7. В примере 7 были использованы те же основные компоненты состава, которые использовались в примере 5 и примере 6, однако с использованием других количеств источников азота, испытательного материала, воды и активатора. Увеличенное содержание текучей среды способствовало улучшению образования биопленок по всем открытым поверхностям. Использованный испытательный материал включал в себя продукты предшествующих циклов обработки. В табл. 7 показаны количества веществ, использованных в примере 7, а также количество образованного компостного продукта. Пример 8. В данном примере использованы те же соотношения содержания веществ, что и в примере 5. Однако было уменьшено содержание азота во входных материалах и была добавлена бурая кора для поддержания достаточных воздушных промежутков в смешиваемых материалах. Объемы активатора и воды также были увеличены, главным образом, для стимуляции образования биопленок и поддержания равновесия. В табл. 8 показаны количества материалов, использованных в примере 8, а также количество образованного компостного продукта. Пример 9. В примере 9 были использованы те же основные составляющие, которые использовались в примере 7, однако с увеличенным объемом воды, добавляемой в смешиваемые материалы. Входной материал для примера 9 включал в себя возвращенные продукты предшествующих циклов обработки. В табл. 9 показаны количества материалов, использованных в примере 9, а также количество образованного компостированного продукта. Во всех приведенных выше примерах смесь факультативно содержала активатор, включающий в себя смесь аминокислот и питательных веществ, служащих предшественниками для использования в цепочках метаболизма микробной популяции. Типичный состав используемых активаторов включал в себя амины, аминокислоты, пурины, пиримидины, сарсопонин, сапонин, углеводы, поверхностноактивные вещества, нитраты, незначительные количества сульфатов кобальта, меди, железа, магния,марганца, цинка, серной кислоты и других неорганических веществ. Камера для компостирования во всех вышеприведенных примерах представляла собой 300 литровую камеру, в которой обычно поддерживалась температура от 40 до 75 С. Выходной продукт из камеры для компостирования, объем которого измеряли, обычно включал в себя порядка 40-50 л твердых веществ, выталкиваемых из выходного отверстия ежедневно, и различные объемы воды, просочившейся через компостируемый материал, (ниже - сточных вод) и конденсата в день (например, до нескольких миллилитров сточных вод ежедневно). Сточные воды и конденсат факультативно вновь вводили в камеру после выделения для увеличения содержания влаги в веществе, проходящем обработку, и/или для обработки сточных вод в дополнительном цикле компостирования. Повторное введение сточных вод в последующие циклы было полезным, поскольку оно стимулировало микробную популяцию. В большинстве случаев вещества, подаваемые в камеру для компостирования, были смешаны в однородную смесь из отходов растительного происхождения, куриной подстилки, компостированного материала, отбракованного по размерам, плодоовощных отходов и так далее вместе с используемым активатором. Как правило, эту смесь затем равномерно перемешивали с буровым шламом или другим материалом, подлежащим обработке, в соотношении приблизительно от 10 до 35 мас.% испытательного материала. Приблизительно 60 кг затем были загружены в реактор, и камера для компостирования была выдержана в течение 2-5 ч до тех пор, пока рабочая температура камеры для компостирования не достигала требуемого диапазона. После того как температура достигала требуемого диапазона от 40 до 75 С,состав и количество входной смеси, скорость вращения и температуру нагревательных элементов регулировали для выдерживания этого диапазона. Введение дополнительного количества входного материала приводило к охлаждению, и увеличение скорости вращения также в некоторых случаях приводило к охлаждению, поскольку плотные материалы, образующие груды внутри камер для компостирования,должны удерживать тепло внутри этих груд, целостность которых нарушалась, и тепло выделялось при любом возрастании скорости вращения. Типичные скорости вращения составляли один поворот лопасти шнека на 120 каждые 45 мин. Выходные материалы контролировали для отслеживания показателей хода реакции. Был предусмотрен конденсатор для конденсации газов, выделяющихся из смеси на различных стадиях, факультативно для отделения нефтесодержащих фракций с низкими температурами кипения от более легких фракций с более высокими температурами кипения. Обычные влагоотделители, установленные факультативно, с ранними прототипами системы работали хорошо. В целом объем жидкости, сконденсировавшейся из реакционной камеры, считался показателем интенсивности респирации микробов. Низкие объемы сконденсированной текучей среды указывали на то, что микробы не вошли в быструю фазу развития. Если же объем выделенного конденсата или внутренняя температура