Спосіб очищення води і ґрунту від нафти

Спосіб очищення води і ґрунту від нафти, згідно з яким мікроорганізмами розкладають нафту у воді (ґрунті), що полягає в наступному: попередньо в окремих ємностях у воді розмножують у необхідних обсягах мікроорганізми, що здатні розкладати нафту, після чого підготовлені обсяги мікроорганізмів вводять у забруднені нафтою воду або ґрунт методом розпорошування над поверхнею води або ґрунту, а як мікроорганізми, що здатні розкладати нафту, використовують наступні види мікроорганізмів: 1-й ряд: Arthrobacter paraffineus, Arthrobacter simplex, Desulfovibrio desulfuricans, Corynebacterium glutamicum, Pseudomonas ambigua, Pseudomonas biforme, Pseudomonas brevis, Pseudomonas caudatus, U 2 (19) 1 3 галоїди", згідно якого забруднену воду пропускають через біологічні пристрої, у які попередньо вводять мікроорганізми, що руйнують жири, мийні засоби і галоїди. Відомий процес не придатний для очищення води від нафти, особливо у випадках, коли вона розміщена на великій площі водяної поверхні в ріках, озерах, морях і прибережних акваторіях. Відомий патент України на корисну модель №39222 по класу МПК (2009) C02F 3/34 з пріоритетом 16.10.2008, опубл. 10.02.2009 "Процес очищення промстоків, що містять жир, мийні засоби та альдегіди", згідно якого забруднену воду пропускають через біологічні пристрої, у які попередньо вводять мікроорганізми, що руйнують жири, мийні засоби і альдегіди. Відомий техпроцес не придатний для очищення води від нафти, особливо у випадках, коли вона розміщена на великій площі водяної поверхні в ріках, озерах, морях і прибережних акваторіях. Відомий техпроцес очистки промстоків по патенту України на корисну модель №22128 з пріоритетом від 21.12.2006. Згідно з відомим техпроцесом промислові стоки пропускають через біофільтр, у якому попередньо розміщені штами мікроорганізмів: Aeromonas dechromatica КС-11, Pseudomonas spp, Mikrococcus spp, Mycoeacterium spp, а після біофільтра воду спускають у каналізацію. Відомий техпроцес не придатний для очищення води від нафти, особливо у випадках, коли вона розміщена на великій площі водяної поверхні в ріках, озерах, морях і прибережних акваторіях. Відомий "Спосіб очищення води від пальномастильних матеріалів" по патенту України на корисну модель №45191 з пріоритетом від 09.06.2009. Згідно з відомим способом очищення води і ґрунту від пально-мастильних матеріалів мікроорганізмами розкладають пально-мастильні матеріали у воді і грунті, який відрізняється тим, що попередньо розмножують у воді в окремих ємностях у необхідних об'ємах мікроорганізми, здатні розкладати пально-мастильні матеріали, після чого підготовлені об'єми мікроорганізмів вводять у забруднені пально-мастильними матеріалами воду або ґрунт методом розпорошування над поверхнею води або фунту, а як мікроорганізми, що здатні розкладати пально-мастильні матеріали, використовують наступні види мікроорганізмів: Arthrobacter paraffineus, Arthrobacter simplex, Desulfovibrio desulfuricans, Corynebacterium glutamicum, Pseudomonas ambigua, Pseudomonas biforme, Pseudomonas brevis, Pseudomonas caudatus, Pseudomonas cocciformis, Pseudomonas desmolyticum, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas funduliformis, Pseudomonas furcosum, Pseudomonas liquefaciens, Pseudomonas maidis, Pseudomonas methylicum, Pseudomonas oogenes, Pseudomonas ovatum, Pseudomonas pictorum, Pseudomonas putida, Pseudomonas radiobacter, Pseudomonas vulgatum, Pseudomonas oleovorans, Nocardia paraffinae, Nocardia corallina, Nocardia rubra, при цьому згідно описуваного способу використовують одночасно не менш двох 48290 4 видів мікроорганізмів. Даний спосіб узятий як найближчий аналог. Відомий спосіб не достатньо придатний для очищення води від нафти, особливо у випадках, коли вони розміщені на великій площі водяної поверхні в ріках, озерах, морях і прибережних акваторіях. Причина в тому, що нафта - це складна суміш вуглеводородів, головним чином парафінових і нафтенових, у меншому ступені ароматичних. Крім відомих світлих нафтопродуктів таких як бензин, гас, дизельне паливо (солярка), технічних мастил, тобто пально-мастильних матеріалів, нафта