СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2013 года по МПК C02F3/34 C12R1/39 

Изобретение относится к биотехнологии очистки сточных вод с использованием микроорганизмов и предназначено в частности для очистки сточных вод угольной и буровых вод нефтяной с промышленности с целью улучшения санитарного состояния водоемов-приемников.

Для очистки сточных вод на предприятиях угольной промышленности чаще всего применяются отстойники и фильтровальные установки. Но зачастую традиционные способы очистки не обеспечивают требуемое качество очищенной воды для сброса их в водоемы. Сточные воды, как угольной промышленности, так и буровые сточные воды нефтяной промышленности содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, микроэлементы, и их очистка от нефтепродуктов, фенолов, микроэлементов требует значительных материальных затрат.

Известен способ очистки сточных вод от нефтепродуктов и фенолов с использованием микроорганизмов в аэротенках (Ж. Микробиология, №2, 1985, статья "Использование ассоциаций бактерий при очистке подсланцевых вод от нефтепродуктов, с.12-15). При использовании данного способа очистка от взвешенных веществ осуществляется до подачи сточных вод в аэротенк. Использование аэротенка в указанном способе влечет за собой затраты как на подачу кислорода для интенсификации процесса очистки, так и затраты на предварительную очистку от взвешенных веществ.

Известен способ очистки природных и грунтовых вод, включающий их аэрирование с последующей фильтрацией через несколько слоев фильтрующей загрузки: гранитный щебень, торф, древесная кора, гравий и песок, причем объемное соотношение последовательно расположенных слоев составляет 1:2:3:2:1. Общая высота фильтрующей загрузки составляет 0,8-1,2 м (Патент РФ №2151105, МПК C02F 1/64, C02F 1/28). Данный способ в основном предназначен для очистки сточных вод от железа.

Использование процесса аэрирования в известном способе требует дополнительных затрат, что удорожает процесс очистки. Кроме того, практически очистка от нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов не происходит. Поэтому для сброса очищенной воды в водоемы требуются дополнительные значительные затраты на процесс очистки.

Известен способ по очистке сточных вод с помощью дренажных фильтрующих площадок, на которых происходит фильтрация сточной воды через дренирующий минеральный грунт с протеканием химических реакций между растворенными солями и специальными веществами, вводимыми в фильтрующий материал и образующими нерастворимые соединения. Они обеспечивают обмен токсичных для почвогрунтов солевых компонентов на безвредные ионы, которые в ряде случаев являются необходимыми мелиорирующими элементами (например, кальций), улучшающими водно-физические и агрохимические свойства почв. При этом, в качестве фильтрующего материала рекомендуется использовать песок, а специальных добавок - известь и ионитовую крошку (низкосортные иониты или отходы их производства. После выполнения своих функций дренажные фильтрующие площадки ликвидируются путем их засыпки минеральных грунтом и слоем почвы при проведении горно-технического этапа рекультивации земельного участка, занятого под буровую или сбрасываются в шламовый амбар с последующим обезвреживаем его содержимого известными способами. (Шеметов В.Ю. Техника и технология доочистки буровых сточных вод. М. ВНИИОЭНГ, 1990. 48 с.)

Однако сточные воды, прошедшую такую очистку не удовлетворяют требованиям природоохранных норм по ряду показателей, например, по содержанию хлоридов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ очистки сточных вод с использованием в качестве фильтрующей загрузки горных пород (песчаники, аргиллиты и алевролиты) т.е. отходов угледобычи. При фильтровании сточных вод с содержанием взвешенных веществ 200-300 мг/дм³, происходит их очистка до 1-2 мг/дм³ соответственно (Ю.В. Лесин. Фильтры для очистки воды из крупнокусковых отходов угледобычи. Ж. Уголь. Техника безопасности, промышленная санитария, охрана окружающей среды., №2, 1988). Фильтры имеют простую конструкцию, размещены в естественных или искусственных выемках (оврагах, логах, старых горных выработках и т.п.). В этом случае фильтрующий массив по ширине ограничивается стенками выемок, а ниже его по выемке возводится водоудерживающая дамба для сбора осветленной воды. Известный способ прост в эксплуатации. Процесс очистки сточных вод в данном случае способен к саморегулированию. Заиливание нижних слоев фильтрующего массива в процессе очистки приводит к повышению уровня воды в водоприемнике, в результате чего в работу включаются верхние, свежие слои фильтрующего массива, который насыпают сверху. Известный процесс очистки не требует значительных затрат (они соизмеримы с затратами на отвалообразование).

Однако недостатком указанного способа является очистка сточных вод только от взвешенных веществ. Сточные воды, очищенные от взвешенных веществ, сбрасываются в водоем с содержащимися в ней нефтепродуктами, фенолами, хлоридами, что не решает проблему их очистки от всего комплекса загрязняющих веществ. Поэтому для сброса в водоем сточных вод угольной промышленности и буровых сточных вод нефтяной промышленности, в которых содержание нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и микроэлементов превышает ПДК, требуются дополнительная очистка и значительные затраты.

Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего очистку одновременно от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов с наименьшими затратами как физическими, так и материальными.

Технический результат - одновременная очистка сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов для сброса очищенной воды в водоемы.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов, включающем фильтрование воды через фильтрующую дамбу из горных пород, согласно изобретению создают биопленку на внутренней поверхности фильтрующей дамбы, путем обработки ее бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens BKFRCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, при этом после обработки бактериальным штаммом, фильтрующую дамбу заполняют сточной водой, и выдерживают в ней воду не менее 3 суток, после чего пропускают сточные воды через фильтрующую дамбу, а в качестве горных пород берут щебень или песчано-гравийную смесь или смесь аргиллита с алевролитом.

Кроме того, бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens BKTRCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, для обработки берут в количестве 30 г/л по сухому веществу.

Бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ депонирован в коллекции ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г.Санкт-Петербург) 05.07.2011 г. под регистрационным номером RCAM00538.

Заявленная совокупность существенных признаков "…создают биопленку… бактериальньш штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13-10^-11…" обеспечивает образование на внутренней поверхности фильтрующей дамбы биопленки, которая позволяет очищать сточные воды от содержащихся в них взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов до значений ПДК, соответствующих для сброса в водоем.

В патентной и научно-технической литературе неизвестны технические решения, содержащие признаки, аналогичные заявляемым, следовательно, предложение соответствует критерию "новизна". Также впервые, на основе разработанного способа достигнуто обеспечение очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов одновременно до соответствующих норм ПДК для сброса в водоем при минимальных затратах, т.е. заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Для осуществления заявленного технического решения по очистке сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов в натурных условиях шахты "Коркинская", разреза "Коркинский", МБР "Ялан_кул", и МБР "Чатлык" был создан опытный участок. На фиг.1 представлена схема очистки сточной воды, где 1 - водоотводная канава, 2 - прудок до дамбы, 3 - прудок после дамбы, 4 - фильтрующая дамба, 5 - сброс очищенной воды.

От основного потока сточных вод была вырыта бульдозером водоотводная канава 1 шириной 1,0 м и глубиной 0,3-0,4 м, сооружена фильтрующая дамба из горных пород со следующими размерами: длина нижнего основания - 2,4 м, длина верхнего основания - 1,3 м, ширина - 3,7 м, глубина - 0,4 м, а также нижний 2 и верхний прудок 3.

