Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕМЕДИАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ

Изобретение относится к области защиты окружающей среды в сфере деятельности нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в области утилизации нефтесодержащих отходов, и может найти применение для утилизации нефтезагрязненной воды из жидкой фракции отходов газового конденсата.

Известен способ очистки почвы, природных и сточных вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, с использованием биопрепаратов (RU 2114071, опубл. 27.06.1998), в котором использованы формы биопрепаратов в виде суспензии биомассы с заданной плотностью микроорганизмов и добавками биологически активных веществ и осмопротектора.

Недостатком известного способа является сложность процесса получения биопрепарата.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ биоремедиации почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами (RU 2193464, опубл. 27.11.2002). Данный способ предлагает сокращение периода биоремедиации нефтезагрязненных почв за счет увеличения скорости естественных процессов биодеградации углеводородов нефти при помощи аэрируемых почвенных площадок и использования биопрепарата. Способ предусматривает использование биопрепарата олеофильной формы на основе поверхностно-активных веществ бактериального происхождения и последующую фиторемедиацию.

Однако известный способ требует готовых дорогостоящих препаратов и сложного оборудования для получения высокой эффективности процесса ремедиации нефтезагрязненых почв, что является экономически невыгодным.

Использование отходов производств в качестве биопрепаратов неизвестно из уровня техники.

Технический результат от использования предлагаемого способа заключается в обеспечении высокой эффективности ремедиации нефтезагрязненных почв с одновременной утилизацией и обезвреживанием отходов газотранспортных предприятий, что ведет к существенному упрощению и удешевлению всего процесса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ ремедиации нефтезагрязненных почв включает биодеградацию нефтепродуктов в почве с помощью биопрепарата, а в качестве питательного субстрата для биопрепарата используют отходы газового конденсата, содержащие аборигенную культуру углеводородоокисляющих микроорганизмов, при этом отходы подвергают отделению жидкой фракции и ее ферментации.

Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.

На фиг. 1 представлена технологическая схема получения биопрепарата на основе жидкой фракции отхода газового конденсата.

На фиг. 2 представлен пример получения биопрепарата заявляемым способом.

Технологическая схема применения готового биопрепарата на площадке биоремедиации показана на фиг. 3.

В таблице на фиг. 4 представлены результаты экспериментов по биоремедиации нефтезагрязненной почвы, где показано изменение концентрации нефтепродуктов в нефтезагрязненной почве при использовании полученного биопрепарата.

*Опыт 1 - внесение всего объема биопрепарата осуществлялось единовременно;

Опыт 2 - внесение всего объема биопрепарата осуществлялось в 2 этапа;

Опыт 3 - внесение всего объема биопрепарата осуществлялось в 3 этапа через одинаковые промежутки времени;

Контроль - без внесения биопрепарата.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Жидкую фракцию отхода газового конденсата подвергают разделению. В ходе этого процесса образуется нефтезагрязненная вода, которую предлагается использовать в качестве питательного субстрата для получения биопрепарата. На основании проведенных исследований было доказано, что вода, полученная из жидкой фракции отхода газового конденсата, содержит значительное количество аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов, что достигается путем ферментации нефтезагрязненной воды.

Ферментация нефтезагрязненной воды осуществляется следующим образом: нефтезагрязненную воду, содержащую нефтепродукты в диапазоне начальных концентраций (Сн) от 0,18±0,02 до 0,95±0,03 г/л направляют в ферментер, представляющий собой емкость с аэрирующим устройством. Процесс ферментации проводят при постоянных оптимальных параметрах: температура 20±2°C, pH среды 7,0±0,5. Длительность ферментации составляет 5-7 суток.

По окончании ферментации при достижении титра клеток 10⁸ полученный биопрепарат используют на специализированных открытых технологических площадках биоремедиации или установках биологической очистки. Доза внесения биопрепарата составляет 20 л на 1 т нефтезагрязненной почвы или 9 л на 1 м² нефтезагрязненной территории. Данные установлены по результатам лабораторных исследований.

Использование в качестве биопрепарата веществ, полученных из отходов производств газотранспортных предприятий, позволяет утилизировать указанные отходы и участвовать при этом в очистке нефтезагрязненных почв с достаточно высокой эффективностью.

Пример

С целью создания и культивирования биопрепарата была собрана лабораторная модель ферментера.