містить нафтенові кислоти (4-5%), асфальто-смолисті речовини, меркаптани, бітуми, що містять асфальтени, тіофени і теофани й інші. Тобто крім пальномастильних матеріалів нафта містить більш складні високомолекулярні вуглеводні з довгими ланцюгами молекул, що більш важко піддаються біологічній деструкції при впливі мікроорганізмів. Унаслідок викладеного застосування способу по прототипу недостатньо ефективно для повної деструкції нафти мікроорганізмами. Задачею, на рішення якої спрямоване пропоноване нововведення, є створення способу очищення води і ґрунту від нафти з отриманням нового технічного ефекту. Технічний ефект - створення можливості повної біодеструкції нафти відповідними видами мікроорганізмів у воді і ґрунті, наприклад, плівки з нафти на воді, грунті і на інших поверхнях. Ця задача вирішена пропонуємим способом. Пропонований спосіб здійснюють наступним чином. Розлиту нафту з поверхні води спочатку видаляють механічно шляхом відсмоктування товстого шару нафти разом з поверхневим шаром води, що направляють за допомогою насосів у резервуар, де нафта частково відстоюється. Нафту, що сплила, з резервуара перекачують на берег для подальшої переробки. А плівку нафти, що залишилася на воді, видаляють пропонованим способом за допомогою мікроорганізмів, які вводять у воду шляхом розпилення над шаром плівки з нафти. Далі мікроорганізми приймаються за роботу і розкладають нафту на безпечні речовини, кінцевим продуктом яких є вуглекислий газ і вода з деякими домішками мікроелементів, що містяться в нафті. Біологічна частина пропонуємого способу очищення води (грунту) від нафти, згідно якого мікроорганізмами розкладають нафту у воді (грунті) полягає в наступному: попередньо в окремих ємностях у воді розмножують у необхідних обсягах мікроорганізми, що здатні розкладати нафту, після чого підготовлені обсяги мікроорганізмів вводять у забруднені нафтою воду або ґрунт методом розпорошування над поверхнею води або ґрунту, а як мікроорганізми, що здатні розкладати нафту, використовують наступні види мікроорганізмів: 1-й ряд - Arthrobacter paraffineus, Arthrobacter simplex, Desulfovibrio desulfwicans, Corynebacterium glutamicum, Pseudomonas ambigua, Pseudomonas biforme, Pseudomonas brevis, Pseudomonas caudatus, Pseudomonas cocciformis, Pseudomonas desmolyticum, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas funduliformis, Pseudomonas 5 furcosum, Pseudomonas liquefaciens, Pseudomonas maidis, Pseudomonas methylicum, Pseudomonas oogenes, Pseudomonas ovatum, Pseudomonas pictorum, Pseudomonas putida, Pseudomonas radiobacter, Pseudomonas vulgatum, Pseudomonas oleovorans, Nocardia paraffinae, Nocardia corallina, Nocardia rubra, згідно корисної моделі додатково використовують наступні види мікроорганізмів: 2-й ряд - Achromobacter ambigum, A. Desmoliticum, A tiogense, A. ubiguitim, Васillus circulans, B. brevis, B. fastidiosus, B. filaris, B. idosus, B. mycoides, B. palustris, B. sphaericus, B. subtilis. Bacterium aliphaticum, B. album, B. agile, B. candicans, B. delicatulum, B. galophilum, B. litorale, B. liqueeaciens, B. nitrificans, B. parfulum, B. sulfuricum, Brevibacterium sp., B. Upoliticum, Chromobacterium citricum, C. naphtalani, C. flavum, Micrococcus albicum, M. candidus, M. lutens , M. tetregenes, Micromonospora spp., Pseudobacterium spp., Rhodococcus eque, R. erythropolis, R. marts, R. opacus, R. ruber, R rubropertinctus, R. terrae, Streptomyces spp., при цьому використовувають не менш одного виду мікроорганізмів з кожного ряду. У порівнянні з найближчим аналогом в описуваній корисній моделі є наступні спільні ознаки: для очищення води і грунту використовують мікроорганізми: 1-й ряд - Arthrobacter paraffineus, Arthrobacter simplex, Desulfovibrio desulfuricans, Corynebacterium glutamicum, Pseudomonas ambigua, Pseudomonas biforme, Pseudomonas brevis, Pseudomonas caudatus, Pseudomonas cocciformis, Pseudomonas desmolyticum, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas funduliformis, Pseudomonas furcosum, Pseudomonas liquefaciens, Pseudomonas maidis, Pseudomonas methylicum, Pseudomonas oogenes, Pseudomonas ovatum Pseudomonas