Сточные воды к фильтрующей дамбе 4 подаются по водоотводной канаве 1 самотеком. Прудок 2 перед фильтрующей дамбой играет роль устройства для равномерной подачи и распределения воды по сечению фильтрующей дамбы. Прудок 3 после дамбы необходим для сбора и отвода очищенной воды. По водоотводной канаве 5 осуществляется сброс воды после очистки, а затем в водоем-приемник.

Очистка сточных вод проходила в фильтрующей дамбе из горных пород, в качестве которой использовали щебень или песчано-гравийную смесь или смесь аргиллита с алевролитом. На внутренней поверхности фильтрующей дамбы была создана биопленка, путем обработки ее бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens BKT RCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, выделенной из шахтных вод в лабораторных условиях. Микроорганизмы адсорбировались на частицах щебня, песчано-гравийной смеси, смеси аргиллита с алевролитом, образуя биопленку. Фильтрующая дамба выдерживалась в статических условиях не менее 3-х суток, после чего, переводилась в динамические условия и осуществлялся процесс фильтрования.

При сооружении дамбы был определен уклон водоупора i, влияющий на скорость движения воды через фильтрующую дамбу:

$$\text{i}={\text{(H}}_{\text{вх}}{\text{ -H}}_{\text{вых}}{\text{)/ L}}_{\text{H}}=\text{(0}\text{,30-0}\text{,29)/2}\text{,4}=\text{0}\text{,0042}\text{, }\text{(1)}$$

где Н_вх=0,3 м и Н_вых=0,29 м - высотные отметки точек входа и выхода воды из фильтрующей дамбы, определяемые на месте;

L_H=2,4 м - длина нижнего основания фильтрующей дамбы.

Площадь поперечного сечения фильтрующей дамбы S_д рассчитывалась исходя из ее размеров: ширины В=3,70 м и глубины h=0,4 м:

$${\text{S}}_{\text{д}}=\text{B}\times \text{h}=\text{3}\text{,70}\times \text{0}\text{,40}=\text{1}{\text{,48 м}}^{\text{2}}\text{ (2)}$$

Объем фильтрующей дамбы составляет:

$${\text{V}}_{\text{д}}={\text{S}}_{\text{д}}{\text{ (L}}_{\text{H}}+{\text{L}}_{\text{B}}\text{) /2}=\text{1}\text{,48(2}\text{,4}+\text{1}\text{,3)/2}=\text{2}{\text{,74 м}}^{\text{3}}\text{(3)}$$

где: L_B - верхнее основание фильтрующей дамбы.

Расход воды (Q_д) через фильтрующую дамбу определялся, исходя из площади поперечного сечения S_д и коэффициента фильтрации К=1,55 м/ч (щебень); К=3,17 м/ч (пес-чано-гравийная смесь); К=0,25 м/ч (смесь аргиллита с алевролитом):

$${\text{Q}}_{\text{д}}={\text{S}}_{\text{д}}\times \text{K}=\text{1}\text{,48}\times \text{1}\text{,55}=\text{2}{\text{,3 м}}^{\text{3}}\text{/ч}\text{ (щебень)}\text{(4)}$$

Q_д=4,7 м³/ч (песчано-гравийная смесь)

Q_д=0,37 м³/ч (смесь аргиллита с алевролитом). Средняя продолжительность нахождения сточных вод в фильтрующей загрузке составляет:

$$t=(L_H+L_B)/2K=(\mathrm{2,4}+\mathrm{1,3})/(2\times \mathrm{1,55})=\mathrm{1,2}ч(щебень)(4)$$

t=0,58 ч (песчано-гравийная смесь)

t=7,4 ч (смесь аргиллита с алевролитом).

Очистка сточных вод при опытной проверке проходила при приведенных выше расчетных данных.

Отборы проб сточных вод на химические и микробиологические анализы проводились:

- перед фильтрующей дамбой (исходная вода);

- после фильтрующей дамбы (очищенная вода).

Микробиологические исследования в процессе очистки вод включали определение активности микроорганизмов рода Pseudomonas.

Химический анализ вод включал определение рН потенциометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 КХА вод.

Содержание взвешенных веществ - по ФР. 1.31.2002.00670 МВИ массовых концентраций гравиметрическим методом.

Содержание нефтепродуктов в сточных водах - методом ИКС по ПНД Ф 14.1:2.5-95 КХА вод.

Содержание хлоридов в сточных водах по ГОСТ 26428-85.

Содержание фенолов - по ФР. 1.31.2002.00650 МВИ массовых концентраций с применением 4-амидопирина.

Содержание микроэлементов - по ПНД Ф 14.1:2:3:4.135-98 КХА вод МВИ массовой концентрации металлов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Заявляемый способ реализуется следующим образом.

Пример 1.

На пути потока сбрасываемых шахтных (сточных) вод шахты "Коркинская" строилась фильтрующая дамба из щебня с фракционным составом:

d=4,5-5,5 мм - 70%;

d=3,0-4,0 мм - 20%;

d=1,0-2,5 мм - 7%;

d=0,3-0,5 мм - 3%.

Состав исходной воды представлен в таблице 1.

Фильтрующую дамбу из щебня обрабатывали бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13, выделенную из шахтной воды, в количестве 30 г/л по сухому веществу из расчета 3,6 л на 1 м³ объема фильтрующей дамбы. Затем фильтрующая дамба заполнялась сточной водой и выдерживалась в статических условиях не менее 3-х суток, в течение которых титр не изменялся, в результате чего на внутренней поверхности дамбы образовалась биопленка. По истечении 3-х суток фильтрующая дамба была запущена в работу в динамическом режиме.

После запуска в работу фильтрующей дамбы отбирались пробы сточных шахтных вод на химический и микробиологический анализ перед фильтрующей дамбой и после дамбы.

Расход воды через дамбу был равен 2,3 м³/ч с коэффициентом фильтрации 1,55 м/ч.

Средняя продолжительность нахождения сточной воды в фильтрующей дамбе - 1,2 ч.

Контроль проводили в аналогичной дамбе со щебнем, но без обработки микроорганизмами. Опыт и контроль проводили при температуре воды 18-19°С.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

В таблице приведены результаты испытаний очистки сточных вод через фильтрующую дамбу (предлагаемым способом) и результаты испытаний в контроле. Из таблицы видно, что количество взвешенных веществ в опыте снизилось с 240,20 до 0,8 мг/дм³, в контроле - с 298,75 до 11,98 мг/дм³, в прототипе - до 1-2 мг/дм³. В опыте отмечалось снижение нефтепродуктов с 0,30 до 0,02 мг/дм³, фенолов - с 0,05 мг/дм³ до 0,001 мг/дм³. хлоридов - с 473,17 до 230,0 мг/дм³.

Отмечалось снижение количества AI, Ba, В, Wa, Fe, K, Са, Mg, Mn, Cu - в несколько раз. В контроле же количество нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и указанных микроэлементов оставались на том же уровне, что и до очистки. В прототипе очистка достигалась только от взвешенных веществ.

Таким образом, очистка шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из щебня обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 2. Предлагаемым способом аналогично примеру 1 при тех же параметрах и условиях, в такой же фильтрующей дамбе из щебня очистке подвергалась сточная карьерная вода разреза "Коркинский".

