Способ очистки земель от нефти и нефтепродуктов и рекультивации почв сельскохозяйственного назначения. Очистка от нефти почвы


Способ очистки земель от нефти и нефтепродуктов и рекультивации почв сельскохозяйственного назначения

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способам очистки и восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, а также к рекультивации почв сельскохозяйственного назначения. В предлагаемом способе применяют углеродные сорбенты, в качестве которых используют гранулированный технический углерод печного способа производства с удельной поверхностью 50-250 м2/г либо углерод-углеродный материал, полученный пиролитическим уплотнением гранулированного технического углерода с удельной поверхностью 100-500 м2/г. Водородный показатель рН водной суспензии углеродного сорбента составляет 6-9 единиц. Внесение указанных углеродных сорбентов стимулирует численность и ферментативную активность углеводородокисляющей группы почвенного биоценоза, что способствует деструкции углеводородов, загрязняющих почву. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способам очистки и восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, а также рекультивации почв сельскохозяйственного назначения.

В настоящее время в арсенале экологических служб и организаций, занимающихся рекультивацией нефтезагрязненных почв, уже имеется большой набор механических, физико-химических и химических способов очистки почвы от нефтепродуктов. Однако, по мнению большинства отечественных и зарубежных специалистов, наиболее полное восстановление нарушенных нефтеразливами биоценозов может быть достигнуто только с применением технологий, основанных на использовании биологических способов, поскольку интенсивность и характер разложения нефтяных углеводородов в почве в конечном итоге определяется функциональной активностью углеводородокисляющих микроорганизмов, способных усваивать нефть в качестве единственного источника углерода.

Известные в настоящее время технологии биологической рекультивации нефтезагрязненных почв решают проблему очистки почвы либо внесением в нее биопрепаратов на основе штаммов активных углеводородокисляющих микроорганизмов, либо посредством использования различных приемов, направленных на стимулирование активности собственной аборигенной нефтеусваивающей микрофлоры почвы. При решении проблемы рекультивации нефтезагрязненных почв северных регионов последний подход представляется более целесообразным.

Как показывает практика, применение биопрепаратов оправдывает себя только в системах интенсивной очистки, предполагающих перемещение загрязненного грунта на специально оборудованные технологические площадки в условиях, оптимальных для функциональной активности входящих в состав препаратов нефтеокисляющих микроорганизмов, тогда как интродукция активных штаммов биопрепаратов в почву в неблагоприятных условиях Севера чаще всего оказывается неэффективной.

Известно применение сорбентов для комплексной очистки поверхности почвы, получаемых из растительного сырья, в частности из отходов сельскохозяйственного производства, на основе рисовой лузги, шелухи гречихи, овса, ржи, подсолнечника (Сборник Рефераты, доклады и сообщения. "Химия и проблемы экологии". "Анализ и контроль объектов охраны окружающей среды". Российско-американский симпозиум, 1998 г., вып.3, стр.64), сорбентов для мелиорации почв, в составе которых сапропель, цеолит и глинозем (60-70%, 23-27%, 8-11%) (патент РФ 2049107, 1995 г.), сапропель и обуглероженная льняная костра (50-80%, 20-50%) (патент РФ 2198987, 2003 г.).

Недостатком известных сорбентов является малая эффективность в отношении нефтепродуктов вследствие того, что границы сорбента обволакиваются пленкой и практически теряют свои сорбционные свойства.

Известен способ применения для детоксикации земель и рекультивации почв гуминового сорбента, полученного гидратацией природного бурого угля (патент РФ 2205165, 2003 г.). Гуминовый сорбент препятствует поглощению растениями ионов металлов и загрязняющих почву органических веществ, обеспечивает влагоудерживание почвы, повышая ее плодородие. Однако производство гуминового порошкообразного сорбента является многостадийным, длительным, с выделением пыли, низкопроизводительным. Кроме того, гуминовый сорбент содержит в большом количестве функциональные кислородсодержащие группы и свободные гуминовые кислоты, которые снижают рН почвы до слабокислого и ухудшают условия поддержания микрофлоры почв в активном состоянии, угнетая ферментативную деятельность углеводородокисляющих микроорганизмов.

Известно получение искусственной почвы с применение технического углерода древесного происхождения (пиролиз древесины) для увеличения теплоемкости почв и снижения испарения влаги из почвы (патенты РФ 2301825, 2301249, 2007 г.).

Известно применение сорбционного материала для очистки поверхности воды и грунта от нефти и нефтепродуктов (патент UA 60180, прототип), который содержит гранулированный активированный уголь растительного происхождения и измельченный вспученный графит природного происхождения при следующем соотношении компонентов, масс.%:

вспученный графит природного происхождения 50-75;

гранулированный активированный уголь растительного происхождения 25-50.

Недостатком способа является недостаточная эффективность очистки без дополнительного внесения микроорганизмов.

Задачей данного изобретения является разработка высокоэффективного способа очистки земель от нефти и нефтепродуктов и рекультивации почв путем применения углеродных сорбентов, повышающих активность микроорганизмов малоплодородных и нефтезагрязненных почв.

В предлагаемом способе очистки земель от нефти и нефтепродуктов и рекультивации почв сельскохозяйственного назначения применяют углеродные сорбенты, в качестве которых используют гранулированный технический углерод печного способа производства с удельной поверхностью 50-250 м2/г либо углерод-углеродный материал, полученный пиролитическим уплотнением гранулированного технического углерода, с удельной поверхностью 100-500 м2/г, причем водородный показатель рН водной суспензии углеродного сорбента равен 6-9.

Внесение указанных углеродных сорбентов стимулирует численность и ферментативную активность углеводородокисляющей группы почвенного биоценоза, что способствует деструкции углеводородов, загрязняющих почву и ее рекультивации.

Основным отличием предлагаемого способа является использование в качестве углеродных сорбентов:

- гранулированного технического углерода печного способа производства, представляющего собой сферообразные гранулы дисперсного материала черного цвета, с удельной поверхностью 50-250 м2/г и показателем рН его водной суспензии 6-9;

- углерод-углеродного материала (УУМ), полученного пиролитическим уплотнением гранулированного технического углерода и имеющего сферообразные гранулы с суммарным объемом пор 0,08-0,8 см3/г, с удельной поверхностью 100-500 м2/г и показателем рН его водной суспензии 6-9.

Сорбционную активность по отношению к углеводородокисляющим микроорганизмам (УОМ) углеродных сорбентов определяли в статических и динамических условиях.

Иммобилизацию взвеси микроорганизмов Micrococcus, Bacillus, Actinomyces, Arthcrobacter в статических условиях проводят следующим образом. В суспензию микроорганизмов с известной исходной численностью с первоначальным содержанием 106 и 108 клеток/мл вносят точную навеску сорбента, тщательно встряхивают в течение 20-30 минут и отстаивают в течение 20 минут. После чего выращивают изолированные колонии на мясо-пептонном агаре чашечным методом (Аристовская Т.В. и др. Большой практикум по микробиологии. - М: Высшая школа, 1962, С 89-90), рассчитывают число микробных клеток, оставшихся в жидкой фазе, сравнивают с исходной численностью и определяют число микробных клеток на 1 г сорбента. Сорбционная активность по отношению к микроорганизмам Micrococcus, Bacillus, Actinomyces, Arthcrobacter составляет на гранулированном техническом углероде 99,64 и 99,98%, на углерод-углеродном материале 74,30 и 95,02% соответственно.

