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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ НЕФТИ И ПОЛИМЕРНЫХ РЕАГЕНТОВ | 2006 |
|
RU2340647C2 |
ШТАММ МИКРОМИЦЕТА FUSARIUM SP. N 56 ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ | 1997 |
|
RU2126041C1 |
Штамм бактерий Pseudomonas azotoformans для биоконверсии углеводородов из загрязненных нефтью и нефтепродуктами вод в источник биодизеля | 2018 |
|
RU2692629C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕШЛАМА ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ | 2005 |
|
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 |
|
RU2645254C1 |
Штамм бактерий RноDососсUS еRYтнRороLIS, используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов | 1991 |
|
SU1805097A1 |
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫХ | 2004 |
|
RU2269488C2 |
ПРЕПАРАТ ДЛЯ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2016 |
|
RU2681831C2 |
ПРЕПАРАТ ДЛЯ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ "БИОИОНИТ" И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2013 |
|
RU2571219C2 |
БИОПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, ПОЧВЫ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ОТ УСТОЙЧИВЫХ К РАЗЛОЖЕНИЮ ПЕСТИЦИДОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ | 2011 |
|
RU2484131C2 |
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.
Способ очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений | 1985 |
|
SU1428809A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Авторы
Даты
1997-10-20—Публикация
1995-01-05—Подача