Результаты испытаний представлены в таблице 1. Количество взвешенных веществ уменьшилось с 320,40 до 0,5 мг/дм³, количество нефтепродуктов - с 0,55 до 0,03 мг/дм³, фенолов - с 0,04 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 398,17 до 236,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в несколько раз.

В контроле (разрез "Коркинский") очистка происходила только от взвешенных веществ с 287,5 до 9,6 мг/дм³.

Таким образом, очистка карьерных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из щебня обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 3. На шахте "Коркинская" строилась фильтрующая дамба из песчано-гравийной смеси с фракционным составом:

d=4,5-5,5 мм - 45%;

d=3,0-4,0 мм - 20%;

d=1,0-2,5 мм - 15%;

d=0,3-0,5 мм - 15%;

d=0,1-0,25 мм - 5%.

Состав шахтных вод представлен в таблице 2.

Фильтрующая дамба из песчано-гравийной смеси была обработана бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и выдерживалась также в течение 3-х суток в статических условиях, после чего сточные шахтные воды шахты "Коркинская" пропускалась через фильтрующую дамбу с коэффициентом фильтрации - 3,17 м/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 2. Количество взвешенных веществ при фильтровании уменьшилось с 184,6 до 1,2 мг/дм³, нефтепродуктов с 0,1 до 0,04 мг/дм³, фенолов с 0,012 до 0,001 мг/дм³, количество хлоридов снизилось с 387,8 до 210,0 мг/дм³ количество микроэлементов в несколько раз. В контроле отмечалось только снижение взвешенных веществ с 184,53 до 18,76 мг/дм³.

Таким образом, очистка сточных шахтных вод воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет провести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 4. Предлагаемым способом аналогично примеру 3 при тех же параметрах и условиях, в фильтрующей дамбе из песчано-гравийной смеси очистке подвергались сточные карьерные воды разреза "Коркинский".

Результаты представлены в таблице 2.

В опыте количество взвешенных веществ снизилось после очистки с 193,6 до 0,9 мг/дм³; нефтепродуктов с 6,07 до 0,05 мг/дм³; фенолов с 0,015 до 0,001 мг/дм³; хлоридов - со 347,6 до 75,0 мг/дм³ и количество микроэлементов в 2,0-1,5 раза. В контроле произошла очистка только от взвешенных веществ с 179,53 до 1,85 мг/дм³, т.е. только за счет фильтрации. От остальных ингредиентов (нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов) очистка не наблюдалось.

Таким образом, очистка сточных карьерных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10"¹³ позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 5. На шахте "Коркинская" строилась фильтрующая дамба из смеси аргиллита с алевролитом с фракционным составом:

d=5,5-6,5 мм - 85%;

d=4,5-5,0 мм - 9%;

d=3,5-4,0 мм - 3%;

d=2,0-3,0 мм - 2%;

d=0,5-1,5 мм - 1%.

Аналогично примеру 1 фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обрабатывали бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 выделенной из шахтных вод в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу и выдерживалась в течение 3-х суток в статических условиях, после чего сточные шахтные воды шахты "Коркинская" пропускались через фильтрующую дамбу с коэффициентом фильтрации - 0,25 м/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.

В опыте количество взвешенных веществ снизилось с 260,78 до 1,36 мг/дм³, в контроле с 274,81 до 1,8 мг/дм³. Количество нефтепродуктов снизилось с 3,44 до 0,03 мг/дм³, фенолов с 0,005 до 0,001 мг/дм³, количество хлоридов снизилось с 328,7 до 228,0 мг/дм³, количество микроэлементов в несколько раз.

В контроле отмечалась очистка только от взвешенных веществ. От нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов очистка не наблюдалась.

Таким образом, очистка сточных шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 6. Сточные карьерные воды с разреза "Коркинский" пропускали через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом при тех же параметрах и условиях аналогично примеру 5.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.

В опыте количество взвешенных веществ уменьшилось с 228,51 до 1,13 мг/дм³, количество нефтепродуктов снизилось с 3,25 до 0,03 мг/дм³, фенолов - с 0,08 до 0,001 мг/дм³, хлоридов - с 148,5 до 84,9 мг/дм³, количество микроэлементов (AI, Ва, В, W, Fe, K, Са, Mg, Mn, Cu) снизилось в 1,5-1,8 раз. В контроле наблюдалась очистка от взвешенных веществ с 234,57 до 1,5 мг/дм³, остальные ингредиенты оставались на прежнем уровне.

Таким образом, очистка карьерных вод воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 7. Сточные шахтные воды шахты "Коркинская" пропускали через фильтрующую дамбу из щебня с тем же фракционным составом, что в примере 1, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В течение 3-х суток шахтные воды находились в дамбе в статических условиях. Через 3 суток титр оставался на том же уровне, режим очистки переводили в динамические условия с коэффициентом фильтрации 1,55 м/ч и расходом воды 2,3 м³/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 4. В результате фильтрования количество взвешенных веществ снизилось с 212,75 до 1,34 мг/дм³, нефтепродуктов с 0,48 до 0,04 мг/дм³, фенолов с 0,013 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 473,17 до 233,0 мг/дм³, количество микроэлементов в среднем снизилось в 1,5 раза. В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 207,25 до 11,95 мг/дм³, остальные ингредиенты оставались в контроле на прежнем уровне.

Таким образом, очистка шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из щебня обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 8. Карьерные воды разреза "Коркинский" пропускали через фильтрующую дамбу из щебня с тем же фракционным составом, что и в примере 1. Для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В течение 3-х суток карьерные воды находились в дамбе в статических условиях. Через 3 суток титр оставался на том же уровне, режим очистки переводили в динамические условия.

Результаты испытаний представлены в таблице 4.

В результате фильтрования количество взвешенных веществ снизилось с 110,20 до 1,2 мг/дм³, нефтепродуктов с 0,70 до 0,05 мг/дм³, фенолов с 0,015 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 398,17 до 300,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в среднем в 1,3 раза.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 97,06 до 6,87 мг/дм³, остальные ингредиенты в контроле фактически остались без изменения.

Таким образом, очистка карьерных вод предлагаемым способом позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 9. Сточные шахтные воды с шахты "Коркинская" пропускали через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси с тем же фракционным составом, что в примере 3, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В течение 3-х суток шахтные воды находились в дамбе в статических условиях. Через 3 суток титр оставался на том же уровне, режим очистки переводили в динамические условия с коэффициентом фильтрации 3,17 м/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 5.

В опыте количество взвешенных веществ снизилось после очистки с 188,7 до 1,67 мг/дм³, количество нефтепродуктов снизилось с 3,62 до 0,05 мг/дм³, фенолов с 0,005 до 0,001 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в несколько раз.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 193,26 до 11,51 мг/дм³. Остальные ингредиенты (нефтепродукты, фенолы и микроэлементы) оставались на прежнем уровне.

Таким образом, очистка шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 10. Через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси с теми же параметрами и условиями, что и в примере 4, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу, пропускали сточные карьерные воды с разреза "Кор-кинский". Результаты испытаний представлены в таблице 5.

