СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ И ПОЛИМЕРНЫХ ДОБАВОК В БУРОВОЙ РАСТВОР Российский патент 1997 года по МПК C02F3/34 B09C1/10 C12N1/20 C12N1/20 C12R1/01 C12R1/40 C12R1/125 B09C101/00 

Описание патента на изобретение RU2093478C1

Изобретение относится к способам очистки воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и бурового шлама, содержащего полимерные добавки в буровой раствор.

Выбуренный шлам благодаря разнообразию минерального состава, содержанию нефти, нефтепродуктов и сложных полимерных добавок: КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы), ССБ (сульфитно-спиртовой барды), ПАА (полиакриламида) и других способен при контакте с природными комплексами, их влагой, атмосферными осадками, подземными и наземными водами оказывать неуправляемое негативное влияние на установившееся природное равновесие локальных био- и агроценозов с непредсказуемым поведением этих комплексов в последующем времени. Следовательно, проблема сбора, очистки и экологически безопасного хранения выбуренного шлама крайне актуальна.

Известен способ разложения нефти и нефтепродуктов с использованием грибов рода Actinomycor elegans, штамм ТС-405, АТСС 20613, Jeotrichum marlum, Thirumalachar sp. nov. АТСС 20614 (1,2).

Недостатками этих способов являются низкая скорость роста предлагаемых штаммов грибов и более сложная питательная среда, содержащая биостимуляторы роста грибов, более длительный период адаптации к нефтепродуктам, неспособность разлагать полимерные добавки в буровой раствор: КМЦ, ССБ, ПАА.

Известен способ очистки воды и почвы от нефтепродуктов (патент РФ N 2014286, C 15, C 02 F 3/34, E 02 B 15/04).

Способ основан на применении консорциума микроорганизмов: дрожжи, бактерии или бактерии в следующем видовом составе:
Candida tropicalis + Mycoccus lactis
Candida guilliermondii + Acinetobacter olovorum subs. paraphinicum.

Недостатком этого способа является низкая скорость роста предлагаемых ассоциаций в среде с нефтью и нефтепродуктами, неспособность биодекструировать полимерные добавки в буровой раствор: КМЦ, ССБ, ПАА.

Известны физический и химический способы очистки бурового шлама от нефтяных загрязнений и полимерных добавок: методами огневой обработки, термического прокаливания, добавками коагулянтов и другие (3).

Ближайшим аналогом, т. е. прототипом, является способ очистки почвы и воды от нефти, нефтепродуктов (5). Способ основан на использовании штамма Pseudomonas putida 36 и минерального удобрения нитроаммофоски.

Недостатком способа является низкая степень очистки почвы и воды от нефти, нефтепродуктов и неспособность деградировать полимерные добавки в буровой раствор: КМЦ, ССБ, ПАА.

Цель изобретения повышение степени очистки почвы и воды от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор.

Сущность метода (изобретения) заключается в том, что проводят очистку воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор посредством ассоциации бактерий: Rhodococcus erythropolis AC-1339D; Pseudomonas putida ВКМ-1301; Bacillus subtilis ВКМ-1742D.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Для оценки биодеградации нефти, нефтепродуктов посредством консорциума бактерий используют минеральную среду состава, г/л: NaNO3 - 2,0; MnSO4 0,008; K2HPO4 1,0; ZnSO4 0,002; MgSO4•7H2O 0,5; Fe2(SO4)3 0,01; дистиллированная вода, pH 7,0 7,2. В качестве единственного источника углерода в минеральную среду добавляют нефть (Туймазинского месторождения, Башкортостан), нефтепродукты (дизельное топливо, гесадекан или полимерные добавки: КМЦ, ССБ, ПАА из расчета 100 мг/л). В качестве биостимулятора роста бактерий добавляют дрожжевой автолизат 0,001 г/л.