Сорбцию в динамических условиях проводят при фильтрации микробной взвеси через колонку, заполненную углеродным сорбентом. При этом учитывают скорость сорбции, высоту столба сорбента, поровый объем и число микробных клеток в исходной взвеси и после фильтрации. После чего рассчитывают число сорбированных клеток на 1 г сорбента аналогично. Степень удерживания взвеси микроорганизмов составляет на гранулированном техническом углероде 99,60 и 99,96%, на углерод-углеродном материале 62,74 и 64,00% соответственно.

Активность выделяемых УОМ ферментов каталазы, пероксидазы, полифенолоксидазы, дегидрогеназы определяют известными методами (Аристовская Т.В. и др. Большой практикум по микробиологии. - М.: Высшая школа, 1962, С 160), степень очистки почвы от нефтезагрязнения определяют хроматографическим методом (Сваровская Л.И., Алтунина Л.К. Активность почвенной микрофлоры в условиях нефтяных загрязнений. Биотехнология, 2004. №3. С.63-69).

Для иллюстрации изобретения приведены следующие примеры.

Пример 1. Почву в количестве 300 г помещают в емкость, вносят 21 г нефти (7%) и 6 г гранулированного технического углерода с удельной поверхностью 168 м2/г и показателем рН 7,5, все тщательно перемешивают и термостатируют в течение 21 суток при температуре 25°С. Для загрязнения почвы использована нефть Советского месторождения. Через определенный интервал времени отбирают пробы почвы, определяют численность углеводородокисляющих микроорганизмов и активность ферментов-деструкторов углеводородов оксигеназной группы: каталазы, пероксидазы, полифенолоксидазы, дегидрогеназы.

Через 21 день степень очистки почвы от нефти составила 70%.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но в качестве углеродного сорбента используют углерод-углеродный материал с удельной поверхностью 500 м2/г, водородным показателем рН 7,8. Степень очистки почвы составила 58%.

Пример 3. Контрольный. Аналогичен примеру 1, но использована нефтезагрязненная почва без сорбента. Степень очистки почвы составила 30%.

На фиг.1 представлена динамика роста численности микроорганизмов в нефтезагрязненной почве без сорбента (контроль) и с добавкой углеродных сорбентов - гранулированного технического углерода и углерод-углеродного материала; на фиг.2 - динамика изменения активности ферментов, выделяемых микроорганизмами при внесении в нефтезагрязненную почву гранулированного технического углерода с (а) и углерод-углеродного материала (б).

Как следует из фиг.1, интродукция сорбентов в нефтезагрязненную почву стимулирует рост численности почвенной микрофлоры на 300-600% по сравнению с контрольной почвой, где сорбент не применялся (относительную численность микроорганизмов рассчитывали по отношению разности числа микроорганизмов в 1 г почвы в рабочем и контрольном опытах к числу микроорганизмов в 1 г почвы в контрольном опыте, в %). Из фиг.2 видно, что добавление углерод-углеродного материала и технического углерода в нефтезагрязненную почву повышает ферментативную активность микробных клеток почвы. Так, на 21-е сутки активность дегидрогеназы увеличивается в 3 раза, каталазы - в 2-12 раз, пероксидазы - в 2, полифенолоксидазы - в 1,5 раза по сравнению с исходной.

Пример 4. В образец почвы массой 1 кг и диаметром 10 см локально в центр на глубину 8-10 см помещают 20 г гранулированного технического углерода с удельной поверхностью 50 м2/г и рН 7,2, и почву увлажняют в течение 21 суток. Образцы почвы отбирают периферийно концентрически, не смешивая с техническим углеродом. Для получения из них почвенной суспензии образцы тщательно перемешивают, и к полученной навеске массой 10 г добавляют 90 см3 стерильного 0,1% водного раствора натрия пирофосфата. Суспензию взбалтывают в течение 10 мин и последовательно разбавляют в 10 раз до пятого разведения (Аристовская Т.В. и др. Большой практикум по микробиологии. - М.: Высшая школа, 1962, с.110).

Учет микрофлоры проводят методом посева на три селективные среды: мясо-пептонный агар (МПА) для выявления физиологической группы микроорганизмов, утилизирующих органический азот; крахмало-аммачный агар (КАА) для учета численности группы микроорганизмов, утилизирующих минеральный азот и на среде Чапека для учета почвенных грибов.

Численность микрофлоры, разлагающей органические формы азота (на МПА), составила 10,1 млн/г, разлагающей минеральные формы азота (на КАА) составила 10,9 млн/г, численность микромицетов (грибов) 13,5 тыс/г. Баланс групп микроорганизмов КАА/МПА равен 0,96.

Пример 5. Аналогичен примеру 4, но в качестве углеродного сорбента используют углерод-углеродный материал с удельной поверхностью 500 м2/г, водородным показателем рН 7,8. Численность микрофлоры на МПА составила 11 млн/г, на КАА - 10,1 млн/г, численность микромицетов (грибов) 13,5 тыс/г. Баланс групп микроорганизмов КАА/МПА равен 0,92.

Пример 6. Контрольный. Аналогичен примеру 4, но использована почва без сорбента. В контрольном варианте изучена аборигенная микрофлора солонцового горизонта почвы Омской области. Численность микрофлоры аборигенной среды, разлагающей органические формы азота (на МПА), составила 7,3 млн/г, разлагающей минеральные формы азота (на КАА), составила 8,2 млн/г, численность микромицетов (грибов) 10,0 тыс/г. Баланс групп микроорганизмов КАА/МПА равен 1,12.

Результаты микробиологического анализа почвенных образцов солонцовогс горизонта до и после воздействия углеродных сорбентов в течение 21 суток приведены в таблице.

Вариант Бактерии на МПА, утилизирующие органический азот Бактерии на КАА, потребляющие азот в минеральной форме Микромицеты-грибы, растущие на среде Чапека Отношение бактерий на средах КАА/МПА
млн/г % к контролю млн/г % к контролю тыс./г % к контролю
Контроль (без сорбентов) 7,3 100 8,2 100 10,0 100 1,12
Гранулированный технический углерод 10,1 138,5 10,9 132,8 13,5 135 0,96
Углерод-углеродный материал 11,0 150,7 10,1 123,2 13,5 135 0,92

Из таблицы видно, что внесение в почву углерод-углеродного материала повышает на 50% численность микрофлоры, разлагающей органические формы азота, на 23% -минеральные формы азота, на 35% повысилась численность микромицетов (грибов). Баланс групп микроорганизмов при введении в почву углерод-углеродного материала сохраняется около 1 (0,92) и близок к аборигенной среде (1,12).

При внесении в почву гранулированного технического углерода численность бактерий, разлагающих органический азот, повысилась на 38%, микроорганизмов, утилизирующих минеральную форму азота, на 33%, грибов - на 35%. Баланс групп микроорганизмов при введении в почву гранулированного технического углерода сохраняется около 1 (0,96) и близок к аборигенной среде (1,12).

Таким образом, внесение в почву углеродных сорбентов - гранулированного технического углерода или углерод-углеродного материала с удельной поверхностью 50-500 м2/г и комфортным для активизации почвенной микрофлоры водородным показателем рН 6-9 повышает активность микроорганизмов малоплодородных и нефтезагрязненных почв.