падали ниже определенного предела, то количество плодоовощных отходов внутри камеры для компостирования факультативно временно увеличивали для увеличения доступного источника углерода для микробов и увеличения их темпа развития. Альтернативно увеличивали скорость вращения или увеличивали количество материалов, отбракованных по размерам, для улучшения доступа воздуха в зону реакции. В случае, если температура возрастала свыше 70 С, нагревательные элементы выключали, или в систему добавляли дополнительную жидкость. Результаты и их анализ В табл. 10 приведены номера примеров вместе с основными выводами для данного примера. В табл. 11 сведены уровни углеводородов для различных примеров. На фиг. 1 показана диаграмма степени переработки углеводородов в процентном выражении по данным, приведенным в табл. 11. На фиг. 1 и в табл. 11 ТНС - общее содержание углеводородов (totalhydrocarbon content), a ArHC - содержание ароматических углеводородов (aromatic hydrocarbon content). Показано, что испытания 5, 7 и 8 привели к наибольшему улучшению уровней содержания углеводородов в выходном материале. Анализ выходного материала, полученного в примерах 1 и 2, которые имели наиболее высокое процентное содержание углеводородов во входном материале, продемонстрировал,что общее количество полихлорированных бифенилов и поликонденсированных ароматических углеводородов снизился до менее чем 0,001 и 0,01% от общего количества выходного материала соответственно. Это соответствует выходному материалу, содержащему менее чем 20000 млн-1 углеводородов, а в некоторых случаях до 1000 млн-1 углеводородов в компосте. Во всем мире стандарты на остаточные углеводороды различны, однако наиболее строгие обычно требуют уровни содержания менее чем 5% углеводородных веществ. Более строгие стандарты ЕС и Великобритании предписывают максимальное значение 0,5%. Тем самым компост, полученный данными способами, может быть использован как химически безопасный материал во всем мире. Одним из полезных эффектов процесса обработки было микробное разложение нефти и нефтесодержащих материалов с получением компостированного продукта, пригодного для экологически чистого использования. Чтобы продемонстрировать улучшения по сравнению с почвой, были проведены испытания роста, результаты которых показаны на фиг. 2. Из данных, представленных на фиг. 2, видно, что компостированный выходной материал из примера 7, приведенного выше, обеспечивает существенное улучшение по сравнению с грунтом при соотношениях 50:50 и 25:75 в смеси компост:грунт. Дальнейшие испытания роста с использованием выходного материала из примера 7 показаны в табл. 12. Урожайность, полученная при 100% грунта, 100% компоста, а также при смесях компост:грунт 50:50 или 25:75, постоянно демонстрировала значительно более высокий темп роста растений при использовании смесей. Фиг. 2 представляет собой диаграмму, построенную по данным табл. 12. Биомасса оценивалась периодически путем выкашивания с последующим взвешиванием скошенной травы. Сводные результаты приведены в табл. 12, где показаны различные результаты в виде прироста продукта для материала,его смесей с местными природными почвами, и для природных почв без примесей. Выходной материал, смешанный в соотношении 50:50 или 25:75 с садовой почвой, дал улучшение роста растений по сравнению с ростом растений, отмеченным только для садовой почвы. Соотношение 50:50 обеспечило увеличение роста растений приблизительно на 100-150%, а смесь 25:75 обеспечила увеличение роста растений приблизительно на 35-50%. Из-за высоких уровней содержания питательных веществ в 100% компосте он показал слабую начальную всхожесть и рост растений, однако к концу испытаний роста рост растений, показанный на 100% выходном материале превысил рост, показанный на 100% почвы. Слой растительного покрова был наиболее толстым для смесей 50:50 и 25:75, несомненно демонстрируя полезное действие питательных веществ компоста при добавлении. Таким образом, эти данные демонстрируют, что хотя 100% выходного материала могут быть использованы для улучшения роста растений по сравнению с достигнутым только на почве, однако смеси выходного материала и почвы могут обеспечить лучший рост и слой покрова. Выходной материал и соответствующие смеси из примера 7 были оценены на соответствие стандартам на поставляемые на рынок почвы в отношении наличия потенциально токсичных элементов (potentially toxic elements, РТЕ). Эти данные приведены в табл. 13 и 14. В табл. 13 данные пересчитаны на 30 или 40% содержания органических веществ (organic matter, ОМ) в соответствии со стандартами SEPA(Scottish Environment Protection Agency - Шотландское управление по защите окружающей среды) и стандартами Европейского Союза (EU). Выходной материал и смеси соответствовали требованиям стандартов Великобритании PAS 100 (UK publicly acceptable standards), руководящим указаниям по оценке загрязненных почв CLEA (the contaminated land exposure