Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ГРУНТА, НЕФТЕШЛАМОВ, ЖИДКИХ ОТХОДОВ И СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к составам для очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов.

Известна композиция для детоксикации загрязненного грунта путем внесения в него природного сорбента до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте, включающая в качестве сорбента глауконитсодержащее вещество (Пат. 2296016 РФ, МПК В09С 1/08, G21F 9/28. Опубл. 27.03.2007).

Недостатками указанной композиции является низкая эффективность очистки и высокий расход, так как в качестве сорбента используют природное глауконитсодержащее вещество с малой удельной поверхностью.

Известна композиция для сорбционного извлечения тория из грунта, природных и технологических вод с помощью пористого композиционного материала, включающего вермикулит, активированный уголь, глауконит, декстрин при равном соотношении компонентов (Пат. 2166216 РФ, МПК G21F 09/12. Опубл. 27.04.2001).

Недостатками указанной композиции является низкая совместимость и малая удельная поверхность компонентов пористого композиционного материала, приводящие к снижению эффективности очистки извлечения.

Известна композиция для сорбционного извлечения тория из грунта, природных и технологических вод с помощью пористого композиционного материала, включающего вермикулит, активированный уголь, глауконит, декстрин и порошок перлитовый фильтровальный при равном соотношении компонентов (Пат. 2212068 РФ, МПК G21F 09/12. Опубл. 10.09.2003).

Недостатками указанной композиции является низкая степень очистки грунта, природных и технологических вод, отсутствие совместимости и малая удельная поверхность компонентов пористого композиционного материала.

Известен гранулированный модифицированный наноструктурированный сорбент, способ его получения и состав для его получения, содержащий порошкообразные глауконит, углерод и бентонитовую глину, модификатор (гидрокарбонат натрия, перманганат калия, хлорида натрия) и воду (Пат. 2503496 РФ, МПК B01J 20/16, B01J 20/20, B01J 20/30, В82В 3/00. Опубл. 10.01.2014).

Недостатками указанного сорбента являются невозможность использования данного сорбента для проведения биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов из-за угнетающего бактериальную микрофлору действия применяемого модификатора в составе наноструктурированного сорбента.

Наиболее близким является препарат для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов, включающий глауконитсодержащее вещество биологически активный ил, содержащий бактериальную микрофлору, стимулятор роста бактериальной микрофлоры в виде янтарной кислоты, азотсодержащий биогенный элемент в виде мочевины и воду (Пат. 2367530 РФ, МПК В09С 1/10, С02F 3/34, С02F 1/28).

Недостатками указанного препарата являются низкая эффективность извлечения органических веществ из грунта, сточных вод и нефтешламов, существенная продолжительность процесса очистки, а также большой расход препарата и малая совместимость компонентов, затрудняющая равномерное распределение частиц в препарате.

Задача: разработка экономически и технологически доступной композиции для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов, обладающей большой удельной поверхностью.

Техническим результатом заявляемой композиции является повышение совместимости и равномерности распределения компонентов в композиции, возрастание ее сорбционной и фильтрующей способности.

Поставленный технический результат достигается при использовании композиции для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов, включающей глауконитсодержащее вещество, биологически активный ил, содержащий бактериальную микрофлору, стимулятор роста бактериальной микрофлоры в виде янтарной кислоты, азотсодержащий биогенный элемент в виде мочевины и воду, причем композиция дополнительно содержит опоку с распределением частиц по размеру, мас. %:

тонкодисперсная фракция с размерами до 10 мкм - 98

конгломераты с размерами до 800 мкм - 1

крупные частицы с размерами до 2 мм - 1,

при следующем соотношении компонентов, мас. %:

глауконитсодержащее вещество - 46,73

биологически активный ил - 5,00

янтарная кислота - 0,01

мочевина - 0,01

вода - 1,52

опока - 46,73.

К особенностям состава композиции для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов следует отнести высокую совместимость компонентов, равномерность распределения их частиц, наличие тонкодисперсной фракции опоки с высокой активирующей способностью, которые совокупно будут способствовать повышению эффективности очистки, сокращению времени процесса и расходу сорбента.

В качестве сорбционного компонента композиции использовалась опока (содержание минералов составляет, мас. %: опока - 99, кварц - 1) Ерзовского месторождения Волгоградской области с удельной поверхностью 310 м/г (по воде) и глауконитсодержащее вещество Саратовского месторождения (содержание минералов составляет, мас. %: глауконит - 55, кварц - 40, перлит - 5) с удельной поверхностью 245 м²/ г (по воде). Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре ДРОН-3 Сu_Kα . Янтарная кислота соответствовала ГОСТ 6341-75, а мочевина - ГОСТ 2081-2010. Биологически активный ил предоставлен ОАО «Каустик» (Волгоград).

Используемая опока состоит из фракций разного размера частиц, взятых в определенных соотношениях: тонкодисперсная фракция с размером частиц до 10 мкм (98 мас. %), конгломераты с размером частиц до 800 мкм (1 мас. %) и крупные частицы с размерами до 2 мм (1 мас. %). Такое распределение частиц опоки по размерам обеспечивает отсутствие агрегирования компонентов композиции, их совместимость и равномерность распределения, высокую сорбционную и фильтрующую способность.

Композицию для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов получают при 25°С в течение 30 мин при скорости сдвига 100 с^-1.

Полученная композиция исследовалась на предмет ее эффективности в детоксикации загрязненного нефтепродуктами грунта, нефтешламов, сточных вод и жидких отходов. Результаты исследований представлены в таблице.

Эффективность извлечения органических веществ из загрязненного грунта определялась с использованием 150 г композиции на 1 м² грунта, по очистке нефтешламов с использованием композиции в количестве 500 г на 1 кг нефтешлама и 150 г композиции на 1 кг органических соединений и нефтепродуктов, содержащихся в сточных водах и жидких отходах.

Пример. Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов.

Опоку с начальным размером частиц 5-10 мм измельчают до требуемой дисперсности (смесь тонкодисперсной фракции с размерами до 10 мкм (98 мас. %), конгломератов с размерами до 800 мкм (1 мас. %) и крупных частиц с размерами до 2 мм (1 мас. %)) с помощью планетарной шаровой мельницы «Retsch РМ». Распределение частиц опоки в композиции подтверждается данными атомно-силовой сканирующей зондовой микроскопии (сканирующий зондовый микроскоп Solver PRO).

В смеситель с якорной мешалкой помещают 46,73 г подготовленной опоки, 46,73 г глауконитсодержащего вещества и 5 г биологически активного ила, содержащего бактериальную микрофлору в 1,52 г воды, которые подвергают интенсивному перемешиванию при 25°С в течение 15 мин при скорости сдвига 100 с^-1. Далее добавляют 0,01 г стимулятора роста бактериальной микрофлоры (янтарная кислота) и 0,01 г азотсодержащего биогенного элемента (мочевина) и продолжают перемешивание еще в течение 15 мин при тех же условиях. Полученная композиция затем расфасовывается в полиэтиленовые мешки.

Таким образом, разработанная композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов характеризуется повышенной совместимостью и равномерностью распределения его компонентов, что способствует возрастанию ее сорбционной и фильтрующей способности, повышению эффективности очистки, сокращению времени процесса и расхода сорбента.