Способ очистки земель от нефти и нефтепродуктов и рекультивации почв сельскохозяйственного назначения путем внесения углеродных сорбентов, отличающийся тем, что в качестве углеродного сорбента используют гранулированный технический углерод печного способа производства с удельной поверхностью 50-250 м2/г либо углерод-углеродный материал, полученный пиролитическим уплотнением гранулированного технического углерода с удельной поверхностью 100-500 м2/г, причем водородный показатель рН водной суспензии углеродного сорбента равен 6-9.

www.findpatent.ru

Способ очистки почвы от нефтяных загрязнений

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации нефтяных загрязнений на поверхности земли с помощью микроорганизмов. Способ заключается в обработке почвы смесью, содержащей нефтеразрушающие микроорганизмы, азотно-фосфорное удобрение и адсорбент. В качестве адсорбента используют проппант, а перед обработкой почвы смесь замораживают, раскалывают на куски, после чего распределяют по нефтезагрязненному участку и заглубляют в почву. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки от нефти нефтезагрязненных участков, находящихся в труднопроходимой, заболоченной местности, при снижении материальных затрат.

 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации нефтяных загрязнений на поверхности земли с помощью микроорганизмов.

Нефтяная промышленность является одним из основных загрязнителей природной среды. Естественные процессы самоочищения и восстановления почв, загрязненных нефтью, например при авариях на нефтепроводах, протекают медленно, особенно в условиях заболоченной местности, влажной тундры, где проходит большинство нефтепроводов.

Значительному ускорению разложения нефти способствует внесение в почву нефтеразрушающих микроорганизмов.

Известен способ очистки почвы от нефтяных загрязнений, заключающийся в обработке нефтезагрязненной местности смесью нефтеразрушающих микроорганизмов и минеральной подкормки путем опрыскивания, либо разбрасывания из специальных установок (Е.В.Сидорова и др. Охрана почв на объектах газовой промышленности. М., ИРЦ Газпром, 1994, с.24), что не эффективно для участков, расположенных в труднопроходимой для техники в летний период местности, либо путем распыления с воздуха (А.с. №1428809), что требует применения дорогостоящей воздушной техники.

Наиболее близким является способ очистки почвы от нефтяных загрязнений, предусматривающий обработку почвы смесью нефтеразрушающих микроорганизмов, минеральных солей, адсорбента с помощью разбрасывателя (пат. РФ №2238807).

Однако, согласно этому способу, невозможно произвести такую обработку на труднодоступных для техники в летний период нефтезагрязненных участках, к тому же требуется применение специальной техники.

Задача изобретения - очистка от нефтяных загрязнений труднодоступных в летнее время заболоченных участков.

Поставленные задача и технический результат достигаются тем, что предлагаемый способ очистки почвы от нефтяных загрязнений заключается в обработке почвы смесью нефтеразрушающих микроорганизмов, азотно-фосфорного удобрения и адсорбента, причем перед обработкой почвы смесь замораживают, раскалывают на куски, после чего распределяют по нефтезагрязненному участку и заглубляют в почву.

Способ осуществляют в промысловых условиях в зимнее время.

Готовят питательную среду для нефтеразрушающих микроорганизмов - раствор азотно-фосфорного удобрения. В качестве азотно-фосфорного удобрения используют аммофос гранулированный (ТУ 2186-670-00209438-01) или диаммофос гранулированный (ТУ 113-08-556-93). В качестве жидкости для приготовления раствора используют воду из природных источников, или воду техническую, которую получают в соответствии с природоохранными требованиями путем очищения известными методами (например, химической коагуляцией или электрокоагуляцией) отработанной жидкой фазы освоения скважины. В 1 м3 жидкости вносят 0,3 кг азотно-фосфорного удобрения, перемешивают до растворения удобрения.

Для приготовления раствора применима любая емкость подходящего объема, снабженная перемешивающим устройством, например цементировочный агрегат типа ЦА-300.

Соли азота и фосфора являются питательной средой для нефтеразрушающих микроорганизмов, способствуют активации нефтеразрушающих микроорганизмов.

В полученный раствор вводят сухие культуры нефтеразрушающих микроорганизмов, например бакпрепарат «Путидойл» (ТУ 64.14.110-86), «Деворойл» (ТУ 9291-023-45181233-03), «Достроил» (ТУ 9291-006-05803071-96), из расчета не более 0,7 кг каждого из бакпрепаратов на 1 м3 питательного раствора азотно-фосфорного удобрения и перемешивают. Затем с помощью компрессора аэрируют полученный раствор в течение 4-18 часов при 125-30°С для активизации нефтеразрушающих микроорганизмов.

Полученный раствор с активизированной культурой нефтеразрушающих микроорганизмов сливают в амбар, находящийся на открытом воздухе, добавляют туда адсорбент в соотношении 1:1 (по объему), перемешивают с помощью экскаватора и оставляют до полного замерзания.

В качестве адсорбента может быть использован отработанный проппант - отход производства гидроразрыва пласта, представляющий собой керамические гранулы с разветвленной пористой структурой диаметром 0,4-2,0 мм, большое количестве которого находится на промыслах, где производится гидроразрыв пласта. Отработанный проппант предварительно очищают от нефти пропариванием с помощью передвижной парогенераторной установки при температуре пара не менее 100°С до максимального смыва нефтепродуктов.

Застывшую в амбаре смесь раскалывают с помощью экскаватора на куски до размеров 0,2×0,3 м. Затем транспортируют самосвалами и рассыпают на нефтезагрязненном участке, предварительно очищенном от снежного покрова. С помощью бульдозеров распределяют по участку, вдавливая куски льда в загрязненную нефтью почву.

При вдавливании кусков льда в поверхность почвы происходит разрушение плотного слоя нефти. В результате увеличивается аэрация почвы, ускоряющая деструкцию нефтепродуктов.

При повышении температуры воздуха (в весеннее-летний период) происходит прогревание верхнего слоя почвы нефтезагрязненного участка. В результате происходит таянье кусков льда, вдавленных в нефтезагрязненную почву в зимнее время, и активизация замороженных в них нефтеразрушающих микроорганизмов.

Проппант, входящий в состав замороженной и вдавленной в виде кусков льда в нефтезагрязненную почву смеси, адсорбирует на свою поверхность нефть, которую начинают разлагать нефтеразрушающие микроорганизмы. Пористая структура проппанта способствует аккумуляции в порах питательной среды и нефтеразрушающих микроорганизмов, создавая благоприятные условия для деструктивной деятельности последних. Одновременно проппант оказывает мульчирующее действие на почву, что способствует ее аэрации.

Способ опробован в зимнее время на участке, загрязненном нефтью в результате аварии на трубопроводе. Участок находился на территории Угутского месторождения в труднодоступном болотистом месте. Контроль действия данного способа проводился по итогам сравнительного анализа состояния двух участков (оба участка загрязнены нефтью в результате одной и той же аварии, произошедшей в летнее время, и расположены друг от друга на расстоянии 300 м). Результаты химического анализа на наличие нефтепродуктов в почве после аварии показали: на первом участке 6624 мг/кг, на втором участке 5851 мг/кг. Первый участок не подвергали обработке, второй участок обрабатывали предлагаемым способом. По истечение 3 лет на первом участке наблюдалось незначительное восстановление растительного покрова по периферической части нефтяного загрязнения (менее 10% от общей площади загрязнения). На втором участке наблюдалось восстановление растительного покрова (60% от общей площади загрязнения).

Результаты химического анализа на наличие нефтепродуктов в почве показали:

- на первом, необработанном, участке - 5875 мг/кг

- на втором, обработанном данным способом, участке - 1568 мг/кг.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить эффективную рекультивацию нефтезагрязненных участков почвы, расположенных в труднодоступной в летнее время местности при снижении материальных затрат на использование специальной дорогостоящей техники, а также применении местных отходов; уменьшить негативное воздействие на экосистему северных районов, отличающуюся повышенной ранимостью и чувствительностью как к механическим повреждениям, так и к химическому загрязнению; решается проблема утилизации отходов нефтедобычи.

