Способ биоочистки нефтезагрязненных почв и грунтов в условиях гипервлажности

(51) 09 1/00 (2006.01) 09 1/10 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ внутрипромысловых нефтепроводов,при проведений капитального ремонта скважин и может быть использовано для биологической очистки,биорекультивации нефтезагрязненных земель, для оздоровления экологической обстановки в регионах добычи, подготовки, переработки, транспортировки углеводородного сырья. Задача полезной модели является созданием экологически эффективного,экономически относительно рентабельного, современного способа биологической очистки почв и грунтов от загрязнении нефтью и нефтепродуктами. Технический результат который может быть достигнут при осуществлении полезной модели это повышение производительности и эффективности биологической очистки.(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Аймак Даму(54) СПОСОБ БИООЧИСТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ И ГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ ГИПЕРВЛАЖНОСТИ(57) Полезная модель относится к области ликвидации нефтяных загрязнений почв,могильников замазученных грунтов, нефтяных технологических амбаров,образованных в результате аварийных разливов нефти на Полезная модель относится к области ликвидации нефтяных загрязнений почв,могильников замазученных грунтов, нефтяных технологических амбаров,образованных в результате аварийных разливов нефти на внутрипромысловых нефтепроводов,при проведений капитального ремонта скважин и может быть использовано для биологической очистки,биорекультивации нефтезагрязненных земель, для оздоровления экологической обстановки в регионах добычи, подготовки, переработки, транспортировки углеводородного сырья. Известен способ очистки почв от нефти и нефтепродуктов (Инновационный патент РК 18192 А, 15.01.2007), заключающийся в обработке, рыхлений загрязненной почвы на глубину 10 см, внесении сорбента-бентонита в соотношений сорбентпочва 16-8 и обработкой бактериальной композицией(консорциум Перойл). Данный способ характеризуется низкой производительностью, большими затратами при внесении бентонита, что увеличивает объем очищаемого грунта на 15-18, значительными потерями воды, используемой для полива за счет проникновения в почву и грунт, а также испарения с поверхности 6 га. Известны также установка и промышленный способ по деминерализации высовоминерализованных нефтезагрязненных почв,для пустынных и полупустынных территорий и промышленный способ биологической очистки и рекультивации деминерализованных почв от нефти и нефтепродуктов для пустынных и полупустынных территорий 19) К (13) В (11) 24429). Способ биологической очистки почв включает поочередную и поэтапную, с интервалом в 10 суток, интродукцию в них биомассы природной ассоциации микроорганизмов,либо консорциума штаммовнефтеокисляющих бактерий родов, ,и водного раствора аммофоса методом аэрозольного опрыскивания. В процессе обработки почву подвергают вспахиванию, искусственной аэрации воздухом (методом боронования) и поливу водой(методом полива) до влажности, не мене 20 масс.с интервалом в одни сутки до содержания углеводоворов нефти, не более 0.1 мг/кг. Указанный способ также требует высоких затрат,технология усложнена,трудоемка и малоэффективна. Следует отметить высокий уровень затрат воды для полива с интервалом в одни сутки в условиях пустынных и полупустынных территорий при температуре 40 градусов Целсия и ветрах потери воды могут достигнуть десятков кубометров в сутки с 1 гектара, что в условиях пустыни нерентабельно. Наиболее близким к предлагаемому способу является инновационный патент (19) К (13) А 4 (11) 21685. Способ относится к биотехнологии и ремедиации нефтезагрязненных почв, которое может быть использовано для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов с применением 2 микроорганизмов и применимо в нефтехимической и нефтедобывающей промышленности и на объектах хранения нефти и нефтепродуктов. Данный способ сокращает период биоремедиации за счет внесения природных углеводородокисляющих микроорганизмов, органического и минерального удобрений стимулирующих вносимую и аборигенную микрофлору, при этом проводят периодическое рыхление для улучшения воздушного режима почвы. Способ обеспечивает в засушливых климатических условиях восстановление сильнозагрязненной нефтью почвы в течение одного вегетационного периода и может быть использован для восстановления почв нефтепромыслов, территорий нефтехранилищ и нефтеперерабатывающих предприятий. Недостатком указанного способа является значительное количество минеральных и органических удобрений 40 г нитроаммофоски и 7.5 кг навоза на 1 кв.