После очистки количество взвешенных веществ снизилось с 180,77 до 1,9 мг/дм³, Количество нефтепродуктов - с 1,96 до 0,05 мг/дм³, фенолов с 0,011 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 147,6 до 115,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в среднем в 1,0-1,2 раза.

В контроле количество взвешенных веществ уменьшилось с 187,12 до 12,0 мг/дм³. Остальные ингредиенты остались на том же уровне,

Таким образом, очистка сточной (карьерной) воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 11. Через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом с тем же фракционным составом, что в примере 5, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу, пропускали сточные шахтные воды с шахты "Коркинская". Результаты испытаний представлены в таблице 6.

Количество взвешенных веществ составило до очистки 255,72 мг/дм³, после очистки 1,55 мг/дм³, количество нефтепродуктов; до очистки 3,26 мг/дм³, после очистки - 0,05 мг/дм³, количество фенолов; до очистки - 0,006 мг/дм³, после очистки 0,001 мг/дм³, количество хлоридов; до очистки - 336,6 мг/дм³, после очистки - 296,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в среднем в 1,2 раза.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 265,19 до 1,77 мг/дм³. Количество нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов осталось на прежнем уровне.

Таким образом, очистка сточной (шахтной) воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 12. Через фильтрующую дамбу из аргиллита с алевролитом с тем же фракционным составом, что и в примере 6 пропускались карьерные воды с разреза "Коркинский". При этом использовался бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В данном примере очистка от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и микроэлементов проходила с меньшей эффективностью, чем при использовании того же бактериального штамма, но с титром 10^-13.

Количество взвешенных веществ снизилось с 232,65 до 1,40 мг/дм³, нефтепродуктов с 3,18 до 0,04 мг/дм³, фенолов с 0,006 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 350,5 до 300,0 мг/дм³. Отмечалось также снижение количества микроэлементов в среднем в 1,2 раза.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 241,15 до 1,62 мг/дм³. По остальным ингредиентам снижения показателей не отмечалось.

Таким образом, очистка сточной (карьерной) воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Как показали исследования, при использовании бактериального штамма с титром менее 10^-13 и более 10^-11 процесс очистки от вышеуказанных ингредиентов оставался на одном и том же уровне, не повышался при титре менее 10^-13 и снижался при титре более 10^-11.

Таким образом, количество взвешенных веществ в сточных шахтных и карьерных водах под влиянием биопленки, образованной в результате обработки фильтрующей дамбы бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 в процессе очистки через фильтрующую дамбу из щебня в течение 1,2 ч резко снижалось по сравнению с контролем. При этом происходила очистка от взвешенных веществ ниже норм ПДК (10,55 мг/дм³) - 0,8 мг/дм³, В прототипе - до 1-2 мг/дм³.

Отмечалось снижение количества нефтепродуктов с 0,30 до 0,02 мг/дм³ (ПДК - 0,05 мг/дм³), фенолов - с 0,05 мг/дм³ до 0,001 мг/дм³ (ПДК - 0,001 мг/дм³), хлоридов - с 473,17 до 300 мг/дм³ (ПДК - 300 мг/дм³).

При фильтрации сточных карьерных вод разреза "Коркинский" количество взвешенных веществ уменьшилось с 320,40 до 0,5 мг/дм³ (ПДК - 10,55 мг/дм³), количество нефтепродуктов - с 0,55 до 0,03 мг/дм³ (ПДК - 0,05 мг/дм³), количество фенолов - с 0,004 до 0,001 мг/дм³ ((ПДК - 0,001 мг/дм³), хлоридов - с 398,17 до 75 мг/дм³ (ПДК - 300 мг/дм³).

Количество микроэлементов снизилось в сточных шахтных и карьерных водах в 2-3 раза.

Отмечалось снижение взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов в шахтных и карьерных водах при использовании дамбы из аргиллита с алевролитом и продолжительностью очистки 7,4 ч, также до норм ПДК. При использовании дамбы из песчано-гравийной смеси происходила очистка от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов в течение 0,58 ч.

В таблице 7 приведена сравнительная оценка очистки шахтных и карьерных вод при фильтровании через фильтрующую дамбу из щебня или песчано-гравийной смеси или смеси аргиллита с алевролитом, обработанных бактериальным штаммом с титром 10^-13 и 10^-11.

Результаты опытов сравнивались с прототипом. Из таблицы видно, что очистка от взвешенных веществ, при бактериальном титре 10^-13 протекает интенсивнее, чем при титре 10^-11 как в шахтных, так и в карьерных водах. Наиболее интенсивная очистка от взвешенных веществ достигалась при фильтровании через дамбу, загруженную щебнем, покрытым биопленкой с бактериальным штаммом с титром 10^-13. Очистка от нефтепродуктов, фенолов, хлоридов также происходила интенсивнее при титре 10^-13, чем при титре 10^-11.

Продолжительность очистки в дамбе из щебня составило 1,2 ч при коэффициенте фильтрации К=1,55 м/ч; из песчано-гравийной смеси - 0,58 ч при К=3,17 м/ч и из смеси аргиллита с алевролитом - 7,4 ч при К=0,25 м/ч.

Очистка от взвешенных веществ во всех трех вариантах фильтрования через дамбу со щебнем, песчано-гравийной смесью и смесью аргиллита с алевролитом, покрытых биопленкой, шла интенсивно, количество взвешенных веществ после очистки составляло менее ПДК (10,55 мг/дм³).

Количество нефтепродуктов, фенолов, хлоридов во всех трех вариантах не превышало ПДК (0,05 мг/дм³ - нефтепродуктов и 0,001 мг/дм³ - фенолов, хлоридов - 300 мг/дм³).

Пример 13.

Через фильтрующую дамбу из щебня с тем же фракционным составом, что в примере 3 пропускалась сточная буровая вода с участка МБР "Ялан-Кул". При этом использовался бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 в количестве 30 г/дм³ по сухому весу. Затем фильтрующая дамба заполнялась сточной водой и выдерживалась в статических условиях не менее 3-х суток, в течение которых титр не изменялся, в результате чего на внутренней поверхности дамбы образовалась пленка. По истечении 3-х суток фильтрующая дамба была запущена в работу в динамическом режиме.

После запуска в работу фильтрующей дамбы отбирались пробы бурового раствора на химический и микробиологический анализ перед фильтрующей дамбой и после дамбы.

Средняя продолжительность нахождения бурового раствора в фильтрующей дамбе - 0,46 ч.

Контроль проводили в аналогичной дамбе из щебня, но без обработки микроорганизмами. Опыт и контроль проводили при температуре бурового раствора 18-19°С.

Результаты испытаний представлены в таблице 8.

В таблице приведены результаты испытаний очистки сточной буровой воды через фильтрующую дамбу (предлагаемым способом) и результаты испытаний в контроле.

Результаты опыта сравнивались с прототипом. Из таблицы видно, что количество взвешенных веществ в опыте снизилось с 2196 мг/дм³ до 0,2 мг/дм³ в контроле с 2196 мг/дм³ до 150,7 мг/дм³. В опыте с бактериальным титром 10^-11 количество взвешенных снизилось до 0,4 мг/дм³.

Количество нефтепродуктов в опыте (бактериальный титр 10^-13) снизилось с 4,55 до 0,04 мг/дм³. В опыте с бактериальным титром 10^-11 количество нефтепродуктов снизилось 4,55 до 0,05 мг/дм³.

