Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Суміш для очищення грунту і води від нафти і нафтопродуктів на основі комплексних мінеральних добрив, адсорбенту та біомаси мікроорганізмів, який відрізняється тим, що як адсорбент містить будь-який адсорбент вуглеводнів, як біомасу - біомасу мікроорганізмів Bacillus megaterium ІMB В-7003 в такому співвідношенні  компонентів, мас.%: комплексні мінеральні добрива - 1-40; адсорбент - 40-90; біомаса бактерій Bacillus megaterium ІMB В-7003 - 2,5-30; волога - до 100%.

Текст

Винахід відноситься до біотехнології, а саме до речовин для очищення грунту і води від токсичних речовин. Надзвичайно ефективним методом очищення навколишнього середовища в результаті біохімічного очищення є очищення мікрофлорою, отриманою в результаті направленої селекції. Біохімічне очищення може застосовуватись як автономно, так І в поєднанні з іншими технологіями очищення, як заключний етап. Технології біологічного очищення забруднених грунтів та ґрунтових вод можна розділити на технології без застосування, адаптованої мікрофлори та з застосуванням специфічних мікроорганізмів. Біотехнології очищення грунту без внесення адаптованої мікрофлори передбачають створення умов, близьких до оптимальних для розвитку власної ґрунтової мікрофлори, а саме: періодичне розпушення грунту, його зволоження, внесення біогенних мінеральних компонентів, органічних добрив, примусову аерацію, тобто спрямовані на прискорення процесів самоочищення грунту. Якщо ці заходи не в змозі забезпечити необхідних строків чи якості очищення, то вони доповнюються біогенним стимулюванням шляхом внесення в грунт чистих культур або ценозів мікроорганізмів, адаптованих до забруднювача. Біогенна стимуляція очищення грунту з застосуванням чистих культур мікроорганізмів чи їх ценозів, здатних окислювати аліфатичні, ароматичні та інші вуглеводні, призводить, як правило, до прискорення процесу очищення. Відомий склад для біохімічної ліквідації нафтових забруднень з поверхні водойм на основі ліпофільних добрив (Інкапсульована суміш сполук азоту і фосфору), адсорбенту (Гідрофобізований сполучений перліт) І бактерій Pseudomonas putida 36 дозволяє проводити очищення грунту і води від широкого спектру нафтопродуктів [Авт. св. СРСР № 1710515, опублик. 07.02.92]. При внесенні в грунт дріжджів роду Candida, адаптованих до вуглеводнів, в кількості 1-2 кг/га в суміші з відходами виноробства (400-600 кг/га) забезпечується підвищення швидкості деструкції вуглеводнів в 2-3 рази, завдяки чому вміст вуглеводнів знижується на 60-80% І відновлюється рослинність через 1-2 роки після початку робіт по очищенню грунту [Авт. св. СРСР № 1158258, 1985]. При внесенні 1000000 кл дріжджів роду Candida на 1 г грунту, що містив 190 мг вуглеводнів, через 19 місяців визначено концентрацію 30 мг/г грунту, що вдвічі перевершує швидкість самоочищення в контрольному досліді. Винахід передбачає очищення обмежених площ, особливо при забрудненні ґрунтових вод, що пов'язано з необхідністю створення системи комунікацій для відкачки і закачування води, а також необхідністю організації цілодобового виробництва. Проте всі вищезгадані пропозиції вимагають створення в зоні забруднення аеробних умов, необхідних для життєдіяльності мікрооргрнізмів, що застосовуються, а це, відповідно, значно підвищує собівартість проведення процесу. Найближчим по технологічній суті І досягнутим результатам до запропонованого є склад для біохімічної ліквідації нафтових забруднень з поверхні водойм на основі ліпофільних добрив (Інкапсульована суміш сполук азоту І фосфору), адсорбенту (гідрофобізований спучений перліт) і бактерій Pseudomonas putida 36. Недоліками прототипу є неможливість його застосування в анаеробних умовах при підземному забрудненні грунту внаслідок використання як біологічного компоненту бактерій Pseudomonas putida, які є строгими аеробами та низька швидкість окислення нафтопродуктів при