Суспензию бактерий получают путем смыва с косячка небольшим количеством стерильной водопроводной воды и вводят ее в исследуемую среду из расчета 3 об. Ассоциацию бактерий: Rhodococcus erythropolis AC-1339D; Pseudomonas putida ВКМ-1301; Bacillus subtilis ВКМ-1742D (16) добавляют в соотношении 1:1: 1. Бактерии культивируют в качалочных колбах в термостатированной качалке в условиях интенсивной аэрации при 25 30oC.

Определение содержания нефти, нефтепродуктов осуществляют по известной методике весовым методом (6).

Количественный анализ содержания КМЦ и ССБ основан на образовании окрашенного комплекса с фенолом в присутствии концентрированной серной кислоты, оптическую плотность которого определяли спекторофотометрическим методом на приборе "Specol" при длине волны 490 нм (7).

Количественное содержание полиакриламида определяли с помощью дитизона, который дает окрашенные комплексы с акриловыми полимерами, оптическую плотность которого измеряли спекторофотометрическим методом на приборе "Specol" при длине волны 480 ± 5 нм (8).

Количество бактерий оценивали чашечным методом Коха (9).

В табл. 1 приведены результаты роста микроорганизмов в среде с индивидуальными органическими соединениями: нефтью, гексадеканом, дизельным топливом, КМЦ, ССБ и ПАА.

Как видно из приведенных данных в табл. 1, количество клеток бактерий во всех средах, содержащих нефть, нефтепродукты и полимерные добавки, возрастает в среднем на два порядка.

Результаты биоочистки от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок показывают, что полная деструкция нефти, гексадекана, дизельного топлива наступает после 2 сут. культивирования, и биодеградация в среде КМЦ после 3 сут. составляет в среднем 80% ПАА 61% (табл. 2).

Результаты биоочистки от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок приведены в табл. 2.

Пример 2.

Биоочистка воды, содержащей в своем составе в суммарном количестве 1 г/л: нефти, гексадекана, дизельного топлива, КМЦ, ССБ, ПАА, взятых в равном соотношении, проводится на лабораторной установке, которая состоит из емкости для очищаемой сточной воды (объемом 10 л), аэротенка с мешалкой, отстойника, емкости для подготовки водной смеси (модельного стока) к биологической очистке.

В очищаемую воду добавляют соль для минеральной среды, г/л: K2HPO4 0,5; MgSO4•7H2O 0,5; CaCl2•6H2O 0,05; KH2PO4 1,0; MnSO4•4H2O 0,01; FeSO4•7H2O
0,05; дрожжевой автолизат 0,01; pH 7,0 7,2.

Контроль за ростом микроорганизмов ведут по приросту биомассы, которую определяли весовым методом, используя специальные фильтры (N1) для бактерий.

Содержание нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок определяли по вышеописанной методике.

Как видно из данных, приведенных в табл. 3, исследуемая ассоциация Rh. Erythropolis AC-1339D, Ps.putida 1301; B.subtilis BKM B-1742D (16) биодеградирует смесь нефти, нефтепродуктов, КМЦ, ССБ, ПАА. После 3 сут. культивирования степень очистки от нефти, нефтепродуктов, КМЦ, ССБ, ПАА составляет 96 98% а от ПАА 59%
Пример 3. В фарфоровые чашки объемом 0,2 л помещали по 100 г чернозема. Влажность почвы доводили до 60% полной влагоемкости. В первую серию чашек вносили из расчета 1% нефть + ССБ; нефть + КМЦ; нефть + ПАА и ассоциацию бактерий, взятых в равном соотношениии RH. erythropolis AC-1339D; Ps. putida BKM1301; B.subtilis BKM B-1742D (16) в количестве 3 об.

В качестве контроля служили аналогичные чашки, но без добавки бактерий. Культивирование бактерий проводили в термостате при 25oC в течение 120 сут.

Анализы по содержанию нефти, ССБ, КМЦ, ПАА и общего количества бактерий, растущих на МПА, определяли в трех повторностях.

