Способ очистки нефтезагрязненных почв

(51) 09 1/10 (2010.01) 09 17/00 (2010.01) 12 1/20 (2010.01) 01 79/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ продуктов переработки твердых бытовых отходов в количестве от 1 до 50 от объема пахотного слоя,согласно изобретению, в качестве продукта переработки твердых бытовых отходов используют компост, полученный путем биоконверсии твердых бытовых отходов в биобарабанах с внесением штамма термофильной бактерииМ-1 титром 1-5109 в количестве 0,1-0,5 об. и 5-10 об. активирующего состава,содержащего мелассу в количестве 3-25 кг, азофоску- 0,25-10 кг, лигногумат - 0,2-5 кг, воду водопроводную - 500 - 1000 л, и введения за 120-150 часов до окончания процесса биоконверсии отходов нефти в количестве 0,05-0,1 об. и консорциума штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении от 13 до 31 в количестве 0,01-0,05 от объема компоста. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки нефтезагрязненных почв при одновременном решении экологических и экономических проблем утилизации твердых бытовых отходов.(72) Шаманова Оксана Руслановна Приходько Наталья Александровна Надирова Жанна Казимовна Стрельбова Надежда Вячеславовна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 18464, кл. С 09 Л 17/00, 2007(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ(57) Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, к методам биологической очистки нефтезагрязненных почв и может быть использовано на нефтепромыслах,нефтеперегонных заводах,автозаправках и автопредприятиях. Способ очистки нефтезагрязненных почв,включает внесение в разрыхленную почву 23423 Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, к методам биологической очистки нефтезагрязненных почв и может быть использовано на нефтепромыслах,нефтеперегонных заводах,автозаправках и автопредприятиях. Известен способ биологической очистки нефтезагрязненных почв (Предпатент РК 7308,кл. С 09 К 17/00, 1999, бюл.3), основанный на использовании микроорганизмов анаэробного брожения, при этом загрязненный почвенный слой срезают и перемешивают с жидкостью, полученной после анаэробного метанового цикла брожения сельскохозяйственных отходов, например, навоза крупного рогатого скота или свиней, и помещают в канаву, основание которой гидроизолируют, а сверху канаву накрывают гермочехлом, а метан анаэробного брожения отводят в газгольдеры. Для использования почвы в сельскохозяйственных целях ее необходимо извлечь из канав, транспортировать на место и затем распределить на поверхности. Недостатком способа является сложность технологического цикла. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ рекультивации нефтезагрязненных почв (Предпатент 18464, кл. С 09 К 17/00, 2007,бюл.5), основанный на наращивании биомассы микроорганизмов анаэробного брожения и внесении е в составе образовавшегося биогумуса в нефтезагрязненный почвенный слой. В качестве основного сырья для наращивания биомассы микроорганизмов анаэробного брожения используют измельченные бытовые и промышленные отходы городских свалок с добавлением соли кобальта. Количество вносимого в нефтезагрязненные почвы биогумуса составляет от 1,0 до 50 от объема пахотного слоя, а процесс рекультивации длится от шести дней до шести месяцев. Недостатком прототипа является длительность процесса переработки твердых бытовых отходов(ТБО) и биотехнологической деградации нефтяного загрязнения. Задачей изобретения является разработка эффективного способа биологической очистки нефтезагрязненных почв с упрощенным технологическим циклом и ускорением процессов переработки ТБО и очистки нефтезагрязненных почв. Поставленная задача решается тем, что в способе очистки нефтезагрязненных почв, включающем внесение в разрыхленную почву продуктов переработки твердых бытовых отходов в количестве от 1 до 50 от объема пахотного слоя, согласно изобретению, в качестве продукта переработки ТБО используют компост,полученный путем биоконверсии твердых бытовых