Способ очистки почвы от нефтяных загрязнений, заключающийся в обработке почвы смесью, содержащей нефтеразрушающие микроорганизмы, азотно-фосфорное удобрение и адсорбент, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют проппант, а перед обработкой почвы смесь замораживают, раскалывают на куски, после чего распределяют по нефтезагрязненному участку и заглубляют в почву.

www.findpatent.ru

Очистка грунтов от нефтепродуктов | Компания Экосфера

    На сегодняшний день очистка грунтов от нефтепродуктов, рекультивация земель которые загрязнены нефтью или песком происходит с применением некоторого комплекса мер. Если будет грамотное формирование целостной технологической цепочки, то должны получиться хорошие результаты, особенно если производительность высокая.

    Есть специальная цепочка, в которую входит трехфазная центрифуга, а так же сюда входит утилизация нефтешламов. Но больше преимуществ, конечно же, у тех нефтешламов у которых высокое содержание мехпримесей. Очистка почвы от нефтепродуктов происходит именно на основе этих примесей. Декантеры-центрифуги в основном занимаются переработкой нефтешламов у которых содержание примесей равно пятнадцати процентам. В случае если этих примесей будет больше, нужно будет добавить немного воды для разбавления. В этой ситуации уже может понадобиться дополнительное оборудование, которое может значительно снизить производительность.

    В первую очередь очистка почвы от нефти начинается с подготовки шлама. Должна быть проведена предварительная подготовка песка либо грунта. В чем  же заключается эта подготовка? А заключается она в том, чтобы провести сортировку, а так же загрузку крупных включений, таких как камни, например, а так же сюда входит удаление этих камней. Для этого нужно применять специальный грохот, который достаточно часто используют в промышленности.

    После этого всего происходит перемешивание с водой загрязненного материала при температуре до 80 градусов по Цельсию. В этом случае может применяться фрезерно-струйная мельница которую часто используют для того чтобы приготавливать промывочные жидкости во время бурения скважин. Таким образом, происходит размельчение комков, а так же разжижение данного материала. А растительность и мелкие остатки древесины размельчаются. Компания «Экосфера» занимается уничтожением загрязнений очистка почвы от нефтепродуктов методом биологической деструкции.

   На основе этого происходит размельчение крупных включений, а так же удаление и сортировка их. Так же удаляется растительность и древесина и соответственно происходит разжижение комков песка и грунта. После этого всего происходит разжижение массы, и удаляются камни размеры, которых могут достигать более 5 мм. В этом случае может применяться грохот, который расположен под специальной воронкой-поддоном.

    Затем можно уже приступать к отмывке грунта. Это происходит в потоке горячей воды, у которого очень высокая скорость. При этом соотношение воды очень объемное и равно 10:1. Отмывка происходит при помощи эжектора-смесителя, а так же фитингов и, конечно же, гидроциклонов и шламового насоса. Чистящие средства в этом случае не применяются. Вода должна быть нагрета от 20 до 80 градусов по Цельсию. Затем в воду надо добавить поверхностно-активные вещества.

    После этого следует разделение на фазы. После того как жидкая фаза пройдет весь цикл она уже будет делиться на две составляющие ближе к финалу. Этими составляющими являются вода и нефтепродукты. Эти два вещества практически не теряют потребительские свойства и их прекрасно можно использовать в качестве промышленного сырья. Таким образом после того как наступит окончание цикла можно будет контролировать качество очистки.

    Уже загрязненная вода после того как пройдет цикл очистки начнет расслаиваться в емкости с несколькими функциями. И уже там нефтепродукты и нефть будут скапливаться вверху емкости. После того как пройдут некоторые циклы очистки загрязненная вода будет расслаиваться. И затем уже можно будет приступать в доочистке.

Группа компаний «Экосфера» проводит рекультивацию загрязненных почв с помощью биодеструкторов.

Вы можете оставить заявку онлайн или позвонить по телефону +7 (495) 772-62-32

ecosfera.su

Проект Сергеевой О..doc - Исследование "«Эффективная очистка почвы от ...

5ничто не может сравниться с перевозкой нефти танкерами и супертанкерами.Танкеры являются самыми крупными судами, используемыми в настоящее времяна море. При транспортировке нередко нефть и нефтепродукты попадают в почвуили в воду. Как же нефть влияет на процессы жизнедеятельности? Нефть – этоэкологически опасное вещество. При попадании нефти в почву нарушаютсямногие жизненные процессы: подавляется дыхательная активность и микробноесамоочищение, изменяется соотношение между отдельными группамиестественных микроорганизмов, меняются направления метаболизма, угнетаютсяпроцессы азотофиксации, нитрификации, разрушения целлюлозы. В почвенакапливаются трудно окисляемые продукты, уменьшается количествокорневых выделений и органических остатков растений, являющихсяважнейшими факторами питания микроорганизмов. Нефтяное загрязнениеприводит к активным изменениям химического состава и структуры почвы.Конечно, одним из главных ущербов также является то, что нефть перекрываетдоступ кислороду. Так почвенные обитатели не смогут больше жить в этойзагрязненной почве, некоторые даже погибают при первых попаданиях вещества[1]. Известно, что длительное воздействие углеводородов, попадающих, ворганы дыхания человека, крайне отрицательно сказывается на здоровье,Нефть ивызывая целый ряд тяжких заболеваний, включая раковые. нефтепродукты в естественных условиях разлагаются в течение многих лет,нанося природе значительный ущерб [3]. Существующие способы очистки почвы от нефтяных загрязнений можноразделить их по принципу действия на следующие категории:

znanio.ru

Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов

 

Использование: изобретение относится к нефтяной промышленности, сельскому хозяйству и экологии и может быть использовано для биологической очистки почв и поверхностных вод от нефтезагрязнений. Сущность: предложен биопрепарат (коммерческое название "Нафтокс"), состоящий из высокоактивных живых аэробных нефтеокисляющих бактерий (Mycobacterium, Pseudomonas и др.), выращенных на твердых субстратах-носителях с титрами 2,5 - 7 109 кл/мл в зависимости от рода и вида используемых бактерий. С целью увеличения потенциальной нефтеокисляющей активности и поддержания необходимых высоких титров в процессе длительного хранения препарата в субстрат-носитель дополнительно вводят 0,05 - 1,0% аммония щавелевокислого и 1,0 - 1,5% нормальных парафинов. Биопрепарат непатогенен, не загрязняет окружающую среду, удобен в хранении и транспортировке. Срок годности - 6 мес. при температуре 10 - 15oС с момента его изготовления. 3 з. п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, сельскому хозяйству и экологии и может быть использовано для биологической очистки почв и поверхностных вод от нефтезагрязнений.