В контроле количество нефтепродуктов фактически не снижалось.

Количество хлоридов в сточной воде МБР "Ялан-Кул" при очистке с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 уменьшилось с 16886,8 мг/дм³ до 290,0 мг/дм³ и при очистке сточной воды с бактериальным титром 10^-11 с 16886,8 мг/дм³ до 296,3 мг/дм³.

В контроле очистка от хлоридов не наблюдалось, количество хлоридов оставалось почти на прежнем уровне -16886,8 мг/дм³.

Количество микроэлементов в сточной воде МБР "Ялан-Кул" снизилось в несколько раз.

Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример. 14. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с участка МБР "Ялан-Кул" через дамбу из песчано-гравийной смеси с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 представлены в таблице 9. Количество взвешенных веществ в опыте с бактериальным титром 10^-13 снизилось с 2194,0 мг/дм³ до 5,40 мг/дм³; с бактериальным титром 10^-11 - до 9,50 мг/дм³. В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 2194,0 мг/дм³ до 150 мг/дм³.

Очистка от нефтепродуктов с титром 10^-13 отмечались с 4,57 мг/дм³ до 0,04 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистки от нефтепродуктов отмечалась с 4,57 мг/дм³ до 0,05 мг/дм³. В контроле очистки от нефтепродуктов не отмечалось, т.е. количество нефтепродуктов оставалось на прежнем уровне - 4,57 мг/дм³. Очистка от хлоридов в опыте с титром 10^-13 отмечалось 16886,8 мг/дм³ до 292,0 мг/дм³, с титром 10^-11 - 300,0 мг/дм³. Количество микроэлементов в опыте с бактериальным титром 10^-13 и 10^-11 снизилось в несколько раз.

Очистка от нефтепродуктов, хлоридов и микроэлементов в контроле не отмечалось.

Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример 15. Результаты очистки буровых сточных вод с участка МБР "Ялан-Кул" через дамбу из смеси аргиллита с алевролитом с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 представлены в таблице 10.

При очистке буровых сточных вод через дамбу из смеси аргиллита с алевролитом происходила очистка от взвешенных веществ в опыте с штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 с 2195,0 мг/дм³ до 0,1 мг/дм³, при титре 10^-11 до 0,2 мг/дм³. В контроле очистка от взвешенных веществ отмечалась с 2195,0 мг/дм³ до 194,8 мг/дм³.

Очистка от нефтепродуктов в опыте с титром 10^-13 происходила с 4,56 до 0,05 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистка от нефтепродуктов отмечалась с 4,56 до 0,05 мг/дм³. В контроле очистки от нефтепродуктов не наблюдалась.

От хлоридов в опыте с титром 10^-13 очистка произошла с 16885,7 мг/дм³ до 293,0 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистка от хлоридов отмечалась с 16885,7 мг/дм³ до 295,0 мг/дм³. В контроле количество хлоридов оставалось на том же уровне - 16885,7 мг/дм³. Количество микроэлементов в опыте с титром 10^-13 и 10^-11 снизилось в несколько раз. В контроле количество микроэлементов оставалось на прежнем уровне, как до очистки, так и после очистки.

Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример 16. Результаты очистки буровых сточных вод через дамбу из щебня с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 на МБР "Чатлык" представлены в таблице 11.

В опыте с титром 10" количество взвешенных веществ после очистки дошло с 1975,2 мг/дм³ до 0,0 мг/дм³, с титром 10^-11 - до 0,2 мг/дм³. В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 1975,2 мг/дм³ до 974,5 мг/дм³.

Количество нефтепродуктов в опыте с титром 10^-13 снизилось с 1,07 мг/дм до 0,04 мг/дм³, с титром 10^-11 - 0,05 мг/дм³. Количество хлоридов в опыте с титром 10^-13 снизилось с 8678,5 мг/дм³ до 292,0 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 с 8678,5 мг/дм³ до 300 мг/дм³. Количество микроэлементов в опыте с титром 10^-13 и 10^-11 снизилось в несколько раз.

В контроле количество нефтепродуктов, хлоридов и микроэлементов после очистки оставались на прежнем уровне, что и до очистки.

Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример 17. Результаты очистки буровых сточных вод МБР "Чатлык" через дамбу из песчано-гравийной смеси с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 представлены в таблице 12.

Очистка от взвешенных веществ с использованием биопленки с титром 10^-13 отмечалась с 1975,0 мг/дм³ до 0,0 мг/дм³ и в опыте с титром 10^-11 с 1975,0 мг/дм³ до 0,2 мг/дм³. В контроле с 1975,0 мг/дм³ до 197,4 мг/дм³. Очистка от нефтепродуктов в опыте с титром 10^-13 с 1,07 до 0,04 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 с 1,07 до 0,05 мг/дм³. В контроле количество нефтепродуктов оставалось на прежнем уровне - 1,07 мг/дм³. Очистка от хлоридов в опыте с титром 10^-13 отмечалась с 8678,5 мг/дм³ до 300 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистка от хлоридов наблюдалась с 8678,5 мг/дм³ до 300 мг/дм³. В контроле очистка сточных вод от хлоридов не отмечалась. Количество микроэлементов уменьшилось с титром 10^-13 и 10^-11 в несколько раз. Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример 18. Результаты очистки буровых сточных вод МБР "Чатлык" через дамбу из смеси аргиллита с алевролитом с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 представлены в таблице 13.

Очистка от взвешенных веществ в опыте с титром 10^-13 отмечалась при содержании их в количестве с 1912,0 мг/дм³ до 0,0 мг/дм³ и в опыте с титром 10^-11 с 1912,0 мг/дм³ до 0,1 мг/дм³. В контроле с 1912,0 мг/дм³ до 190,4 мг/дм³. Очистка от нефтепродуктов в опыте с титром 10^-13 с 1,02 до 0,04 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 с 1,02 до 0,05 мг/дм³. В контроле количество нефтепродуктов оставалось на прежнем уровне - 1,02 мг/дм³. Очистка от хлоридов в опыте с титром 10^-13 отмечалась с 8619,6 мг/дм³ до 300 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистка от хлоридов наблюдалась с 8619,6 мг/дм³ до 300 мг/дм³. В контроле очистка сточных вод от хлоридов не отмечалась. Количество микроэлементов уменьшилось с титром 10^-13 и 10^-11 в несколько раз. В контроле количество микроэлементов оставалось на прежнем уровне. Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

В таблице 14 приведена сравнительная оценка очистки стоков буровой воды МБР "Ялан-Кул и МБР "Чатлык" через дамбу из щебня, песчано-гравийной смеси и смеси аргиллита с алевролитом, покрытых биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11.

Результаты опытов сравнивались с прототипом. Из таблицы видно, что очистка от взвешенных веществ при бактериальном титре 10^-13 протекает интенсивнее, чем при титре 10^-11 как в буровой сточной воде МБР "Ялан-Кул", так и МБР "Чатлык". Количество взвешенных веществ оказалось после очистки меньше, чем в прототипе при использовании дамбы из щебня, песчано-гравийной смеси и смеси аргиллита с алевролитом.