отходов в биобарабане под действием штамма термофильной бактерииМ-1 с титром 1 - 5109 в количестве 0,1 -0,5 об. и 5-10 об. активирующего состава, содержащего мелассу в количестве 3-25 кг, азофоску - 0,25-10 кг, лигногумат- 0,2-5 кг, воду водопроводную - 500- 1000 л, и введения за 120-150 часов до окончания процесса 2 биоконверсии отходов нефти в количестве 0,05-0,1 об. и консорциума штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении от 13 до 31 в количестве 0,01-0,05 от объема компоста. В результате введения штамма термофильной бактерии при переработке твердых бытовых отходов ускоряется процессы биоконверсии и созревание компоста. В компост вносят нефть в качестве индуктора ферментных систем микроорганизмов. Внесение в компост консорциума штаммов нефтеокисляющих микроорганизмови, которые в процессе получения компоста проходят-фазу,стадию адаптации и подстраивают свои физиологические потребности и ферментные системы под состав окружающей среды, позволяет увеличить скорость рекультивации нефтезагрязненных почв. Способ осуществляют следующим образом. Твердые бытовые отходы сортируются, затем подвергаются биоконверсии в биобарабанах с внесением штамма термофильной бактерии- с титром 1-5109 в количестве 0,1-0,5 об. и активирующего состава в количестве 5-10 об. Активирующий состав приготавливают в смесителе в виде раствора с температурой 20-60 С, состоящего из активаторов роста микроорганизмов и дополнительных источников питательных веществ для термофильных микроорганизмов мелассы (3-25 кг),азофоски (0,25-10 кг), лигногумата (0,2-5 кг), воды водопроводной (500 - 1000 л). Затем этот раствор равномерно вносят в ТБО орошением на стадии загрузки их в биобарабан. После этого полученную массу ТБО компостируют в буртах в течение 15-20 дней при температуре 40-60 С. При использовании активаторов наблюдался более быстрый выход биобарабана на температурный режим, увеличение общего микробного числа на 1 порядок и отсутствие слеживаемости компоста в буртах. На последней стадии за 120-150 часов до окончания процесса биоконверсии в компост вносят нефть в количестве 0,05-0,1 об. и консорциум штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении от 13 до 31 в количестве 0,01-0,05 от объема компоста. Образовавшийся компост содержит в составе органические вещества до 35-50 , в том числе углерода- 12-14 , азота 1-2 , фосфора - 1,5-1,8 ,калия - 0,9-1,2 , минеральные и органические кислоты, витамины, ферменты, ростовые факторы,аминокислоты. Полученный компост по данному способу используют для очистки нефтезагрязненных почв. Образовавшийся компост вносят во вспаханную нефтезагрязненную почву в количестве от 1,0 до 50 от объема пахотного слоя в зависимости от степени загрязнения при глубине вспашки 0,3 м. Процесс очистки длится от трех дней до четырех месяцев. После указанного времени остаточное содержание нефти в почве не превышает 0,06-0,16 23423(что можно рассматривать как верхний безопасный уровень концентрации нефти). Пример 1. Твердые бытовые отходы сортируются, затем подвергаются биоконверсии в биобарабанах с внесением штамма термофильной бактерииМ-1 с титром 1109 в количестве 0,1 об. и активирующего состава в количестве 5 об. Активирующий состав приготавливают в смесителе в виде раствора с температурой 20-60 С, состоящего из активаторов роста микроорганизмов и дополнительных источников питательных веществ для термофильных микроорганизмов мелассы (3 кг),азофоски (0,25 кг), лигногумата (0,2 кг), воды водопроводной (500 л). Затем этот раствор равномерно вносят в ТБО орошением на стадии загрузки их в биобарабан. После этого полученную массу ТБО компостируют в буртах в течение 15 дней при температуре 40 С. На последней стадии за 120 часов до окончания процесса биоконверсии в компост вносят нефть в количестве 0,05 об. и консорциум штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении от 13 в количестве 0,01 от объема компоста. Образовавшийся компост содержит в составе углерода - 12 , азота - 0,9 ,фосфора - 1,1 , калия - 1,0 . Полученный компост вносят во вспаханную нефтезагрязненную почву в количестве 25 от объема пахотного слоя с 10 степенью загрязнения при глубине вспашки 0,3 м. Полученные результаты приведены в таблице 1. В ней также показаны результаты очистки почв с другими степенями исходного загрязнения почвы нефтью. Пример 2. Проводится по примеру 1, но с внесением штамма термофильной бактерииМ-1 с титром 3109 в количестве 0,3 об. и активирующего состава в количестве 8 об. В качестве активирующего состава используют раствор при следующем соотношении меласса (18 кг), азофоска (5 кг),лигногумат (3 кг), вода водопроводная (800 л). Полученную массу ТБО компостируют в буртах в течение 18 дней при температуре 50 С. На последней стадии за 140 часов до окончания процесса биоконверсии в компост вносят нефть в количестве 0,07 об. и консорциум штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении 31 в количестве 0,05 от объема компоста. Образовавшийся компост содержит в составе углерода - 12,5 , азота - 1,1 , фосфора - 1,4 ,калия - 1,2 . Полученный компост вносят во вспаханную нефтезагрязненную почву в количестве 5 от объема пахотного слоя с 2 степенью загрязнения при глубине вспашки 0,3 м. Полученные результаты приведены в таблице 1. Пример 3. Проводится по примеру 1, но с внесением штамма термофильной бактерииМ-1 с титром 5109 в количестве 0,5 об. и активирующего состава в количестве 10 об. В качестве активирующего состава используют раствор при следующем соотношении меласса (25 кг), азофоска (10 кг),лигногумат (5 кг), вода водопроводная (1000 л). Полученную массу ТБО компостируют в буртах в течение 20 дней при температуре 60 С. На последней стадии за 150 часов до окончания процесса биоконверсии в компост вносят нефть в количестве 0,1 об. и консорциум штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении от 11 в количестве 0,03 от объема компоста. Образовавшийся компост содержит в составе углерода -12,2 , азота- 1,0 , фосфора- 1,2 ,калия- 1,1 . Полученный компост вносят во вспаханную нефтезагрязненную почву в количестве 35 от объема пахотного слоя с 15 степенью загрязнения при глубине вспашки 0,3 м. Полученные результаты приведены в таблице 1, где приведены также результаты опытов с различной степенью загрязненности почвы нефтью от 0,5 до 20 об. и различным количеством компоста от 1 до 50 от объема пахотного слоя. Таблица 1 Результаты биологической очистки нефтезагрязненных почв Степень Количест Длительность процесса очистки, мес. исходного во по по предлагаемому способу,загрязнения компоста, прототипу примеры нефтью,в 1 2 3 от объема пахотного слоя 0,5 1 0,2 0,1 0,05 0,08 2,0 5 1 0,8 0,75 0,79 10,0 25 3 2,5 2,1 2,4 15,0 35 4,5 3,6 3,1 3,5 20,0 50 6 4,0 3,5 4,0 Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять эффективную очистку нефтезагрязненных земель, а выбор используемого Остаточное содержание нефти,по по предлагаемому способу,протопримеры типу 1 2 3 0,10 0,12 0,15 0,20 для проведения очистки сырья позволяет решать экологические и экономические проблемы утилизации твердых бытовых отходов. 3 23423 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ очистки нефтезагрязненных почв,включающий внесение в разрыхленную почву продуктов переработки твердых отходов в количестве от 1 до 50 от объема пахотного слоя,отличающийся тем, что в качестве продукта переработки твердых бытовых отходов используют компост, полученный путем биоконверсии твердых бытовых отходов в биобарабанах с внесением штамма термофильной бактерии- с титром 1-5109 в количестве 0,1-0,5 об. и 5-10 об. активирующего состава,содержащего мелассу в количестве 3-25 кг,азофоску-0,25-10 кг, лигногумат-0,2-5 кг, воду водопроводную-500-1000 л, и введения за 120-150 часов до окончания процесса биоконверсии отходов нефти в количестве 0,05-0,1 об. и консорциума штаммов нефтеокисляющих микроорганизмовипри соотношении от 13 до 31 в количестве 0,01-0,05 от объема компоста.