Нефтезагрязнение почвы и воды в результате аварий при транспортировке, неудачных эксплуатационных приемов добычи нефти и других причин наносит значительный ущерб экологии, рыбному и сельскому хозяйству. Восстановление нефтезагрязненных земель и очистка поверхностных вод представляет собой широкий комплекс мероприятий. Во всем мире ведутся интенсивные исследования в части изучения действия нефти на живую природу, разрабатываются способы ускорения деградации нефти в почве или на поверхности воды. Установлено, что микроорганизмы выступают в роли особых катализаторов разложения нефти. Абиотические факторы непосредственно не оказывают существенного влияния на этот процесс: действие этих факторов приобретает существенную роль, исключительно влияя на жизнедеятельность нефтеокисляющих микроорганизмов (температура, влага и т. п.). Практическое использование соответствующих микроорганизмов осуществляется путем внесения их в почву в форме различных препаратов. При этом используются различные роды, виды и штаммы микроорганизмов в качестве единственного средства окисления нефти в почве или воде бактерии: Micrococcus, Mycobacterium, Paracoccus, Spirillum или грибы: Penicillum, Verticillum (Коронелли Т.В. Степанова Л.Н. Исследования парафинокисляющих штаммов Pseudomonas, Микробиология, 1968, т. 37, вып. 3, с. 460-465. Davies J.S. Westlake D.W.S. Crude oil utilization by fungy. Canad. J. Microbiol. 1970. v. 25, N 2 р. 146-156). В соответствующих литературных источниках указаны и другие микроорганизмы, в той или иной мере способные ассимилировать нефть. Они выделены в различных местах земного шара из природных источников. Нефтеокисляющая деятельность бактерий протекает в аэробных условиях. Микроорганизмы (бактерии), имеющиеся в коллекции авторов, характеризуются показателями окисления нефтяных углеводородов (данные приводятся для "лучших" штаммов), приведенными в табл. 1. П р и м е ч а н и е Грибы отличаются от бактерий значительно более низкой способностью утилизации углеводородов нефти. Следует подчеркнуть, что в процессе окисления нефти штаммам, хотя и принадлежит ведущая роль, однако практическое использование микробной деградации и нефти определяется составом биопрепарата, что определяет жизнеспособность бактерий, их количеством и, наконец, технологией использования препаратов в практических целях. Известен бактериальный препарат "Путидойл", предназначенный для ускорения разложения нефти [1] Несмотря на то, что авторы указывают на его эффективность, но тем не менее ему присущи существенные недостатки. Технология изготовления препарата предусматривает распылительную сушку живой культуры бактерий, что вызывает травмирование бактерий и, как следствие, их гибель или потерю необходимой активности. Для восстановления их жизнедеятельности авторы применяют сложный комплекс мер подогрев большого количества воды (5 м3) до 18-28оС, перемешивание, аэрирование, и все это в течение длительного времени (16-24 ч), что в полевых условиях выполнить довольно сложно. Препарат "Путидойл" оказывает угнетающее действие на естественный микробный ценоз (Новиков Ю.В. и Комзолова Н.В. Исследования бактериального препарата Путидойл, предназначенного для очистки водоемов от нефти. Водное хозяйство, 1992, N 2, с. 121-123). В естественных условиях препарат оказался малоэффективным. Целью предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного бактериального препарата (предполагаемое промышленное название "Нафтокс"), лишенного указанных недостатков и способного активизировать процесс окисления нефти и нефтепродуктов, создавая таким образом предпосылки для рекультивации нефтезагрязненных почв, очистки поверхностных вод и улучшения экологической обстановки. Поставленная цель достигается использованием бактериального препарата, состоящего из одного или нескольких штаммов нефтеокисляющих бактерий, выращенных на влажных субстратах-носителях с заданными свойствами (таких, как торф, вермикулит и т.п.), предварительно простерилизованных гамма-облучением, обогащенных дополнительными источниками углерода и энергии. Препарат "Нафтокс" получают по известной технологической схеме, принятой для производства препаратов азотфиксирующих бактерий (а.с. N 922104, 1982). С целью поддержания постоянно высокой углеводородокисляющей активности используемых штаммов в качестве источников углерода и энергии используют нормальные парафины ряда С12-С18, а в качестве активатора окислительной активности бактерий аммоний щавелевокислый. Известен способ стимулирования жизнедеятельности микроорганизмов путем введения в субстрат янтарной кислоты (а.с. N 1712347, 1982). В предварительных опытах было показано, что щавелевокислый аммоний в значительной степени превосходит янтарную кислоту по признаку, способствующему накоплению клеток в жидкой и торфяной культурах (почвенной) при выращивании в присутствии парафинов в качестве единственного источника углерода и энергии. Кроме того, щавелевокислый аммоний в отличие от янтарной кислоты доступный и недорогой компонент. Более высокая биологическая активность щавелевокислого аммония по сравнению с янтарной кислотой представлена в табл. 2 (накопление клеток в млрд/мл или млрд/г). Активность культуры Mycobacterium phley 5KB в присутствии различных стимуляторов (возраст жидкой культуры 72 ч, твердофазной 7 суток, накопление клеток в млрд/г (мл). Полученные данные легли в основу предлагаемого изобретения. Опыты, проведенные с другими нефтеокисляющими бактериями (Pseudomonas-D, Rhodococcus), показали принципиально одинаковые результаты. Ограничительные данные и выбор оптимальных концентраций щавелевокислого аммония в торфяной культуре Mycobacterium phley-5KВ представлены в табл. 3. Для Pseudomonas-D, Rhodococcus получили практически одинаковые результаты в части выбора концентрации щавелевокислого аммония. Таким образом установлено, что в гамма-стерильном торфе, обогащенном жидкими парафинами, нефтеокисляющие бактерии родов Mycobacterium, Pseudomonas, Rhodococcus способны активно расти и накапливать относительно высокие титры 3-3,4 млрд/г; щавелевокислый аммоний в концентрациях 0,05-0,25 на сухой вес торфа почти удваивает количество бактерий в препарате при сравнительно длительном времени хранения. В отдельных опытах получено, что при хранении препарата в течение 3-6 месяцев, хотя титры заметно снижаются, но в присутствии щавелевокислого аммония этот процесс несколько замедляется (см. табл. 4). В цитированном выше а.с. N 922104 указано, что концентрация углеводов в сухом субстрате-носителе составляет 3% В случае использования углеводородов для обогащения торфа эта величина для нефтеокисляющих бактерий оказалась меньшей и составила 1-1,5% (см. табл. 5). Оптимальная концентрация С12-С18 в субстрате-носителе находится в пределах 1,0-1,5% П р и м е р 1. Торф нейтрализуют мелом до рН 6,8-7,0, увлажняют до 35-40% обогащают смесью углеводородов С12-С18 до концентрации 1,0-1,5% на сухой вес субстрата (постоянное перемешивание), упаковывают в полиэтиленовые мешки с коэффициентом заполнения 0,4-0,5, подвергают гамма-облучению в дозе 15 кГр (1,5 Мрад). Пакет, содержащий 230 г влажного стерильного торфа (около 140 г сухого), 70 мл культуры и 35-175 мг ЩКА, выдерживают при температуре 18-20оС в течение 5-7 дн. (подращивание). Концентрация клеток в 1 г препарата 3х109 кл. конечная влажность препарата 55-60% П р и м е р 2. Торф нейтрализуют мелом до рН 6,8-7,0, увлажняют до 35-40% обогащают смесью углеводородов С12-С18 до концентрации 1,5% на сухой вес субстрата-носителя (постоянное перемешивание), упаковывают в полиэтиленовые пакеты с коэффициентом заполнения 0,4-0,5 и подвергают гамма-облучению в дозе 15 кГр (1,5 Мрад). Пакет, содержащий 230 г влажного стерильного торфа (около 140 г сухого), 70 мл культуры Micobacterium 5 КВ и 175 мг щавелевокислого аммония, выдерживают при температуре 18-20оС в течение 5-7 дн. (подращивание). Конечная концентрация 5КВ в одном грамме препарата составляет 4х109кл, влажность препарата 55-60% При необходимости и, располагая более активными штаммами, например Rhodococcus, аналогичным образом получаем биопрепараты с другими микроорганизмами. Полученные препараты используются для очистки от нефти почв и поверхности водоемов. Препарат наносят на поверхность почвы в количестве 50-300 кг/га. Норма расхода препарата определяется степенью нефтяного загрязнения (см. табл. 6). Препарат запахивают на глубину 20-25 см и при необходимости почву известкуют до рН 6,0-6,5. Периодически 3-4 раза за сезон почву рыхлят культиваторами. Постоянно поддерживают оптимальную влажность (60% от полной влажности). Весь процесс очистки почвы рассчитан на весенне-летний период продолжительностью 4-6 мес. Как показывает опыт работ, нагрузка 50 кг/га является предельной для успешной биологической очистки.