Наиболее интенсивно очистка от взвешенных веществ проходила в дамбе из смеси аргиллита с алевролитом. Очистка от взвешенных веществ составила в МБР "Ялан-Кул" при титре биопленки 10^-13 - 0,1 мг/дм³, в МБР "Чатлык" - 0,0 мг/дм³, а при титре 10^-11 соответственно 0,2 мг/дм³ и 0,1 мг/дм³. ПДК очистки от взвешенных веществ составляет 10,55 мг/дм³. Количество нефтепродуктов во всех вариантах было не более ПДК (0,05 мг/дм³) Количество хлоридов после очистки в дамбе предлагаемым способом оказалось на уровне равным ПДК (300 мг/дм).

Предлагаемый способ позволяет резко снизить количество взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и микроэлементов в сточной буровой воде. Использование биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 позволяет резко сократить загрязнение буровых сточных вод перед спуском их в водоем или обратно в буровую скважину.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет резко снизить количество взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов, хлоридов в очищенных сточных водах, например с шахт, разрезов и буровых сточных вод сократить объемы сброса загрязненных сточных вод в водоемы при минимальных затратах.

Применение изобретения позволит получить социально-экономический эффект, заключающийся в улучшении санитарного состояния водоемов-приемников сточных вод за счет прекращения сверхнормативного сброса загрязняющих веществ, и экономический эффект за счет сокращения капитальных и текущих затрат на очистки сточных вод, не требует специального оборудования, дополнительного персонала, больших материальных затрат.

Таблица 1. Результаты испытаний очистки сточных вод с использованием фильтрующей дамбы из щебня с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens BKT RCAM00538 с титром 10^-13 (опыт) и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде, мг/дм³ опыт контроль шахта "Коркинская" Разрез "Коркинский" Шахта "Коркинская" Разрез "Коркинский" Д П Д П Д П Д П 1 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 8,26 8,05 8,06 7,18 8,21 8,20 8,15 8,15 Взвешенные вещества 240,20 0,8 320,40 0,5 298,75 11,98 287,5 9,6 Нефтепродукты 0,30 0,02 0,55 <0,03 0,80 0,79 3,17 3,17 Фенолы 0,05 <0,001 0,04 <0,001 0,003 0,003 0,082 0,080 Хлориды 473,17 230,0 398,17 236,0 473,16 473,16 398,17 398,16 Алюминий 0,199 0,039 0,062 0,038 0,216 0,215 0,075 0,074 Барий 0,014 0,008 0,036 0,029 0,029 0,029 0,027 0,026 Бор 0,286 0,133 0,256 0,114 0,172 0,170 0,306 0,305 Ванадий 0,003 <0,001 0,005 0,001 0,004 0,004 0,008 0,008 Железо 0,118 0,059 0,127 0,090 0,254 0,253 0,126 0,126 Калий 24,11 10,54 28,71 16,25 53,15 53,14 30,18 30,18 Кальций 65,01 36,70 60,15 41,28 42,36 42,35 54,26 54,26 Магний 67,75 30,30 64,79 36,50 59,24 59,23 77,12 77,11 Марганец 0,112 0,045 0,025 0,035 0,126 0,125 0,211 0,210 Медь 0,004 0,001 0,004 0,001 0,004 0,004 0,005 0,005 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 2. Результаты испытаний очистки сточных вод с использованием фильтрующей дамбы из песчано-гравийной смеси с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром-10^-13 (опыт) и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде, мг/дм³ опыт контроль шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" Д П Д П Д П Д П 1 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 8,14 7,95 8,02 7,35 8,12 8,12 8,27 8,27 Взвешенные вещества 184,6 1,2 193,6 0,9 184,53 18,76 179,53 1,85 Нефтепродукты 0,1 0,04 6,07 0,05 3,20 3,19 3,62 3,60 Фенолы 0,012 0,001 0,015 0,001 0,004 0,004 0,005 0,005 Хлориды 387,8 210,0 347,6 75,0 387,6 387,5 147,6 147,5 Алюминий 0,181 0,035 0,184 0,032 0,178 0,178 0,127 0,126 Барий 0,056 0,036 0,036 0,021 0,057 0,056 0,041 0,040 Бор 0,217 0,104 0,157 0,065 0,195 0,194 0,174 0,174 Ванадий 0,012 0,001 0,008 0,001 0,022 0,022 0,007 0,007 Железо 0,085 0,01 0,042 0,008 0,245 0,244 0,236 0,235 Калий 28,57 17,30 31,16 10,19 26,58 26,57 29,85 29,84 Кальций 53,49 38,74 44,75 27,88 52,14 52,13 38,97 38,97 Магний 57,85 39,06 58,14 31,15 64,25 64,25 49,88 49,88 Марганец 0,214 0,049 0,126 0,047 0,178 0,178 0,164 0,163 Медь 0,004 0,001 0,006 0,001 0,004 0,004 0,004 0,004 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 3. Результаты испытаний очистки сточных вод с использованием фильтрующей дамбы из смеси аргиллита с алевролитом с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром - 10^-13 (опыт) и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде, мг/дм³ опыт контроль шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" Д П Д П Д П Д П 1 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 8,22 8,19 8,14 8,11 8,15 8,15 8,12 8,12 Взвешенные вещества 260,78 1,36 228,51 1,13 274,81 1,8 234,57 1,5 Нефтепродукты 3,44 0,03 3,25 0,03 3,05 3,04 3,37 3,37 Фенолы 0,005 0,001 0,08 0,001 0,04 0,04 0,05 0,05 Хлориды 328,7 228,0 148,5 84,9 328,7 328,7 148,5 148.5 Алюминий 0,157 0,033 0,144 0,038 0,148 0,147 0,132 0,133 Барий 0,039 0,021 0,042 0,035 0,032 0,032 0,051 0,050 Бор 0,164 0,048 0,158 0,048 0,156 0,156 0,148 0,148 Ванадий 0,005 0,001 0,008 0,001 0,004 0,004 0,006 0,006 Железо 0,118 0,047 0,047 0,021 0,312 0,313 0,137 0,136 Калий 27,19 9,32 22,71 14,03 41,85 41,85 21,95 21,95 Кальций 46,25 27,18 30,84 14,07 40,16 40,15 40,76 40,75 Магний 54,11 22,25 62,78 36,48 61,74 61,73 54,63 54,60 Марганец 0,158 0,072 0,084 0,037 0,141 0,141 0,125 0,123 Медь 0,005 0,001 0,003 0,001 0,004 0,004 0,005 0,005 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 4. Результаты испытаний очистки сточных вод с использованием фильтрующей дамбы из щебня с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром - 10^-11 (опыт) и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде, мг/дм³ опыт контроль шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" шахта " Коркинская" разрез "Коркинский" Д П Д П Д П Д П 1 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 8,14 8,11 8,05 8,02 8,25 8,24 8,15 8,15 Взвешенные вещества 212,75 1,34 110,20 1,2 207,25 11,95 97,06 6,87 Нефтепродукты 0,48 0,04 0,70 0,05 2,93 2,93 0,97 0,96 Фенолы 0,013 0,001 0,015 0,001 0,081 0,080 0,055 0,055 Хлориды 473,17 233,0 398,17 300,0 473,17 473,17 398,17 396,15 Алюминий 0,495 0,034 0,032 0,027 0,216 0,215 0,085 0,085 Барий 0,004 0,003 0,035 0,003 0,037 0,036 0,041 0,040 Бор 0,115 0,096 0,242 0,131 0,165 0,166 0,227 0,227 Ванадий 0,006 0,001 0,004 0,001 0,004 0,004 0,003 0,003 Железо 0,055 0,042 0,144 0,095 0,287 0,287 0,115 0,115 Калий 28,29 18,73 16,25 12,08 32,45 32,44 28,06 28,05 Кальций 56,23 40,18 50,82 46,15 40,77 40,77 45,13 45,12 Магний 62,11 38,79 58,06 39,24 48,63 48,63 67,29 67,29 Марганец 0,186 0,088 0,075 0,056 0,121 0,121 0,188 0,187 Медь 0,005 0,001 0,004 0,001 0,005 0,005 0,004 0,004 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 5. Результаты испытаний очистки сточных вод с использованием фильтрующей дамбы из песчано-гравийной смеси с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 (опыт) и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде, мг/дм³ опыт контроль шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" Д П Д П Д П Д П 1 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 8,11 8,09 8,14 8,10 8,15 8,15 8,10 8,10 Взвешенные вещества 188,7 1,55 180,77 1,9 193,26 11,51 187,12 12,0 Нефтепродукты 3,62 0,05 1,96 0,05 3,17 3,16 3,41 3,40 Фенолы 0,005 0,001 0,011 0,001 0,003 0,003 0,004 0,004 Хлориды 387,8 285,0 147,6 115,0 387,8 387,8 147,5 147,5 Алюминий 0,195 0,035 0,133 0,038 0,167 0,167 0,138 0,138 Барий 0,039 0,026 0,041 0,032 0,045 0,045 0,048 0,047 Бор 0,205 0,174 0,116 0,097 0,184 0,184 0,179 0,178 Ванадий 0,013 0,001 0,006 0,001 0,031 0,030 0,008 0,008 Железо 0,087 0,081 0,087 0,076 0,213 0,213 0,225 0,225 Калий 32,4 24,7 26,52 16,37 29,52 29,52 24,71 24,70 Кальций 48,24 38,11 40,63 31,92 39,17 39,17 42,25 42,25 Магний 51,05 40,0 37,58 27,09 57,14 57,14 51,19 51,18 Марганец 0,119 0,098 0,163 0,108 0,161 0,160 0,169 0,168 Медь 0,005 0,001 0,006 0,001 0,004 0,004 0,003 0,003 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 6. Результаты испытаний очистки сточных вод с использованием фильтрующей дамбы из смеси аргиллита с алевролитом с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 (опыт) и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде, мг/дм³ опыт контроль шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" шахта "Коркинская" разрез "Коркинский" Д П Д П Д П Д П 1 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 8,14 8,11 8,12 8,00 8,08 8,08 8,10 8,10 Взвешенные вещества 255,72 1,55 232,65 1,40 265,19 1,77 241,15 1,62 Нефтепродукты 3,26 0,05 3,18 0,04 3,62 3,61 3,47 3,46 Фенолы 0,006 0,001 0,006 0,001 0,05 0,05 0,04 0,04 Хлориды 336,6 296,0 350,5 300,0 336,6 336,6 350,5 350,4 Алюминий 0,166 0,035 0,108 0,04 0,157 0,157 0,146 0,145 Барий 0,037 0,028 0,049 0,044 0,039 0,039 0,047 0,047 Бор 0,159 0,095 0,137 0,088 0,163 0,163 0,142 0,140 Ванадий 0,006 0,001 0,007 0,001 0,006 0,006 0,005 0,005 Железо 0,103 0,069 0,142 0,048 0,316 0,316 0,202 0,202 Калий 11,16 15,07 25,26 15,07 40,67 40,67 25,14 25,14 Кальций 41,34 32,24 30,78 21,19 38,94 38,94 35,09 35,08 Магний 48,28 26,15 56,24 34,07 62,55 62,56 50,89 50,88 Марганец 0,164 0,147 0,101 0,064 0,145 0,145 0,137 0,136 Медь 0,005 0,001 0,004 0,001 0,005 0,005 0,004 0,004 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 7. Сравнительная оценка очистки сточной воды с шахты "Коркинская" и разреза "Коркинский" через дамбу из щебня, песчано-гравийной смеси и смеси аргиллита с алевролитом, покрытых биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 Ингредиент Время очистки ПДК прототип 1,2 ч 0,58 ч 7,4 ч щебень песчано-гравийная смесь смесь аргиллита с алевролитом шахта разрез шахта разрез шахта разрез 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Взвешен
ные вещест
ва, мг/дм³ 0,8 1,34 0,5 1,2 1,2 1,67 1,6 1,9 1,36 1,55 1,13 1,4 10,55 1-2 Нефтепро
дукты, мг/дм³ 0,02 0,04 0,03 0,05 0,04 0,05 0,05 0,05 0,03 0,05 0,03 0,04 0,05   Фенолы, мг/дм³ 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001   Хлориды, мг/дм³ 230,0 233,0 236,0 300,0 210,0 285,0 75,0 115,0 228,0 296,0 84,9,0 300,0 300,0   Коэффици
ент фильтрации (К), м/ч -1,55 3,17 0,25   0,035