Результаты исследований приведены в табл. 4 и табл. 5. Как видно из данных табл. 4, во всех опытных образцах наблюдается прирост бактерий, растущих на МПА. Особенно существенный прирост в опытных образцах, содержащих нефть + ССБ на порядок, а в среде с нефтью + КМЦ в 2 раза. По-видимому, такой прирост возможен за счет биодеградации нефти и полимерных добавок.

О биодеградации нефти и полимерных добавок свидетельствуют данные, приведенные в табл. 5.

Пример 4. Биоочистку промышленного образца бурового шлама, отобранного в НГДУ "Южарланнефть" (Башкортостан), проводили по примеру 3.

Результаты биоочистки бурового шлама от нефти, полимерной добавки КМЦ представлены в табл. 6.

Предлагаемая ассоциация: Rhodococcus erythropolis AC-1339D; Pseudomonas putida ВКМ-1301; Bacillus subtilis ВКМ B-1742D может быть применена для очистки воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор в условиях Республики Башкортостан, НГДУ "Южарланнефть", НГДУ "Арланнефть", в условиях Урало-Поволожья, в Пермской области, а также в условиях Западной Сибири и других регионах.

Область применения охрана окружающей среды.

Способ основан на использовании ассоциации непатогенных бактерий: Rhodococcus erythropolis AC-1339D; Pseudomonas putida ВКМ-1301; Bacillus subtilis ВКМ B-1742D, активно разлагающих нефть, нефтепродукты и полимерные добавки в буровой раствор до экологически безвредных соединений.

Ассоциация обладает широким спектром окислительной активности, деструктирует легкие и тяжелые фракции нефти, ССБ, КМЦ, ПАА, разлагая их практически полностью.

Предлагаемая ассоциация способна очищать почву и воду от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор в буровом шламе при совместном присутствии вышеназванных загрязнителей.

Ассоциация устойчива к химическому загрязнению почвы и воды, например, пестицидами.

Ассоциация способна очищать воду с загрязненностью нефтепродуктами и полимерными добавками до 10 г/л и выше и почву 10 15 кг/м2.

Источники информации
1. Патент США N 4415662, кл. C 12 N 11/14, 1/26, C10032/00.

2. Патент США N 4415661, кл. C 12 N 11/00, 11/26, 1/44, C1032/10.

3. Шеметов В.Ю. Ежов М.Ю. Предупреждение загрязнения почв отработанными буровыми растворами. Нефтяное хозяйство. М. ВНИИОЭНГ, 1989, N 2, с. 64 67.

4. Быков И.Ю. Гуменюк А.С. Цивилев Р.П. и др. Буровой шлам. М. ВНИИОЭНГ, 1993, 10 13 с. Экспресс-информация. "Серия защита от коррозии и охрана окружающей среды".

5. А.С. N 1428809, A14 E 02 B 15/04, C 02 F 3/34.

6. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М. Химия, 1973, с. 75.

7. Под ред. д.х.н. С.Д. Варфоломеева. Методы изучения и свойства целлюлолитических ферментов. М. ВИНИТИ, 1993. Итоги науки и техники. "Серия биотехнология", т. 25.

8. Шарипов А. У. Долганская С.И. Инструкция по количественному анализу акриловых полимеров в водных растворах. Тюмень, 1987.

9. Теппер Е.З. Мельникова В.К. Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М. Колос, 1979, 289 с.