м., что означает затраты на 1 г 400 кг нитроаммофоски и 75 тонн навоза, что в условиях пустынных и полупустынных земель неприемлемо в промышленных масштабах. Следует отметить слабую эффективность способа содержание нефти через 8 месяцев при сравнении с начальным ее содержанием снизилось лишь на 48,22. Задача полезной модели является созданием экологически эффективного,экономически относительно рентабельного, современного способа биологической очистки почв и грунтов от загрязнении нефтью и нефтепродуктами. Технический результат который может быть достигнут при осуществлении полезной модели это повышение производительности и эффективности биологической очистки. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе нефтезагрязненный грунт,предварительно выкладывается на специальную асфальтированную площадку слоем 25-30 см,добавляются такие ингредиенты, как сечка соломы,рисовая лузга, фосфогипс, навоз, водная суспензия биопрепарата Бакойл, биосурфактант, водный раствор питательных веществ (азот-фосфор-калий) на бетонированной или асфальтированной площадке, которое интенсивно перемешивается,гомогенизируются специальной техникой с фрезой,далее транспортируется на гидроизолированную площадку в уклоном 1, укладывается в бурты,накрытые сверху специальной водонепроницаемой полимерной тканью со светоотражающей поверхностью, для предотвращения испарения влаги и отражения солнечного света, что препятствует перегреву,а также снабженные системой продувания воздухом для аэрирования. Технический результат также достигается тем, что в заявленном способе очистки нефтезагрязненных почвы и грунта используется предварительная обработка специальной техникой, оснащенной фрезой до 400 об/мин. для смешивания и гомогенизации закомкованного замазученного грунта с добавками сечка соломы, рисовая лузга, фосфогипс, навоз,водная суспензия биопрепарата Бакойл, 1456 биосурфактант, водный раствор питательных веществ (азот-фосфор-калий) на бетонированной или асфальтированной площадке. Дозировка внесения вышеуказанных добавок зависит от агрохимического состава очищаемого грунта,содержания нефти и нефтепродуктов. В обрабатываемом грунте влажности достигается до 80-90 (гипервлажность), затем экскавируется,транспортируется и укладывается в бурты с основанием до 4 м, высотой до 1.5 м. Следует отметить, что по низу бурта размещаются две трубы полипропиленовые или полихлорвиниловые диаметром 20 мм с отверстиями через 1 м для аэрирования сжатым воздухом через компрессоры. Опытно-полевые производственные испытания. 1 этап. Подготовка участков биоремедиации. Участок подготовки грунта должна быть асфальтирована,снабжена бортиками для предотвращения разлива водной фракции. Участок биоремедиации представляет собой площадку,умеющую уклон к центру 1, где расположена ливневая канализационная система для сбора стока жидких продуктов. Основание площадок гидроизоляционное бетонное, асфальтированное,геомембранное. 2 этап. Подготовка замазученного грунта. Замазученный почвогрунт доставляют на участок подготовки грунта, очищают от механического мусора, выкладывают слоем 25-30 см, вносят измельченную солому, навоз, опилки, рисовую лузгу,гуматы,биосурфактанты,фосфогипс,азотные,калийные,фосфорные удобрения,нефтеокисляющие биопрепараты в виде водной суспензии, фрезеруют, обильно поливают при фрезеровании. Дозировка внесения вышеуказанных ингредиентов определяется индивидуально, на основе данных агрохимического,физикохимического анализов очищаемого грунта. Эта операция позволит преодолеть гидрофобность замазученного грунта с высоким содержанием асфальтенов, парафинов, смолистых соединений. С применением экскаваторов,фронтальных погрузчиков формируются бурты шириной основания до 4 м, высотой до 1.5 м., различной длины. На дно бурта укладываются две пластиковые трубы с отверстиями для периодической подачи сжатого воздуха от компрессора. Следует отметить,что что рисовая лузга, фосфогипс, рисовая солома,опилки являются отходами производства и с небольшой стоимостью. При необходимости бурт поливается биосмесью(вода, минеральные и органические добавки,биопрепарат) сверху обычным шлангом от насоса с резервуара или емкости. Бурты сверху накрываются специальным тканевым материалом из полипропиленового волокна с светоотражающей поверхностью для предотвращения испарения влаги и отражения солнечного света, что препятствует перегреву. 3 этап. Проведение биоремедиации. Сформированный бурт из замазученного почвогрунта имеет влажность около 60-90, то есть находится в состоянии гипервлажности. В таких условиях бактерии будут испытывать недостаток кислорода, что скажется на их биологической активности. Для аэрирования бурта используют сжатый воздух, подаваемый через пластиковую трубку диаметром 20-30 мм с отверстиями. Пузырьки воздуха с низа бурта будут подниматься к верху, барботируя биосмесь, обогащая кислородом воздуха все тело бурта, тем самым снижая влажность до оптимальных значений. При необходимости будет подаваться водная биосмесь по верху бурта поливом шлангом водной биосмеси с резервуара или емкости. Давление при подаче сжатого воздуха и водной биосмеси не должно превышать 5 бар. Через каждые 20-30 дней производится отбор проб с разных точек и