Таблица 8. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с использованием дамбы из щебня с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде МБР "Ялан-Кул", мг/дм³ опыт (титр 10^-13) опыт (титр 10^-11) контроль Д П П П 1 2 3 4 5 pH 7,27 7,13 7,15 7,24 Взвешенные вещества 2196,00 0,20 0,40 150,7 Нефтепродукты 4,55 0,04 0,05 4,55 Хлориды 16886,80 290,00 296,30 16886,80 Ванадий 0,0089 0,0013 0,0014 0,0089 Железо общее 2,56 0,12 0,13 2,54 Калий 2232,10 47,5 48,6 2232,10 Кальций 1215,40 163,70 182,40 1215,10 Магний 240,80 38,80 37,10 240,79 Марганец 0,981 0,109 0,195 0,981 Медь 0,021 0,001 0,001 0,021 Мышьяк 0,352 0,018 0,052 0,349 Натрий 8052,6 117,5 117,4 8052,6 Свинец 0,047 0,005 0,006 0,047 Хром общий 0,048 0,07 0,07 0,048 Цинк 0,405 0,012 0,009 0,404 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 9. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с использованием дамбы из песчано-гравийной смеси с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens BKT RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде МБР "Ялан-Кул", мг/дм³ опыт (титр 10^-13) опыт (титр 10^-11) контроль Д П П П 1 2 3 4 5 pH 7,29 7,18 7,21 7,29 Взвешенные вещества 2194,00 5,40 9,50 150,0 Нефтепродукты 4,57 0,04 0,05 4,56 Хлориды 16885,00 292,00 300,00 16885,00 Ванадий 0,0093 0,0011 0,0013 0,0093 Железо общее 2,561 0,102 0,139 2,561 Калий 2231,00 45,70 50,50 2231,00 Кальций 1217,10 174,90 183,30 1217,10 Магний 242,70 30,74 36,76 242,70 Марганец 0,978 0,129 0,260 0,978 Медь 0,022 0,0009 0,001 0,022 Мышьяк 0,359 0,033 0,053 0,359 Натрий 8051,30 115,6 119,3 8051,30 Свинец 0,044 0,0032 0,0052 0,043 Хром общий 0,049 0,0047 0,0056 0,049 Цинк 0,404 0,0097 0,01 0,404 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 10. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с использованием дамбы из аргиллита с алевролитом с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens BKT RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде МБР "Ялан-Кул", мг/дм³ опыт (титр 10^-13) опыт (титр 10^-11) контроль Д П П П 1 2 3 4 5 pH 7,19 7,12 7,11 7,19 Взвешенные вещества 2195,0 0,1 0,2 194,8 Нефтепродукты 4,56 0,05 0,05 4,56 Хлориды 16885,7 293,0 295,0 16885,7 Ванадий 0,091 0,001 0,001 0,090 Железо общее 2,57 0,13 0,14 2,56 Калий 2230,8 49,7 49,9 2230,8 Кальций 1214,7 169,5 186,4 1214,6 Магний 241,9 38,7 39,5 241,9 Марганец 0,972 0,134 0,176 0,972 Медь 0,023 0,001 0,001 0,023 Мышьяк 0,355 0,042 0,051 0,354 Натрий 8050,7 115,4 118,2 8050,7 Свинец 0,045 0,004 0,004 0,045 Хром общий 0,048 0,043 0,056 0,047 Цинк 0,405 0,01 0,01 0,404 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 11. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с использованием дамбы из щебня с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде МБР "Чатлык", мг/дм³ опыт (титр 10^-13) опыт (титр 10^-11) контроль Д П П П 1 2 3 4 5 pH 7,20 7,19 7,17 7,2 Взвешенные вещества 1975,2 0 0,2 974,5 Нефтепродукты 1,07 0,04 0,05 1,06 Хлориды 8678,5 292,0 300,0 8978,4 Ванадий 0,020 0,001 0,001 0,012 Железо общее 0,25 0,05 0,09 0,25 Калий 237,7 46,9 48,4 237,7 Кальций 249,8 56,4 68,8 249,8 Магний 36,9 17,9 27,5 36,9 Марганец 0,566 0,098 0,107 0,566 Медь 0,086 0,001 0,001 0,086 Мышьяк 0,051 0,027 0,036 0,051 Натрий 864,0 96,1 118,3 864,0 Свинец 0,0058 0,0030 0,0041 0,0058 Хром общий 0,0058 0,0025 0,0039 0,0058 Цинк 0,118 0,0079 0,0085 0,118 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 12. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с использованием дамбы из пес-чано-гравийной смеси с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде МБР "Чатлык", мг/дм³ опыт (титр 10^-13) опыт (титр 10^-11) контроль Д П П П 1 2 3 4 5 pH 7,19 7,18 7,09 7,19 Взвешенные вещества 1975,0 0 0,2 197,4 Нефтепродукты 1,07 0,04 0,05 1,07 Хлориды 8678,5 300,0 300,0 8678,5 Ванадий 0,021 0,001 0,001 0,021 Железо общее 0,24 0,02 0,01 0,23 Калий 237,5 43,4 47,9 237,5 Кальций 219,9 41,4 68,5 219,9 Магний 36,7 15,8 24,3 36,7 Марганец 0,562 0,085 0,099 0,561 Медь 0,088 0,0013 0,001 0,088 Мышьяк 0,053 0,007 0,014 0,053 Натрий 864,4 72,5 97,5 864,4 Свинец 0,0052 0,0027 0,0056 0,0052 Хром общий 0,0056 0,0013 0,0025 0,0056 Цинк 0,117 0,01 0,01 0,117 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 13. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с использованием дамбы из аргиллита с алевролитом с биопленкой штамма Pseudomonas fluorescens BKT RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 и без биопленки (контроль) Ингредиент Содержание ингредиентов в сточной воде МБР "Чатлык", мг/дм³ опыт (титр 10^-13) опыт (титр 10^-11) контроль Д П П П 1 2 3 4 5 pH 7,25 7,08 7,12 7,25 Взвешенные вещества 1912,0 0 0,1 190,4 Нефтепродукты 1,02 0,04 0,05 1,02 Хлориды 8619,6 300,0 300,0 8619,6 Ванадий 0,022 0,001 0,001 0,022 Железо общее 0,23 0,01 0,015 0,23 Калий 237,0 49,5 49,8 237,0 Кальций 248,9 49,7 54,3 248,8 Магний 36,8 13,5 21,9 36,8 Марганец 0,563 0,091 0,105 0,562 Медь 0,089 0,001 0,001 0,089 Мышьяк 0,052 0,009 0,014 0,052 Натрий 864,0 87,3 107,5 864,0 Свинец 0,0051 0,0031 0,0039 0,0051 Хром общий 0,0058 0,0028 0,0032 0,0057 Цинк 0,116 0,016 0,009 0,116 Условные обозначения: Д - до очистки, П - после очистки

