Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к области биотехнологии. Предлагается способ очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и автотранспортных предприятий, автозаправочных станций, автомоек, основным загрязнителем которых являются нефтепродукты.

Известен способ очистки от нефтяных загрязнений сточных вод при помощи фильтрования через слои базальтового волокна и порошкообразного адсорбента - высокоактивного оксида алюминия, полученного методом электрического взрыва алюминиевой проволоки (Патент RU 2063383, кл. C02F 1/28, 1996 г.).

Недостатком способа является сложный механизм изготовления фильтрующего материала.

Известен способ аэробной биологической очистки сточной воды в биореакторе с иммобилизованными микроорганизмами. В качестве загрузки для повышения эффективности процесса аэрации и микробного окисления загрязнений в биореакторе используют кварцевый песок, доломитовый материал, активированный уголь, твердые субстраты угля (Заявка ФРГ №3917595, кл. C02F 3/06, 1990).

Недостатком известного способа являются увеличенные затраты, обусловленные низкими концентрациями растворенного кислорода вследствие применения недостаточно эффективных загрузок, что требует повышенного расхода электроэнергии на дополнительную аэрацию.

Известен также способ аэробной очистки сточных вод, осуществляемый в присутствии подвижного носителя микроорганизмов в виде пористого полимерного или сополимерного материала, содержащего 5-60% активированного угля, с плотностью не более плотности, поступающей на очистку жидкости с активным илом, и аэрацией кислородсодержащим газом с последующим отводом из аэротенка обработанной воды и свободного активного ила и удержанием в нем носителей микроорганизмов, разработанный Научно-производственным экологическим предприятием "Экополис" (Патент РФ 2039013 C1, C02F 3/08, 1992).

Недостатком известного способа очистки вод по патенту РФ 2039013 C1 являются повышенные затраты на процесс, обусловленные высоким содержанием (5-60%) подвижного носителя микроорганизмов в виде активированного угля и необходимостью последующего его выделения из иловой смеси и возврата в технологический процесс.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки нефтезагрязненной сточной воды за счет применения в способе нового фильтрующего материала с иммобилизированными на нем нефтеокисляющими микроорганизмами.

В этом состоит технический результат.

Технический результат достигается тем, что способ очистки сточных вод, включающий фильтрацию сточных нефтезагрязненных вод, согласно изобретению, включает также осуществление биофильтрации через модифицированное катионным крахмалом - оксиамилом ОПВ-1 базальтовое волокно БСТВст с иммобилизованными на нем клетками штамма Rhodotorula sp. ВКМ Y-2993D с титром - 10⁶ КОЕ/см³.

Характеристика штамма Rhodotorula sp. Y-2993D.

Видовое название штамма Rhodotorula sp.

Штамм Rhodotorula sp. Y-2993D выделен в 2001 году из пробы почвы, изъятой в подфакельной зоне после завершения эксплуатации объекта Усинского района Республики Коми.

Штамм может быть перспективным для активизации биодеструкции в составе нефти таких ее фракций, как смолисто-асфальтовые вещества, тяжелые парафины с длиной цепи более 25 атомов С, полиароматические соединения, в первую очередь бензо(а)пирен. Штамм может использоваться для очистки от растворенных углеводородов сточной воды и водоемов, а также от нефти и нефтепродуктов загрязненных почв.

Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов, номер ВКМ Y-2993D.

В классификации микроорганизмов по группам патогенности Санитарно-эпидемиологических правил СП 1.3.2322-08 от 1 мая 2008 г. «Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» данный вид (род) не значится. Не является фито- и зоопатогенным организмом.

Штамм характеризуется следующими культурально-морфологическими признаками: колонии ярко-розовые, выпуклые, гладкие, блестящие слизистые, край ровный. Клетки овальные, крупные, 3-7×4-15 мкм, почкование полярное. Генетические особенности штамма (ауксотрофность, устойчивость к антибиотикам, фагам и т.п.): чувствителен к микоцинам, продуцируемым Rhodotorula mucilaginica.

Режим хранения штамма - длительное хранение в лиофилизированной форме в плотно запаянных стеклянных ампулах. Кратковременное хранение (для подготовки биомассы с целевым использованием) - периодические пересевы - 1 раз в 2 месяца с хранением выросшей чистой культуры на скошенном агаре среды следующего состава: на 1000 мл воды - сахароза 30 г, NaNO₃ - 3,0 г; KH₂PO₄ - 1,0 г; KCl - 0,5 г; MgSO₄×5H₂O - 0,5 г; агар микробиологический - 20,0; в закрытых пробирках в холодильнике при температуре не выше +6 и не ниже +1ºС.

Описание условий, необходимых для культивирования штамма:

- в колбы в жидкую среду Чапека-Докса - 100 мл (состав среды: 1000 мл воды - сахароза 20 г, NaNO₃ - 3,0 г; KH₂PO₄ - 1,0 г; KCl - 0,5 г; MgSO₄×5H₂O - 0,5 г; Алканы - 10 г.) бактериологической петлей вносилась культура нефтеокисляющего микроорганизма по 10 мкл при комнатной температуре в стерильных условиях;

- наработка биомассы культуры микроорганизмов проводилась в колбах на 250 мл на термостатированной установке выращивания микроорганизмов УВМТ-12-250 при температуре 30ºС и 180 оборотов в минуту в течение 3 суток.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример.

Материалы:

1. Колонка лабораторного колоночного реактора идеального вытеснения (система, состоящая из вертикальной колонки с нижней подачей среды).

2. Испытуемым образец - базальтовое волокно (марка: БСТВст. ТУ 5761-002-12881589-03) - 1 г, модифицированное катионным крахмалом оксиамилом (ОПВ-1 (E 1404) ТУ 9187-042-00334735-98) с иммобилизованными клетками микроорганизма Rhodotorula sp. ВКМ Y-2993D.

3. Модельная вода, загрязненная нефтью в количестве 10 мг/дм³ - 2 дм³.

Скорость пропускания - 1 мл/сек.

Содержание нефти в воде анализировали методом флуориметрии на анализаторе жидкости «Флюорат-02» в соответствии с ПНД Ф 16.1.21-98.

Колонку лабораторного колоночного реактора идеального вытеснения (система, состоящая из вертикальной колонки с нижней подачей среды) заполняли испытуемым образцом и пропускали через него модельную воду, загрязненную нефтью в количестве 2 литра. Скорость пропускания - 1 мл/сек. Содержание нефтепродуктов в модельной воде представлено в таблице. Содержание нефти в воде анализировали методом флуориметрии на анализаторе жидкости «Флюорат-02» в соответствии с ПНД Ф 16.1.21-98 [1].

Содержание нефтепродуктов в сточной воде при использовании фильтрующего материала снизилось на 77% (табл.). Применение же биофильтрующего материала привело к снижению нефтепродуктов на 85%.

Этот способ позволяет не только осаждать на фильтрующем материале нефтепродукты, но и, благодаря иммобилизованным микроорганизмам на волокнах материала, осуществлять процессы нефтеокисления углеводородов, и тем самым повышать эффективность очистки сточных нефтезагрязненных вод.

Список литературы

1. Патент RU 2063383, кл. C02F 1/28, 1996.

2. Заявка ФРГ №3917595, кл. C02F 3/06, 1990.

3. Патент РФ 2039013 C1, C02F 3/08, 1992.

4. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв на анализаторе жидкости «Флюорат-02». ПНД Ф 16.1.21-98. - М., 1998. - 15 с.