Формула изобретения

1. БИОПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ И ВОДЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий аэробные нефтеокисляющие бактерии и наполнитель, отличающийся тем, что дополнительно вводят нормальные парафины С12 - С18 и аммоний щавелевокислый, а в качестве наполнителя используют органический или минеральный твердый субстрат и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: Органический или минеральный твердый субстрат - 40 - 45 Нормальные парафины С12 - С18 - 1 - 1,5 Аммоний щавелевокислый - 0,05 - 0,25 Вода - 58,95 - 53,25 Аэробные нефтеокисляющие бактерии - В эффективном количестве (кл/г препарата) 2. Биопрепарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит бактерии Micobacterium phlei в конечной концентрации не менее 2,5 109 клеток/г препарата. 3. Биопрепарат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит бактерии Pseudomonas aeruginosa в конечной концентрации не ниже 6 109 клеток/г препарата. 4. Биопрепарат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит бактерии Rodococcus species в конечной концентрации не ниже 7 109 клеток/г препарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru

Способ очистки почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. В почву, загрязненную нефтью и нефтепродуктами, вводят торф, который предварительно активируют введением минеральных добавок, содержащих азот и фосфор, и последующей инкубацией в мезофильном режиме в течение 3 - 7 суток для увеличения в нем численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Необходимые для жизнедеятельности микрофлоры микроэлементы находятся в самом торфе. Активированный торф обеспечивает одновременно сорбцию нефтяных углеводородов и является носителем нефтеусваивающих культур микроорганизмов, обеспечивающих высокую скорость деструкции нефти.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв.

Известен способ очистки почв [1], включающий механическое удаление избытка нефтепродуктов с поверхности, нанесение слоя органического сорбента, в качестве которого используют торф, осуществление на покрытой торфом поверхности загрязненных почв посадок дичков древесных растений с дополнительным внесением торфа в посадочные лунки. Недостатком способа является то, что торф используется только в качестве сорбента и без внесения минеральных добавок не выполняет роль деструктора нефтяных углеводородов. Кроме того, вносится большое количество торфа - свыше 0,7 м3/10 м2 и осуществляется также дополнительная операция - посадка древесных растений, ненужная, например, при очистке загрязненных нефтью пахотных земель. Все это приводит к удорожанию рекультивационных работ. Наиболее близким способом, выбранным в качестве прототипа, является способ очистки почв от нефтяных загрязнений [2], включающий введение в загрязненную среду культуры микроорганизмов и минеральных добавок, содержащих азот, фосфор, калий и магний. В качестве культуры микроорганизмов используют смесь активных природных нефтеусваивающих культур микроорганизмов, выделенных методом селекции из природного сообщества микроорганизмов, находящихся в загрязненной среде, причем культуру микроорганизмов вносят на нейтральном пористом носителе, в качестве которого используют опилки, землю, торф. К недостаткам способа можно отнести осуществление дорогостоящей и длительной операции выделения культуры нефтеусваивающих микроорганизмов из загрязненной почвы и нанесение ее на пористый носитель. Эти операции неоправданно повышают трудоемкость технологического процесса. Задачей изобретения является разработка экологически чистого способа очистки нефтезагрязненных почв, не требующего осуществления трудоемких, дорогостоящих операций, который позволит в короткие сроки восстановить почву. Это достигается тем, что в загрязненную нефтью и нефтепродуктами почву вводят среду культуры микроорганизмов и минеральных добавок, содержащих азот и фосфор, причем в качестве источника микроорганизмов используют торф, который предварительно активируют введением минеральных добавок, содержащих азот и фосфор и последующей инкубацией в мезофильном режиме в течение 3 - 7 суток. В предлагаемом способе активированный торф обеспечивает одновременно сорбцию нефтяных углеводородов и является источником и носителем нефтеусваивающих культур микроорганизмов, активность которых при создании определенных условий и при попадании в загрязненную нефтью почву резко возрастает. Поэтому необходимость специального выделения и выращивания культуры нефтеусваивающих микроорганизмов и нанесение их на пористый носитель (как в прототипе) не имеет смысла. Способ экологически выгоден, поскольку для его осуществления используется торф, который является дешевым, экологически чистым сырьем, обеспечивающий сорбцию нефтяных углеводородов, улучшающий структуру почвы и усиливающий почвенный газообмен, а также являющийся органическим удобрением, содержащим доступные элементы питания, что создает условия для появления травяной растительности. Использование торфа, являющегося сорбентом ионов аммония и фосфат-ионов, приводит к снижению вероятности загрязнения грунтовых вод минеральными удобрениями по сравнению с прототипом. Способ экономически выгоден, так как не требует осуществления операции по выделению из почвы, выращиванию и нанесению на носитель нефтеусваивающих культур микроорганизмов, как в прототипе. Не требуется также осуществление дополнительной операции по внесению в почву минеральных удобрений, как в прототипе, поскольку их вносят в торф для его активации. Преимуществом предлагаемого способа является возможность активации торфа непосредственно на месте аварии. Для активации может быть использован любой торф влажности от 55 до 70% и минеральные добавки, содержащие азот и фосфор. Азот и фосфор вносят в торф в качестве источников питания для микрофлоры с целью увеличения численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Необходимые для жизнедеятельности микрофлоры микроэлементы находятся в самом торфе. Используемая влажность торфа 55 - 70% обеспечивает наилучшие условия для сорбции ионов аммония и фосфат-ионов. В качестве азотсодержащей минеральной добавки использовано самое дешевое минеральное удобрение - аммиачная селитра, фосфорсодержащей - двойной суперфосфат. Количество минеральных добавок, применяемых для активации торфа и количество активированного торфа, вносимого в нефтезагрязненную почву, можно варьировать в зависимости от степени загрязнения почвы, обеспечивая в ней соотношение C : N : P, равное 10 : 1 : 1, необходимое для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов. Способ осуществляется следующим образом. Сначала проводят активацию торфа. Для этого торф смешивают с минеральными удобрениями при следующем соотношении компонентов, мас.%: Торф (сухого вещества) - 35,0 - 65,0 Аммиачная селитра - 15,0 - 35,0 Двойной суперфосфат - 20,0 - 39,0 Затем инкубируют подготовленный торф в течение 3 - 7 суток в мезофильном режиме для обеспечения необходимого уровня численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Характеристика активированного торфа, выполняющего функцию сорбента нефти и окислителя нефтяных углеводородов: - сорбционная емкость по отношению к нефти 8,0 - 10,5 г нефти/1 г а.с.в. ; - общая численность углеводородокисляющих микроорганизмов (100 - 400)108 клеток/1 г а.с.в.; в том числе численность активных культур, число клеток/1 г а.с.в.: - бактерии рода Pseudomonas (7 - 10)108; - бактерии рода Bacillus (10 - 15) 108; - актиномицетов (1 - 5) 108. Приготовленный активированный торф разбрасывают по территории в необходимом количестве в зависимости от степени загрязнения. Для усиления аэрации и лучшего перемешивания компонентов проводят агротехнические мероприятия: вспашку, дискование. Если за один сезон не достигнута деструкция нефти до предельно допустимых значений, то в следующий - при повышении температуры активность углеводородокисляющих микроорганизмов возобновляется. Пример 1. Участок почвы площадью 1 104 м2 имел уровень средней степени нефтяного загрязнения: 8 - 10 л на 1 м2. Для очистки от нефтяного загрязнения был приготовлен активированный торф состава, мас.%: торф 44,5; аммиачная селитра 20,3; и двойной суперфосфат 35,20. Для приготовления 1 103 кг активированного торфа был взят низинный торф степени разложения 23%, зольности 24,9%, влажности 64%, с величиной емкости поглощения нефти - 8,5 г нефти/1 г а.с.в., с общей численностью углеводородокисляющих микроорганизмов 1232,9 106 клеток/1 г а.с.в., в количестве 689 кг, аммиачная селитра и двойной суперфосфат в количестве 113,6 и 196,6 кг соответственно. Полученная композиция была смешана в смесителе в течение 8 - 10 минут и выдержана в мезофильном режиме при температуре 22oC в течение 7 суток для обеспечения необходимого уровня численности углеводородокисляющих микроорганизмов. В загрязненную почву было внесено 1 105 кг на 1 104 м2 активированного торфа, что обеспечило соотношение C : N : P в почве, равное 10 : 1 : 1. При попадании в нефтезагрязненную почву активированный торф обеспечивает одновременно сорбцию нефтяных углеводородов и рост численности углеводородокисляющих микроорганизмов до уровня - 2,6 1011 клеток/1 г а.с.в., в том числе активных культур: бактерий рода Pseudomonas - 10,2 108, бактерий рода Bacillus - 3,1 1010, актиномицетов - 3,1 108. Высокая численность углеводородокисляющих микроорганизмов отмечена в течение периода наблюдений - 30 суток, по истечении которых содержание нефти в почве снизилось до 1 л/м2. Пример 2. Участок почвы площадью 1 104 м2 имел уровень средней степени нефтяного загрязнения 8 - 10 л на 1 м2. Для очистки от нефтяного загрязнения был приготовлен активированный торф состава, мас.%: торф 44,5; аммиачная селитра 20,3 и двойной суперфосфат 35,20. Для приготовления 1 103 кг активированного торфа был взят низинный торф степени разложения 23%, зольности 24,9%, влажности 64%, с величиной емкости поглощения нефти - 8,5 г нефти/1 г а.с.в., с общей численностью углеводородокисляющих микроорганизмов 1232,9 106 клеток/1 г а.с.в., в количестве 810 кг, аммиачная селитра и двойной суперфосфат в количестве 67,2 и 111,6 кг соответственно. Полученная композиция была смешана в смесителе в течение 8 - 10 минут и выдержана в мезофильном режиме при температуре 30oC в течение 3 суток для обеспечения необходимого уровня численности углеводородокисляющих микроорганизмов. На 1 104 м2 загрязненной почвы было внесено 1 105 кг активированного торфа, что обеспечило соотношение C : N : P в почве, равное 10 : 1 : 1. При попадании в нефтезагрязненную почву активированный торф обеспечивает одновременно сорбцию нефтяных углеводородов и рост численности углеводородокисляющих микроорганизмов до уровня 3,2 1011 клеток/1 г а.с.в., в том числе активных культур: бактерии рода Pseudomonas - 11,0 108, бактерии рода Bacillus - 3,5 1010, актиномицетов - 2,8 108. Высокая численность углеводородокисляющих микроорганизмов отмечена в течение периода наблюдений - 30 суток, по истечении которых содержание нефти в почве снизилось до 1 л/м2. Применение предлагаемого способа чистки земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, позволит в короткие сроки (в течение одного летнего сезона) восстановить почву. Способ безупречен с экологической точки зрения и экономически выгоден. Активированный торф обеспечивает одновременно сорбцию нефтяных углеводородов и является источником и носителем нефтеусваивающих культур микроорганизмов, обеспечивающих высокую скорость деструкции нефти. Источники, принятые во внимание: 1. Патент РФ N 2009626, кл. A 01 B 79/02, 1994. Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами. 2. Патент РФ N 2057724, кл. C 02 F 3/34, 1996. Способ очистки воды и почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Формула изобретения