глубин бурта для мониторинга процесса биоочистки. По данным мониторинга принимаются решения о дополнительных мерах по биоочистке добавлению биопрепарата, минеральных и органических добавок, подачи водной биосмеси и сжатого воздуха. Влага, испаряемая с поверхности бурта, будет стекать от покрывающей водонепроницаемой зеркальной ткани. Излишки водной биосмеси и воды по ливневой канализации будут стекаться в резервуары с оборотной водой. В резервуары периодически подается сжатый воздух для обогащения водной биосмеси кислородом,питательными элементами, биопрепаратом. При этом происходит биоочистка нефтезагрязненной воды с буртов. Периодическая подача воздуха и водной биосмеси будет препятствовать перенагреву бурта в июне-августе за счет испарения и конденсации влаги. Контроль и мониторинг процессов биоремедиации осуществляется периодическим отбором проб грунта с разных частей и глубины бурта с последующим анализом на содержание нефтепродуктов. Примеры осуществления полезной модели Замазученный грунт массой 20 тонн с полигона 110 НГДУ 4 АО Озенмунайгаз Мангыстауской области был доставлен на участок подготовки грунта. Замазученный грунт очищают от механического мусора,выкладывают слоем 25-30 см, вносят измельченную солому, навоз,опилки, рисовую лузгу, гуматы, биосурфактанты,фосфогипс,азотные,калийные,фосфорные удобрения,фрезеруют многократно мотокультиватором,обильно поливают при фрезеровании. Дозировка внесения вышеуказанных ингредиентов определяется индивидуально, на основе данных агрохимического,физикохимического анализов очищаемого грунта. Содержание нефтепродуктов в грунте составило в среднем 27 или 271 000 мг/кг. На 20 тонн замазученного грунта внесено 120 кг измельченной соломы, 80 кг рисовой лузги, 170 кг фосфогипса,70 кг опилок, 25 кг гумата натрия, 10 кг 10 раствора биосурфактанта, 3 - 0.3 кг суперфосфат - 0.7 кг 43 - 1.5 кг. Эта операция гидрофобность замазученного грунта с высоким содержанием асфальтенов, парафинов, смолистых соединений. Далее формируется бурт для контроля. Подготовленный замазученный грунт массой 5 тонн экскавирован фронтальным погрузчиком и сформирован бурт шириной основания до 4 м,высотой до 1.5 м. На дно бурта уложена пластиковая труба с отверстиями для периодической подачи сжатого воздуха от компрессора. В подготовленный замазученный грунт массой 15 тонн вносится 9.5 кг биопрепарата Бакойл-КЗ в соответствии с Инструкцией применения в виде водной суспензии методом орошения при интенсивном фрезеровании мотокультиватором. Затем формируются бурты для опытно-полевых испытаний 15 тонн разделили на три части,погрузчиком сформировали три бурта шириной основания каждого до 4 м, высотой до 1.5 м. На дно буртов уложены пластиковые трубы с отверстиями для периодической подачи сжатого воздуха от компрессора. При необходимости бурт поливается биосмесью сверху обычным шлангом от насоса с резервуара. Экспериментальные бурты сверху накрываются специальным тканевым материалом из полипропиленового волокна с зеркальной,светоотражающей поверхностью для предотвращения испарения влаги и отражения солнечного света, что препятствует перегреву. На площадке биоремедиации,гидроизолированной геомембраной, возле каждого бурта имеется небольшой котлован, куда стекает излишки водной части биосмеси и воды. Под бурт уложена пластиковая труба, куда подается сжатый воздух от компрессора под давлением до 5 бар. Сверху бурты (все 4) покрываются специальной водонепроницаемой тканью с зеркальной поверхностью. Опытно-полевые испытания проводились в трех повторностях, а 4 бурт контроль. В период проведения опытно-полевых испытаний через каждые 30 дней производился отбор проб с разных точек и глубин бурта, все смешивалось и подготавливалась единая проба для анализа на нефтепродукты. Данные химического анализа предоставлены в таблице. Даты отбора проб для хим. анализа ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Способ биоочистки нефтезагрязненных почв и грунтов в условиях гипервлажности путем обработки ее нефтеокисляющими микроорганизмами, включающий перемешивание,отличающийся тем, что нефтезагрязненную почву и грунт предварительно обрабатывают специальной техникой, оснащенной фрезой до 400 об/мин., для смешивания и гомогенизации закомкованного замазученного грунта и добавляют сечку соломы,рисовую лузгу, фосфогипс, навоз, водную суспензию биопрепарата Бакойл разведнную в воде с отношением 110, биосурфактант, водный раствор питательных веществ азот-фосфор-калий на бетонированной или асфальтированной площадке,после достигаемости до 60-90 гипервлажности экскавируют, транспортируют и укладывают в бурты с основанием до 4 м, высотой до 1,5 м., по низу бурта размещают две трубы полипропиленовые или полихлорвиниловые диаметром 20-30 мм с отверстиями через 1 м для аэрирования сжатым воздухом через компрессоры, а бурт сверху накрывают специальным тканевым материалом из полипропиленового волокна с светоотражающей поверхностью.