Для создания биопрепарата в качестве питательного субстрата использовали отходы газового конденсата одного из Пермских газотранспортных предприятий, содержащие аборигенные культуры углеводородокисляющих микроорганизмов, численность которых по данным лабораторных исследований составила (2,4±0,06)*10⁸ КОЕ/г

Жидкую фракцию подвергали разделению следующим образом: отход газового конденсата, содержащий жидкую фракцию (вода и нефтепродукты) и механические примеси, отстаивали в емкостях, при этом механические примеси оседали на дно емкости, а жидкая часть оставалась на поверхности. Жидкую фракцию, в свою очередь, разделяли на две фазы: воду и нефтепродукты. Нефтепродукты удаляли с поверхности механическим методом. Оставшуюся в емкости нефтезагрязненную воду сливали из емкости в ферментер.

Тест показал, что нефтезагрязненная вода содержала 0,95±0,03 г/л нефтепродуктов, а численность аборигенных углеводородокисляющих организмов в ней составила (3,85±0,44)*10⁶ КОЕ/г.

Ферментацию проводили следующим образом: нефтезагрязненную воду аэрировали, стимулируя развитие углеводородокисляющих микроорганизмов. Ферментацию проводили в течение 5 суток до достижения титра клеток углеводородокисляющих микроорганизмов в нефтезагрязненной воде величины 10⁸-10⁹.

Готовность биопрепарата определяли по внешним признакам - диспергированию сырой нефти и разрушению поверхностной нефтяной пленки, а также микроскопии биопрепарата.

В готовом биопрепарате титр клеток составил 10⁸-10⁹.

Технологическая схема получения биопрепарата представлена на фиг. 2

В лабораторных условиях была смоделирована площадка биоремедиации, на которую в качестве орошающей жидкости вносили готовый биопрепарат.

Технологическая схема применения готового биопрепарата на площадке биоремедиации представлена на фиг. 3

В таблице на фиг. 4 представлены результаты экспериментов по биоремедиации нефтезагрязненной почвы, где показано изменение концентрации нефтепродуктов в нефтезагрязненной почве при использовании полученного биопрепарата.

Как следует из таблицы, в опыте 1, где внесение всего объема биопрепарата осуществлялось единовременно, эффективность очистки нефтезагрязненного грунта составила 99,2% для образца с количеством углеводородов нефти 100 г/кг (контроль 68,3%), для образца с загрязнением 40 г/кг эффективность очистки составила 97,5% (контроль 61,8%) за 3 месяца экспозиции.

Опыт 2 отличался дозой внесенного биопрепарата. Вносимый объем нефтезагрязненной воды из жидкой фракции отхода газового конденсата был поделен на 2 части. Внесение осуществляли в первый день экспозиции, а также по прошествии 1,5 месяцев. Эффективность очистки для пробы с концентрацией нефтепродуктов в почве 100 г/кг составила 98,9% (контроль 68,3%), для пробы 40 г/кг - 96,5% (контроль 61,8%).

В опыте 3 объем внесения биопрепарата был разделен на 3 части. Внесение биопрепарата осуществлялось на начальном этапе и через каждые 4 недели. Эффективность очистки нефтезагрязненного грунта составила 98,5% для пробы 100 г/кг (контроль 68,3%) и 97% для образца с концентрацией нефтепродуктов 40 г/кг (контроль 61,8%).

На основании проведенных экспериментальных исследований было доказано, что внесение биопрепарата на основе нефтезагрязненной воды из жидкой фракции отхода газового конденсата не снижает эффективность процесса биоремедиации, а также приводит к повышению ее эффективности, что было установлено при сравнении опытных и контрольных образцов.

Полученные результаты экспериментов показали, что использование заявленного технического решения позволяет утилизировать нефтезагрязненную воду из жидкой фракции отхода газового конденсата за счет ее ферментации и применения в качестве питательного субстрата для биопрепарата с активными культурами углеводородокисляющих микроорганизмов, а также повысить эффективность биоремедиации нефтезагрязненных почв на 30,9-35,7%.

Таким образом, заявляемый способ ремедиации нефтезагрязненных почв является экономически выгодным при достаточно высокой эффективности процесса, т.к. использует в качестве биопрепаратов вещества, полученные из отходов производств газотранспортных предприятий. Это позволяет утилизировать указанные отходы и участвовать при этом в очистке нефтезагрязненных почв.