щільній нафтовій плівці на поверхні водойм. В основу винаходу була поставлена задача удосконалення складу сумішей для очищення грунту і води від нафти І нафтопродуктів, при застосуванні якого підвищення ефективності рекультивації грунтів та очищення ґрунтових вод забезпечується за рахунок внесення специфічної мікрофлори та біогенних елементів і дозволяє очищати забруднений грунт та грунтові води при великій концентрації забруднюючих сполук. Вирішення цієї задачі досягається тим, що в склад суміші для очищення грунту і води від токсичних речовин, який передбачає застосування адсорбенту у вигляді порошку, мікроорганізмів І біогенних елементів, згідно з винаходом застосовується штам Bacillus megaterium 1MB В-7003 при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: біогенні добрива - суміш сполук азоту, фосфору та калію - 1—40; адсорбент -40-90; вуглеводні - 0,004; біомасса бактерій Bacillus megaterium 1KD - 2,5-30; вологість - до 100%, але не більше 10%. 5 табл. Обробку водойм ведуть сумішшю, яка містить 2,5-5 мас.% біомаси бактерій, 5-25 мас.% комплексних мінеральних добрив типу амофоски або нітроамофоски і 70-90 мас.% адсорбенту. Запропонована суміш дозволяє створювати оптимальні умови для біодеградації як легких фракцій нафти, так і конденсованих вуглеводнів типу асфальтенів. За рахунок поглинання нафти адсорбентом на поверхні водойми зникає суцільна нафтова плівка, завдяки чому збільшується аерація верхніх шарів води, а також в глибинних шарах водойми починають активно розвиватись фотосинтезуючі мікроорганізми аборигенної мікрофлори, які збагачують їх киснем біохімічним шляхом. При обробці зони забруднення грунту застосовують суміш, співвідношення компонентів якої наведено в табл. 1. Зміни в складі суміші викликані тим, що в поверхневих (до глибини 0,5 м) шарах грунту присутні в достатній кількості азот, фосфор та калій, а також широкий спектр мікроорганізмів аборигенної мікрофлори, метаболізм яких досить лабільний і дозволяє їм адаптуватись до вуглеводневого забруднення. На глибині більшій від 1 м завдяки аеробно-анаеробним умовам кількість мікроорганізмів та їх видовий склад значно бідніші, що часто викликано недостатньою кількістю біогенних елементів. Внесення біологічного агенту спільно з субстратом, до якого він адаптований, дозволяє вже на початковій стадії досягти більш високої швидкості очищення за рахунок збільшення кількості вуглеводеньокис-люючих мікроорганізмів - факультативних анаеробів. Очищення водойми проводять наступним чином. Суміш, що містить біогенні елементи, адсорбент та біомасу бактерій наносять на поверхню води, вкриту плівковою нафтою. Приклад 1. Готують суміш, що містить, мас.%: комплексне мінеральне добриво - 25; адсорбент - 72.5; біомасу - 2,5. Для цього 10,125 г адсорбенту змішують з 0,35 г біомаси та 3,51 г добрив. Отриманою сумішшю обробляють водну поверхню, вкриту плівковою нафтою масою 40 г. Таким же чином готують ще три зразки. Через 7.14, 21 І 28 діб визначають залишковий вміст вуглеводнів. Приклад 2. Готують суміш, що містить, мас.%: комплексне мінеральне добриво - 25; адсорбент - 70; біомасу - 5, Для цього 9,775 г адсорбенту змішують з 0,70 г біомаси та 3,51 г добрив. Отриманою сумішшю обробляють водну поверхню, вкриту плівковою нафтою масою 35 г. В воду вносять також 5 г асфальту. Таким же чином готують ще три зразки. Через 7, 14. 21 І 28 діб визначають залишковий вміст вуглеводнів. З метою порівняльної оцінки ефективності запропонованої суміші відносно відомої проведена серія дослідів (3, 4), методики яких аналогічні наведеним в прикладах 1 і 2, але в них замість бактерій виду Bacillus megaterlum 1MB В-7003 застосовувались бактерії Pseudomonas putlda 36. Результати дослідів 1-4 наведені в табл. 2. Для обробки грунту попередньо готують суміш при співвідношенні компонентів, вказаних в табл. 1. Приклад 5. Готують суміш, що містить комплексних мінеральних добрив - 25 мас.