Таблица 14. Сравнительная оценка очистки сточной воды с участка МБР "Ялан-Кул" и МБР "Чатлык" через дамбу из щебня, песчано-гравийной смеси и смеси аргиллита с алевролитом, покрытых биопленкой штамма Pseudomonas flnorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 № п/п Ингредиент Время очистки ПДК Про тотип 1,2 ч 0,58 ч 7,4 ч щебень песчано-гравийная смесь смесь аргиллита с алевролитом "Ялан-Кул" "Чатлык" "Ялан-Кул" "Чатлык" "Ялан-Кул" "Чатлык" 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 10^-13 10^-11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 Взвешенные вещества, мг/дм³ 0,2 0,4 0 0,2 5,4 0,5 0 0,2 0,1 0,2 0 0,1 10,55 1-2 2 Нефтепродукты, мг/дм³ 0,04 0,05 0,04 0,05 0,04 0,05 0,04 0,05 0,05 0,05 0,04 0,05 0,05   3 Хлориды, мг/дм³ 290,0 296,3 292,0 300,0 292,0 300,0 300 300,0 293,0 295,0 300,0 300,0 300,0   4 Коэффициент фильтрации (К), м/ч 0,77 1,58 0,12   0,035

Изобретение относится к биохимии. Проводят очистку сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов для дальнейшего сброса воды в водоем. Внутреннюю поверхность фильтрующей дамбы обрабатывают бактериальной культурой Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM 00538 с титром 10^-13-10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому весу для создания биопленки. Заполняют фильтрующую дамбу очищаемой водой и выдерживают в ней воду не менее 3 суток. Пропускают сточную воду через фильтрующую дамбу, состоящую из горных пород: щебень или песчано-гравийная смесь, или смесь аргиллита с алевролитом. Изобретение позволяет очистить сточные воды от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов до значений ПДК, соответствующих для сброса в водоем. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 14 табл., 18 пр.

1. Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов, включающий фильтрование воды через фильтрующую дамбу из горных пород, отличающийся тем, что создают биопленку на внутренней поверхности фильтрующей дамбы путем обработки ее бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, затем заполняют фильтрующую дамбу очищаемой водой и выдерживают воду в ней не менее 3 суток, после чего сточную воду пропускают через фильтрующую дамбу, а в качестве горных пород берут щебень, или песчано-гравийную смесь, или смесь аргиллита с алевролитом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13-10^-11 берут в количестве 30 мг/дм³ по сухому весу.