Способ очистки почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, включающий введение в загрязненную среду культуры микроорганизмов и минеральных добавок, содержащих азот и фосфор, отличающийся тем, что в качестве источника микроорганизмов используют торф, который предварительно активируют введением минеральных добавок, содержащих азот и фосфор и последующей инкубацией в мезофильном режиме в течение 3 - 7 суток.

www.findpatent.ru

способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов - патент РФ 2429089

Изобретение относится к способам микробиологической очистки почв от нефти и нефтепродуктов. Способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов заключается в обработке почвы жидкой формой биопрепарата, включающего аэробные нефтеокисляющие бактерии. Перед обработкой почвы упомянутым биопрепаратом непосредственно в почву вносят азот-фосфорно-калийное минеральное удобрение и дополнительно - рыбную муку. Наилучший результат достигается при использовании препарата «Нафтокс» с бактериальной культурой Mycobacterium sp.5 КВ. В качестве минерального удобрения в загрязненную почву рекомендуется вносить азофоску в количестве 50-100 г/м2, рыбную муку - в количестве 150-300 г/м 2. Способ позволяет повысить эффективность очистки почвы от загрязнений нефтепродуктами при использовании жидкой формы биопрепарата посредством стимуляции роста числа бактерий, вносимых в загрязненную почву. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам микробиологической очистки почв от нефти и нефтепродуктов.

Очистка почв от загрязнений нефтью и нефтепродуктами является актуальной и сложной задачей защиты окружающей среды. Одним из направлений решения этой задачи является очистка загрязненных почв с помощью биологических препаратов (биодеструкторов), при обработке которыми происходит разрушение углеводородов нефти за счет интродукции в загрязненную экосистему нефтеокисляющих микроорганизмов.

Известен способ очистки почвы от нефтяных загрязнений [АС СССР 1428809, опубл. 07.10.88]. Способ предусматривает обработку почвы препаратом, содержащим культуру микроорганизма, минеральное азот-фосфор-калийное удобрение (нитроаммофоску) и воду из расчета: живые клетки Pseudomodas - putida -36 не ниже 104 кл/мл, минеральное удобрение - не ниже 70 мг/л воды. Препарат наносят на загрязненную поверхность путем распыления из расчета 0,5-1,0 л/м2. Как показали испытания, способ очистки почвы позволяет эффективно уничтожать нефть с загрязненной поверхности. Недостатком этого способа является то, что в нем применена лиофилизированная биомасса клеток, и для «оживления» препарата необходим ряд мероприятий, как то, подогрев большого количества воды, обеспечение аэрирования при длительном (12-14 час) перемешивании, что вызывает определенные трудности в полевых условиях.

В качестве прототипа выбран способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, разработанный во ВНИГРИ [патент на изобретение РФ 2041172, опубл. 09.08.1995], который включает введение в почву бактериальной культуры (препарат «Нафтокс») в смеси с минеральным азот-фосфоро-калийным удобрением. В качестве бактериальной культуры используют природный штамм Mycobacterium sp.5KB в количестве 15×106-15×107 клеток на 1 г нефтепродуктов. Бактериальную культуру вносят в жидкой форме или на стерильном органическом субстрате-носителе в виде бактериального препарата с содержанием бактерий 1010-1011 клеток в 1 г препарата. В примере, описанном в прототипе, приведена эффективность обработки - 24% деградации нефтяных углеводородов в почве за 18 суток.