%; адсорбенту - 65%; біомаси - 10%. Для цього 3,51 г добрив змішують з 10,35 г адсорбенту та 0,14 г біомаси. Суміш суспендують в 1 л води і вносять на поверхню зразка грунту масою 3 кг, що містить 150 г (210 мл) рівних об'ємних часток гасу, бензину А-76 та нафти. Таким же чином готують ще три зразки грунту. В першому-зразку залишкову кількість вуглеводнів визначають через 1 місяць після обробки, в 2 і 3 - через 2 і 12 місяців відповідно, четвертий зразок додатково обробляли такою ж сумішшю через 2 місяці вдруге, і аналізували через 12 місяців. Прикладб. Готують суміш, що містить комплексних мінеральних добрив - 1 мас.%; адсорбенту - 92 мас%; біомаси - 5 мас.%. Умови обробки та аналізу повністю Ідентичні прикладу 5. З метою порівняльної оцінки ефективності запропонованої суміші відносно відомої в суміш вводили штам Pseudomonas putlda 36 замість Bacillus megaterlum 1MB В-7003 (5КІ 6К). Результати дослідів 516 наведені в табл. 3. Приклад 7. Готують суміш, що містить комплексних мінеральних добрив - 30 мас.%; адсорбенту - 40%; біомаси - 30%. Для цього 4,20 г добрив змішують з 5,60 г адсорбенту та 4,20 г біомаси. Зразок грунту готують наступним чином: роблять шурф глибиною 20 м. Починаючи з глибини 3 м відбирають зразки грунту масою 500 г з горизонтів 3-3,10, 4-4,10 і т.д. до глибини 20 м. В зворотному порядку зразки закладають в кодонку, виготовлену з неіржавіючої сталі діаметром 8 см і висотою 1,5 м. В колонку через нижній патрубок подають аргон (близько 2 л) для створення анаеробних умов. Після цього через зонд діаметром 4 мм на глибину 80 см від поверхні грунту вводять 325 г (460 мл) рівних об'ємних часток гасу, бензину А-76 та нафти. Таким же чином готують ще дев'ять зразків грунту. В 1-5 зразках грунт обробляють підготованою сумішшю. В першому зразку залишковий вміст вуглеводнів визначають через 3 доби після обробки, в другому - через 1 місяць, в третьому - через 2 місяці, в 4 І 5 - через 12 місяців. П'ятий зразок оброблюється сумішшю двічі - після забруднення І через 2 місяці. Приклад 8. Готують суміш, що містить комплексних мінеральних добрив - 40 мас.%; адсорбенту - 50%; біомаси - 10%. Для цього 5,60 г добрив змішують з 7,00 г адсорбенту та 1,40 г біомаси. Всі інші дії Ідентичні до прикладу 7. З метою оцінки ефективності запропонованої суміші порівняно до прототипу готуються приклади 7К і 8К, в склад яких замість бактерій Bacillus megaterlum 1MB В-7003 введені бактерії Pseudomonas putida 36. Результати дослідів 718 наведені втабл. 4. Таким чином, запропонована суміш забезпечує ефективну біодеградацію вуглеводнів нафти у вигляді плівки та в конденсованому стані у водоймах, а також при забрудненні грунту і ґрунтових вод нафтою І нафтопродуктами як при поверхневому, так І при підземному забрудненні. Кількість внесених всуміш біогенних добрив обумовлюється типом грунту, а саме вмістом сполук азоту, фосфору та калію. Відповідно до ступеню та типу забруднення проводиться розрахунок масової частки біомаси бактерій - при вмісті бактерій Bacillus megaterlum нижчим від 2,5 мас.% в суміші тривалість процесу очищення значно збільшується, перевищення вмісту 30 мас.% - не прискорює швидкість деструкції та економічно недоцільно. Кількість адсорбенту в суміші регламентується типом забруднювача.

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Dulherov Oleksandr Mykolaiovych, Kachur Tetiana Lavrentiivna, Nudha Andrii Yuriiovych, Fantukh Volodymyr Stepanovych

Автори російською

Дульгеров Александр Николаевич, Качур Татьяна Лаврентьевна, Нудьга Андрей Юрьевич, Фантух Владимир Степанович

МПК / Мітки

МПК: C02F 1/40, C02F 3/34

Мітки: суміш, грунту, води, очищення, нафти, нафтопродуктів

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-23205-sumish-dlya-ochishhennya-gruntu-i-vodi-vid-nafti-i-naftoproduktiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Суміш для очищення грунту і води від нафти і нафтопродуктів</a>

Подібні патенти