Похожие патенты RU2093478C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ НЕФТИ И ПОЛИМЕРНЫХ РЕАГЕНТОВ 2006
  • Ягафарова Гузель Габдулловна
  • Барахнина Вера Борисовна
  • Иванова Татьяна Вячеславовна
  • Сафаров Альберт Хамитович
RU2340647C2
ШТАММ МИКРОМИЦЕТА FUSARIUM SP. N 56 ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 1997
  • Ягафарова Г.Г.
  • Гатауллина Э.М.
  • Барахнина В.Б.
  • Ягафаров И.Р.
  • Сафаров А.Х.
RU2126041C1
Штамм бактерий Pseudomonas azotoformans для биоконверсии углеводородов из загрязненных нефтью и нефтепродуктами вод в источник биодизеля 2018
  • Щемелинина Татьяна Николаевна
  • Анчугова Елена Михайловна
  • Маркарова Мария Юрьевна
  • Лаптева Елена Морисовна
RU2692629C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕШЛАМА ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 2005
  • Ягафарова Гузель Габдулловна
  • Ильина Елена Геннадьевна
  • Леонтьева Светлана Валерьевна
  • Ягафаров Ильгизар Рифович
  • Сафаров Альберт Хамитович
RU2332362C2
Штамм Cadophora malorum ВКМ F-4708D для активизации биодеструкции твердых парафинов и полициклических ароматических соединений в воде, жидких шламах, сточной воде, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и для трансформации углеводородных ксенобиотиков в биомассу липидных метаболитов с целью получения биодизеля 2016
  • Мешкело Сергей Марьянович
  • Щемелинина Татьяна Николаевна
  • Анчугова Елена Михайловна
  • Матистов Николай Вячеславович
  • Ковалева Вера Александровна
  • Маркарова Мария Юрьевна
RU2645254C1
Штамм бактерий RноDососсUS еRYтнRороLIS, используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов 1991
  • Ягафарова Гузель Габдулловна
  • Скворцова Ирина Николаевна
  • Зиновьев Александр Прокопьевич
  • Ягафаров Ильдус Римович
SU1805097A1
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫХ 2004
  • Ягафарова Гузель Габдулловна
  • Леонтьева Светлана Валерьевна
  • Пузин Юрий Иванович
  • Рольник Любовь Зелиховна
RU2269488C2
ПРЕПАРАТ ДЛЯ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2016
  • Волков Михаил Юрьевич
  • Абдуллин Рустам Маратович
  • Аникин Сергей Владимирович
  • Венков Дмитрий Александрович
  • Салихов Зульфар Салихович
RU2681831C2
ПРЕПАРАТ ДЛЯ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ "БИОИОНИТ" И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Волков Михаил Юрьевич
  • Ильин Александр Александрович
  • Калилец Андрей Андреевич
RU2571219C2
БИОПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, ПОЧВЫ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ОТ УСТОЙЧИВЫХ К РАЗЛОЖЕНИЮ ПЕСТИЦИДОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 2011
  • Анисимова Лилия Георгиевна
  • Маркушева Татьяна Вячеславовна
  • Кураков Александр Васильевич
  • Закутаев Андрей Петрович
RU2484131C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 093 478 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ И ПОЛИМЕРНЫХ ДОБАВОК В БУРОВОЙ РАСТВОР

Использование: относится к способам очистки воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор. Сущность изобретения: заключается в том, что проводят очистку воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор посредством ассоциации бактерий: Phodococcus erythropolis ВКМ Ас - 1339Д, Pseudomonas putida ВКМ - 1301, Bacillus subtilis ВКМ В-1742 Д (16). Ассоциация способна очищать воду с загрязненностью нефтепродуктами и полимерными добавками до 10 г/л и выше и почву - 10 - 15 кг/м2. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

Формула изобретения RU 2 093 478 C1

1. Способ очистки воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровом растворе, включающий внесение микроорганизмов, отличающийся тем, что из микроорганизмов используют ассоциацию штаммов бактерий Rhodococcus erythropolis ВКМ Ас-1339D, Bacillus subtilis ВКМ В-1742D и Pseudomonas putida ВКМ 1301. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что штаммы бактерий находятся в соотношении 1 1 1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2093478C1

Способ очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений 1985
  • Дядечко Владимир Николаевич
  • Нестеров Иван Иванович
  • Толстокорова Лидия Евгеньевна
  • Платонова Светлана Владимировна
SU1428809A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

RU 2 093 478 C1

Авторы

Ягафарова Г.Г.

Гатауллина Э.М.

Мавлютов М.Р.

Спивак А.И.

Абызгильдина М.Ю.

Даты

1997-10-20Публикация

1995-01-05Подача