Известно, что главным фактором заселения почвы интродукцируемыми микроорганизмами является скорость их размножения в данной среде. Однако выживаемость (сохранность) конкретного штамма в почве, как правило, не коррелируется со скоростью размножения. При использовании микробиологического метода очистки почв от нефтяных загрязнений важно сохранить жизнеспособность бактерий на возможно длительный срок.

Поскольку основу для жидкой и твердой форм биопрепарата составляет штамм одной и той же бактерии, то речь может идти только о скорости их размножения в загрязненной почве.

Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности очистки почвы от загрязнений нефтепродуктами при использовании жидкой формы биопрепарата.

Достигаемый технический результат - обеспечение стимуляции роста числа бактерий, вносимых в почву.

Поставленная задача решается тем, что способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов заключается в обработке почвы жидкой формой биопрепарата, включающего аэробные нефтеокисляющие бактерии. От прототипа способ отличается тем, что перед обработкой почвы упомянутым биопрепаратом непосредственно в почву вносят азот-фосфорно-калийное минеральное удобрение и дополнительно - рыбную муку.

Согласно проведенным исследованиям, наилучший результат достигается при использовании препарата «Нафтокс» с бактериальной культурой Mycobacterium sp.5KB.

В качестве минерального удобрения в загрязненную почву рекомендуется вносить азофоску в количестве 50-100 г/м 2. Расчет рекомендуемого количества азофоски (г/м) основан на агрохимических нормах внесения этого вида удобрения в селькохозяйственные земли.

Рекомендуемое количество вносимой рыбной муки 150-300 г/м2 загрязненной почвы. Как показали испытания, завышение рекомендуемого количества рыбной муки не приводит к существенному росту титра углеводородокисляющих микроорганизмов, но сказывается на финансовых затратах по очистке нефтезагрязненной почвы.

Ниже приводятся примеры реализации заявляемого способа. В этих примерах в качестве минерального удобрения выбрана азофоска (NPK) [ТУ 2186-039-00203789-2003], а в качестве стимулятора роста бактерий была выбрана рыбная мука [ГОСТ 2116-2000 Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных. Технические условия]. Азофоска (NPK) является высокоэффективным сложным азотно-фосфорно-калийным удобрением, содержащим питательные элементы, необходимые для жизнеобеспечения микроорганизмов. Рыбная мука производится из отходов рыбного производства и является одной из кормовых добавок в животноводстве.

При лабораторных микробиологических исследованиях добавление в минеральную среду, содержащую соли азота, фосфора и калия, 0.05 и 0.1% рыбной муки в качестве единственного источника углерода повышает титр углеводородокисляющих микроорганизмов, включая Mycobacterium sp.5KB, в 2-2.5 раза, по сравнению с контрольным опытом, что приводит к повышению эффективности утилизации нефтяного загрязнения.

При необходимости перед началом рекультивационных работ нефтезагрязненную почву известкуют до рН 6,8-7,0.

Пример 1. В нефтегазрязненную почву, содержащую 3%мас дизельного топлива, вносят минеральное удобрение - азофоску - в количестве 75 г/м2 и обрабатывают жидкой формой биопрепарата «Нафтокс» из расчета 300 л/га с содержанием 5×107 клеток бактерий в одном миллилитре. Обработанную почву запахивают на глубину 25-30 см. В случае необходимости дополнительно рекультивируемую почву поливают водой из расчета довести влажность почвы до 60% ее полной влагоемкости.

После полива через 3-5 дней проводят боронование, которое повторяют 2-3 раза за время проведения очистки, не допуская образования корки на поверхности почвы. Степень очистки почвы от дизельного топлива за 15 суток составляет 56,2%.

Пример 2. В загрязненную дизельным топливом почву (3%мас) вносят азофоску в количестве 75 г/м2 и дополнительно - рыбную муку из расчета 150 г/м, и далее обрабатывают жидкой формой биопрепарата «Нафтокс», запахивают и боронуют, как это описано в Примере 1. Степень очистки почвы от дизельного топлива за 15 суток составляет 65,3%.

Пример 3. В загрязненную дизельным топливом почву (3%мас) вносят азофоску в количестве 75 г/м2 и дополнительно - рыбную муку из расчета 300 г/м2, и далее обрабатывают жидкой формой биопрепарата «Нафтокс», запахивают и боронуют, как это описано в Примере 1. Степень утилизации составляет 78,7%.

Пример 4. В нефтезагрязненную почву, содержащую 3 мас.% нефти, вносят минеральное удобрение - азофоску - в количестве 100 г/м и обрабатывают жидкой формой биопрепарата «Нафтокс» из расчета 300 л/га с содержанием 5×107 клеток бактерий в одном миллилитре. Обработанную почву запахивают на глубину 25-30 см. В случае необходимости дополнительно рекультивируемую почву поливают водой из расчета довести влажность почвы до 60% ее полной влагоемкости.

После полива через 3-5 дней проводят боронование, которое повторяют 2-3 раза во время проведения очистки, не допуская образования корки на поверхности почвы.

Степень очистки почвы от нефти за 30 суток составляет 33.7%.

Пример 5. В загрязненную нефтью (3 мас.%) почву вносят азофоску в количестве 100 г/м и дополнительно - рыбную муку из расчета 150 г/м2 и далее обрабатывают жидкой рабочей формой биопрепарата «Нафтокс», запахивают и боронуют, как это описано в примере 4. Степень очистки почвы от нефти за 30 суток составляет 42,3%.

Пример 6. В загрязненную нефтью (3 мас.%) почву вносят азофоску в количестве 100 г/м2 и дополнительно рыбную муку из расчета 300 г/м2 и далее действуют, как описано в примере 4. Степень очистки почвы от нефти за 30 суток составляет 57.9%.

Были проведены аналогичные испытания способа на различных типах почв, загрязненных нефтью, авиационным керосином и другими нефтепродуктами. Испытания показали, что способ обработки почвы биопрепаратом «Нафтокс» эффективен при внесении азофоски в количестве 50-100 г/м2, а рыбной муки 150-300

г/м2 загрязненной почвы.

При варьировании количества удобрений и добавок в указанных пределах была подтверждена высокая степень очистки (60-80% и выше). Оптимальное соотношение определяется типом почвы, видом загрязняющего нефтепродукта, степенью загрязнения и временем очистки.

Кроме того, были проведены лабораторные испытания способа с применением не только биопрепарата «Нафтокс» с бактериальной культурой на основе штамма Mycobacterium sp.5KB. Как показано в патенте 2053206 [патент РФ 2053206, опубл. 27.01.1996], аэробные нефтеокисляющие бактерии, такие как Micobacterium phlei, Pseudomonas aeraginosa и Rodococcus species, обладают сходными свойствами и активностью. Испытания заявленного способа с применением жидкой формы биопрепаратов на основе этих бактериальных культур и с предварительным внесением минеральных удобрений и рыбной муки дали описанный выше результат.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, заключающийся в ее обработке жидкой формой биопрепарата, включающего аэробные нефтеокисляющие бактерии, очистку производят с использованием минерального удобрения, отличающийся тем, что в качестве минерального удобрения используют азот-фосфорно-калийное удобрение, которое вносят непосредственно в почву перед ее обработкой упомянутым биопрепаратом, и дополнительно предварительно в почву вносят рыбную муку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве биопрепарата используют препарат «Нафтокс», произведенный на основе штамма Mycobacterium sp.5KB.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального удобрения в почву вносят азофоску в количестве 50-100 г/м 2.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве минерального удобрения в почву вносят азофоску в количестве 50-100 г/м2.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рыбную муку вносят в почву в количестве 150-300 г/м 2.

www.freepatent.ru