Способ очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами

 

Использование: изобретение относится к способам очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами и может быть использовано на предприятиях нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, угледобывающей, машиностроительной и других отраслях промышленности. Сущность применения: в загрязненную среду вносят накопительную культуру сульфатвосстанавливающих бактерий и микромицетов, количество накопительной культуры составляет 10-200% от загрязненного объема с концентрацией клеток не менее 1·10⁶ на 1 мл, а количество микромицетов - не менее 1·10³ на 1 г почвы или 1 мл воды. В качестве микромицетов используют смесь Aspergillus niger, Penicillium chrysosporium, Trichoderma viride. 1 з. п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к способам очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами и может быть использовано на предприятиях нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, угледобывающей, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки нефтесодержащих сточных вод с использованием штамма гриба [1] Недостатком способа является низкая степень очистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающий внесение в загрязненную среду биомассы и солей азота и фосфора [2] Недостатком способа является низкая степень очистки.

Цель достигается тем, что в способе очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающем внесение в загрязненную среду биомассы и солей азота и фосфора, в качестве биомассы используют накопительную культуру сульфатвосстанавливающих бактерий и микромицеты, при этом количество накопительной культуры сульфатвосстанавливающих бактерий составляет 10-20% от загрязненного объема с концентрацией клеток клеток не менее 1 ˙ 10⁶ на 1 мл, а количество микромицетов составляет не менее 1 ˙ 10³ на 1 г почвы (1 мл воды).

В качестве микромицетов используют смесь Aspergillus niger, Penicillium chrysosporium, Trichoderma viride. (Федоров М. В. Почвенная биология. М. Советская Наука, 1954 с. 91-93).

В способе очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами используется анаэробно-аэробная микрофлора, позволяющая значительно повысить степень очистки.

Аэробная микрофлора представлена микромицетами (грибами). Окисление углеводородов осуществляется энзимами (ферментами) в присутствии молекулярного кислорода. Промежуточными продуктами при распаде углеводородов являются спирты, альдегиды, жирные кислоты, которые затем окисляются до CO₂ и H₂O. Консорциум предложенных микромицетов усиливает степень окисления углеводородов нефти (явление синергизма). Соотношение микромицетов может быть разное. В частности предложенные микромицеты могут быть применены в отдельности.

Анаэробная микрофлора представлена сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ) Desulfocibriodesulfuricans, выделенными из сероцветных неокисленных песков. В анаэробных условиях за счет жизнедеятельности СВБ и вызывыемых ими физико-химических изменений, происходит закупорка пор почвы (за счет отложения клеточной массы в порах, образования малорастворимых карбонатов кальция и сульфидов), что приводит к снижению проницаемости загрязненных вод.

П р и м е р 1. В стеклянные сосуды, на 3/4 объема заполненные загрязненной водой, внесли анаэробную микрофлору (СВБ) в количестве 10% от общего загрязненного объема (1:100), с концентрацией клеток 10⁶ в 1 мм. Оставшийся свободный объем заполнили снова загрязненной водой и инокулировали (внесли живые клетки микробов) ассоциацией микромицетов (Aspergillus niger, Penicillium chrysosporium, Trichoderma viride). Наращивание биомассы СВБ осуществляли с упрощенной питательной среде, г/1000 мл воды: (NH₄)₂SO₄ 0,25, KH₂PO₄-0,02.

Микромицеты выращивали в среде следующего состава, г/1000 мл воды; KNO₃-4, KH₂PO₄-0,5, Na₂HPO₄ ˙ 12H₂O-1,4, MgSO₄ ˙ ˙ 7H₂O-0,8, гидрол 20 или NaNO₃-2, K₂HPO₄-1, KCI-0,5, MgSO₄ ˙ 7H₂O-0,5, FeSO₄ ˙ 7H₂O-0,01, гидрол 30.

В течение 2 мес. микроорганизмы находились в контакте с компонентами-загрязнителями. Влажность почвы поддерживалась путем ежедневного орошения водопроводной водой. Через каждую неделю в воду для орошения добавляли слои азота и фосфора в соотношении 20:1 соответственно.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

П р и м е р 2. Очистке подвергалась почва в районе склада топлива площадью 20 м² со степенью загрязнения нефтепродуктами 96 г/кг почвы. Глубина загрязнения 1 м. В скважины под напором на глубину загрязнения подали суспензию анаэробной микрофлоры (СВБ). Культивирование микроорганизмов осуществляли в упрощенной среде, г/1000 мл воды: (NH₄)₂SO₄-0,25, KH₂PO₄-0,02, Сорг. опилки 10 г/1000 мл среды после внесения в почву СВБ скважины убрали, землю сравняли, поверхностный слой взрыхлили и инокулировали (внесли живые микробы) ассоциацией микромицетов, выращенных на среде, г/1000 мл воды: NaNO₃-2, K₂HPO₄-1, KCI-0,5, MgSO₄ ˙ 7H₂O -0,5, FeSO₄ ˙ 7H₂O-0,01, гидрол 20.

В течение 3 мес. ежедневно загрязненный участок орошали технической водой. Раз в 10 дней в воду для орошения добавляли соли азота и фосфора в соотношении 20:1 соответственно. Через 1,5 мес опытных работ на поверхность второй раз были внесены микромицеты, полученные результаты приведены в табл. 2.

В табл. 1 приведены результаты очистки при различном соотношении биомассы и загрязненного объема.

Из табл. 1 видно, что при выходе за нижний предел степень очистки резко снижается. При выходе за верхний предел степень очистки остается на уровне. Дальнейшее увеличение объема биомассы нецелесообразно, так как требует увеличение количества сульфатвосстанавливающих бактерий и микромицетов.

В табл. 2 приведены результаты очистки в зависимости от концентрации клеток СВБ.

Из табл. 2 видно, что при концентрации клеток менее 1 ˙ 10⁶ степень очистки снижается.

В табл. 3 приведены результаты очистки в зависимости от количества микромицетов.

Из табл. 3 видно, что при количестве микромицетов менее 1 ˙ 10³ степень очистки снижается.

В табл. 4 приведены результаты сравнительных опытов по предложенному способу и способу прототипу.

Таким образом, воздействие аэробной и анаэробной микрофлоры на загрязненную почву оказывает комплексное положительное воздействие.

Предложенный способ позволяет осуществить экологическую очистку почвы от нефти и ее производных, не требуя дорогостоящего и энергоемкого оборудования, и отвечает требованиям охраны окружающей среды.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ, включающий внесение в загрязненную среду биомассы и солей азота и фосфора, отличающийся тем, что в качестве биомассы используют накопительную культуру сульфатвостанавливающих бактерий и микромицеты, при этом количество накопительной культуры сульфатвосстанавливающих бактерий составляет 10 20% от загрязненного объема с концентрацией клеток не менее 1 · 10⁶ на 1 мл, а количество микромицетов не менее 1 · 10³ на 1 г почвы или 1 мл воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве микромицетов используют смесь Aspergillus niger, Penicillium chrysosporium и Trichoderma viride.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2