agreement assessment guidelines), стандартуSEPA и проектам стандартов Европейского Союза на биологические отходы. Эти стандарты разработаны для использования по отношению к материалам, пригодным для деятельности в области садоводства,озеленения, рекультивации и изготовления почв. В табл. 13 также показано сравнение средних результатов для компоста, полученных на различных партиях, с результатами, полученными для одной отдельной испытательной партии компостированного материала. В табл. 14 также приведены установленные CLEA предельные значения содержания РТЕ в почвах, используемых в коммерческих и промышленных целях. Для дополнительной оценки выходного вещества также оценивалось накопление растениями присутствующих РТЕ с использованием трав как образцов снятого продукта. Биомасса из групп съема для каждой среды для выращивания была высушена, собрана и исследована на накопление РТЕ. В табл. 15 приведены результаты анализа и сравнение наличия элементов в компостированном материале, использованном для выращивания сельскохозяйственных культур, с количеством, накопленным этой культурой. Степень накопления РТЕ в травах, выращенных на выходном материале и смесях, подобна степени накопления РТЕ в травах, выращенных только на почве, а для некоторых из них (например, Cr и Ni) накопление в травах, выращенных на продуктах выходного вещества материала, было меньшим. Нормальные уровни токсичности для растений и предельные значения токсичности для урожая зерновых культур приведены в табл. 16, где показано сравнение уровней накопления РТЕ растениями с уровнями, установленными руководящими указаниями Европейского Союза. Исходя из этих данных,оценка накопления растениями РТЕ свидетельствует об отсутствии потенциальной опасности и минимальной опасности для любых пастбищных животных. Уровни РТЕ как в материале, так и в смесях, соответствуют наиболее строгим предельным значениям CLEA и показывают, что любая потенциальная опасность для человека также незначительна. Была оценена способность РТЕ, имеющихся в выходном материале, к вымыванию. В табл. 17 приведены результаты по РТЕ, присутствующим в сточных водах, в сравнении со стандартами на питьевую воду (SS - взвешенные твердые частицы; Е. cond. - удельная электропроводность сточных вод; BOD биологическая потребность в кислороде). Данные по нисходящему потоку касаются воды, прошедшей вниз через столб выходного материала, смеси или почвы и протекшей сквозь этот материал. Таким обра-7 019135 зом, оценка по нисходящему потоку имитирует влияние дождевых осадков. Данные по восходящему потоку касаются воды, поднимающейся вверх через столб материала, и представляют влияние подтапливания на выходной материал, что, например, может иметь место в местностях, близких к рекам или другим водоемам. Данные в табл. 17 показывают, что сточные воды, образованные водами, проходящими через выходной материал и его смеси, химически безвредны по РТЕ. Использование камеры способствует достижению компостируемой смесью критической массы, после чего реакция компостирования легко становится самоподдерживающейся. В этом состоянии внутреннюю температуру камеры обычно поддерживают, по меньшей мере, на уровне минимальной температуры, необходимой для обеспечения микробной активности, и процесс компостирования может продолжаться со сниженными требованиями к изменению условий окружающей среды. При использовании состава, использованного в примере 7, типичный средний начальный входной материал в количестве приблизительно 95 кг/270 л ежедневно пополняли в течение 10-16 дней, например, предпочтительно 13 дней, 14 дней или 15 дней, материалом в количестве приблизительно 19 кг/54 л. В большинстве случаев компостируемой смеси требуется приблизительно 5-8 дней, чтобы процесс компостирования стал самоподдерживающимся, и выходной компостированный материал образуется в течение дальнейших 1-5 дней, а обычно 2 дней или 3 дней. Оптимально, а также для обеспечения устойчивой реакции, может быть использовано 20% или более дополнительного вещества (факультативно 25%) свыше количества, требуемого для достижения критической массы. Вышеуказанные условия не являются категорическими требованиями для достижения критической массы. Изменение условий (например, температуры, влажности, микробных добавок и т.д.) и состава(например, присутствия активаторов, процент органических веществ и т.д.) повлияет на количество начального входного материала, количество добавляемого входного материала и времени, необходимого для достижения самоподдерживающегося процесса. Кроме того, использование камер для компостирования различных размеров предполагает различные максимально возможные загрузки и различающиеся способности к поддерживанию температуры внутри камеры. По существу, можно спрогнозировать влияние размера камеры на время, требуемое для достижения критической массы, необходимой для запуска самоподдерживающегося процесса. Использование различных составов, а также разное время года, когда происходит процесс компостирования, также может повлиять на условия, необходимые для достижения критической массы. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения аэрация зоны протекания процесса может быть улучшена путем нагнетания сжатого воздуха (или других газов, таких как кислород), нагретого или охлажденного в соответствии с климатическими условиями местности, в которой происходит процесс компостирования, в компостируемую смесь для перемешивания этой компостируемой смеси, а также для подачи дополнительного количества кислорода для обеспечения респирации микробов. В более широком плане использование устройства для перемешивания, например, шнека или разрыхляющего устройства, также обеспечивает возможность управления подачей кислорода в реакционную смесь при условии, что кислород не охлаждает реакционную смесь и улучшает качество выходного материала. Типичная компостируемая смесь может содержать 20-40% отходов растительного происхождения,20-40% отбракованного по размерам компостированного материала, или наполнителя, 10-30% источника азота, такого как куриная подстилка, и от 10 до 20% загрязненного испытательного материала или плодоовощных отходов. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения в компостируемую смесь могут быть введены дополнительные загрязняющие углеводороды для увеличения имеющихся источников углерода,способствующих развитию микробной популяции. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения углеводороды могут быть выведены термическим испарением за счет тепла, образованного в процессе компостирования, и удалены из реакционной смеси путем конденсирования, таким образом ослабляя эффект катаболитного подавления продуцирования микробами ферментов, разлагающих углеводороды. После обработки внутри камеры для компостирования обработанный материал может быть выдержан в штабелях-отвалах дозревания, обеспечивая грибкам возможность разрастания и разложения остаточных сложных углеводородов (таких как фенилы). Изменения и усовершенствования могут быть выполнены без выхода за пределы объема изобретения. Таблица 12. Данные последовательных испытаний роста с использованием компоста, смесей и садовой почвыRA опытный образец - опытный образец, содержащий продукты предшествующих циклов обработки. Таблица 17. Усредненные данные элюирования - исследование смесей, компостных продуктов и садовой почвы Курсивом выделены показатели параметров из Приложения 2; все значения указаны как концентрация растворимых компонентов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки отходов и побочных продуктов нефтяных и/или газовых месторождений, образовавшихся при бурении или эксплуатации нефтяной или газовой скважины и загрязненных неорганическими соединениями, включающий обработку отходов или побочных продуктов в камере для обработки,включающей в себя разрыхляющее устройство для перемешивания отходов и побочных продуктов, которое во время выполнения процесса обработки вращается с перерывами, отличающийся тем, что обработка включает компостирование смеси отходов и побочных продуктов в упомянутой камере с применением термофильных микробов, при этом вращением разрыхляющего устройства управляют таким образом, чтобы поддерживать температуру в упомянутой камере в пределах диапазона от 40 до 75 С, который способствует развитию микробной популяции, используемой в упомянутом процессе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что камера является цилиндрической, а устройство для перемешивания имеет радиальные лопасти. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что разрыхляющее устройство представляет собой вращающийся шнек. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что во время осуществления способа камера располагается так, что ее ось направлена вверх, так что обрабатываемые отходы и побочные продукты опускаются на дно камеры и поднимаются разрыхляющим устройством в верхнюю часть камеры. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что камера располагается наклонно относительно горизонтальной плоскости во время осуществления способа. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что камера имеет прямоугольное поперечное сечение. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отходы и побочные продукты загрязнены органическими соединениями. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что органические соединения включают в себя текучие среды,полученные из скважины. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отходы и побочные продукты загрязнены неорганическими соединениями из буровых растворов. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что неорганические соединения включают в себя сульфаты,хлориды, формиаты или тяжелые металлы. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отходы или побочные продукты включают в себя биологические отходы, отходы животноводства и пищевые отходы. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используемая микробная популяция включает в себя эндогенную микробную популяцию. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обрабатываемые отходы и побочные продукты перемешивают с питательными материалами, служащими источником азота и/или углерода для микробов. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что питательные материалы включают питательные материалы с высоким содержанием источников углерода. 15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что питательные материалы содержат плодовые или овощные отходы. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что питательные материалы включают в себя отходы растений, листву, скошенную траву и растения, кору, ветви и прутья, древесные опилки, древесную стружку и древесные отходы, измельченную бумагу, картон, подстилки животных или рыбные отходы. 17. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отходы представляют собой загрязненные углеводородами отходы, содержащие органические остатки с углеродными цепочками, длина которых превышает пять атомов углерода. 18. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в компостируемую смесь добавляют экзогенный источник микробов для разложения определенных загрязняющих веществ,присутствующих в отходах или побочных продуктах. 19. Способ по любому из пп.13-18, отличающийся тем, что содержание углерода и азота в питательных материалах регулируют для способствования развитию микробной популяции и получения популяции, пригодной для эффективного разложения углеводородных загрязняющих веществ, присутствующих в обрабатываемых отходах или побочных продуктах. 20. Способ по любому из пп.13-19, отличающийся тем, что содержание углерода и азота в питательных веществах регулируют в процессе выполнения операции компостирования для регулирования количества углерода из питательных веществ и отходов. 21. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что процесс компостирования выполняют при температурах от 50 до 75 С. 22. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обрабатываемые отходы и побочные продукты содержат буровой шлам. 23. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обрабатываемые отхо- 13019135 ды и побочные продукты содержат активатор, включающий в себя смесь аминокислот и питательных добавок, служащих предшественниками в цепочках метаболизма микробной популяции. 24. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отходы и побочные продукты, прошедшие обработку по настоящему способу и выделенные из компостируемой смеси, проходят обработку в соответствии с данным способом по меньшей мере еще один раз. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что отходы и побочные продукты, выделенные из компостируемой смеси и проходящие обработку по меньшей мере еще один раз, содержат текучие среды, просочившиеся через компостируемые отходы и побочные продукты, и дистиллированные текучие среды,которые после выделения вновь вносят в ту же или другую компостируемую смесь. 26. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что определяют объем жидкости, удаляемой в ходе реакции компостирования, и регулируют количество питательных материалов, участвующих в реакции, скорость перемещения компостируемых отходов и побочных продуктов и/или количество компостированных отходов и побочных продуктов, отбракованных по размерам, или текучих сред, присутствующих в смеси, в соответствии с объемом жидкости, сконденсировавшейся в результате реакции компостирования. 27. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в компостируемую смесь вводят рыхлый материал для улучшения аэрации смеси. 28. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что во время выполнения процесса компостирования в компостируемую смесь нагнетают сжатый газ. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что сжатый газ нагревают или охлаждают перед нагнетанием. 30. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в компостируемую смесь вводят дополнительные загрязняющие углеводороды для увеличения доступных источников углерода, способствующих развитию микробной популяции. 31. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что материал, прошедший обработку, выдерживают в штабелях-отвалах для дозревания, обеспечивая грибкам возможность разрастания и разложения остаточных сложных углеводородов. 32. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выполнение процесса продолжают до тех пор, пока общее содержание углеводородов (ТНС) в материале на выходе не составит 5% (50000 млн-1) или менее. 33. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выполнение процесса продолжают до тех пор, пока общее содержание углеводородов (ТНС) в материале на выходе не составит 2% (20000 млн-1) или менее. 34. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выполнение процесса продолжают до тех пор, пока общее содержание углеводородов (ТНС) в материале на выходе не составит 0,1% (1000 млн-1) или менее.