pictorum, Pseudomonas putida, Pseudomonas radiobacter, Pseudomonas vulgatum, Pseudomonas oleovorans, Nocardia paraffinae, Nocardia corallina, Nocardia rubr. У порівнянні з прототипом в описуваній корисній моделі є наступні відмітні ознаки: для очищення води та грунту від нафти використовують наступні види мвікроорганізмів: 2-й ряд Achromobacter ambigum, A. Desmoliticum, A. tiogense, A. ubiguitim, Bacillus circulans, B. brevis, В. fastidiosus, B. filaris, B. idosus, B. mycoides, B. palustris, B. sphaericus, В. subtilis. Bacterium aliphaticum, B. album, B. agile, B. candicans, B. delicatulum, B. galophilum, B. litorale, B. liqueeaciens, B. nitrificans, B. parfulum, B. sulfuricum, Brevibacterium sp., B. Upoliticum, Chromobacterium citricum, C. naphtalani, C. flavum, Micrococcus albicum, M. candidus, M. lutens, M. tetregenes, Micromonospora spp, Pseudobacterium spp., Rhodococcus eque, R. erythropolis, R. maris, R. opacus, R. ruber, R. rubropertinctus, R. terrae, Streptomyces spp, при цьому використовувають не менш одного вида мікроорганізмів як з 1-го так і з 2-го ряду мікроорганізмів. Також у пропонуємому способі виключені роди мікроорганізмів, у які можуть входити патогенні штами мікроорганізмів, зокрема: Pseudomonas 48290 6 spp, Mikrococcus spp, Mycobakterium spp, унаслідок того що, наприклад, у такий род мікроорганізмів як Pseudomonas spp. може входити вид Pseudomonas pseudomollei, який є патогенним видом (викликає меліоідозу). У такий род мікроорганізмів як Mycobakterium spp, може входити вид Mycobakterium tuberculoses (викликає туберкульоз). У такий род мікроорганізмів як Mikrococcus spp може входити вид Mikrococcus flavus (викликає запалення слизуватих оболонок верхніх дихальних шляхів). У такий спосіб з перерахованих видів мікроорганізмів в пропонуємому способі використовують тільки ті види мікроорганізмів, що є не патогенними і не можуть викликати захворювань людини при контакті з ними. Виключення можливості влучення патогенних видів мікроорганізмів дозволяє надійно вирішити додаткову задачу: істотне поліпшення санітарногігієнічних умов праці робітників за рахунок повного виключення можливості улучення патогенних мікроорганізмів на шкіру й одяг, у дихальні шляхи робітничого персоналу разом із бризками очищеної води. Встановлено, що влучення на шкіру людини перерахованих у формулі видів мікроорганізмів не приводить ні до яких негативних наслідків. Слід зазначити, що великою цінністю пропонованого способу є те, що з мільйонів відомих мікроорганізмів у пропонованому способі зазначена тільки їх невелика кількість, і саме ті з них, що здатні цілком розкладати нафту. Це дозволяє підприємствам використовувати ті мікроорганізми з зазначених 2-х рядів, що найбільш доступні для даного підприємства. Дослідженнями встановлено, що при введенні одного виду мікроорганізмів у забруднені нафтою воду або ґрунт позитивний ефект істотно знижується, унаслідок чого необхідно використовувати не менш двох видів мікроорганізмів одночасно, тобто не менш одного вида микроорганізмів з кожного ряду. Це порозумівається тим, що різні види мікроорганізмів з різною швидкістю переробляють нафту у залежності від різних умов середовища: температури, кислотності, хімічного складу води чи грунту й інших параметрів середовища, а головне от хімічного складу нафти: присутності в ній як легких так і важких фракцій вуглеводнів. Приклади здійснення пропонуємого способу. Приклад №1. Здійснювали очищення води від нафти в акваторії порту, де на поверхні води малася плівка нафти товщиною 4мкм площею 100кв.м.. Згідно описуваного способу розпорошували мікроорганізми разом із приготовленою водою на всій забрудненій площі. Використовувалися наступні види мікроорганізмів: з 1-го ряду - Arthrobacter paraffmeus, Arthrobacter simplex, з 2-го ряду Bacterium aliphaticum, Rhodococcus eque, при вмІсті понад 10 мільйонів кліток мікроорганізмів у 1мл. води. Було розпилено 100 літрів суспензії мікроорганізмів у воді протягом 30 хвилин. Розпилення проводилося ввечері о 19 годині. Наступного дня о 8 годині ранку плівки нафти на поверхні води виявлено не було. Приклад 2. 7 48290 Здійснювали очищення ґрунту від нафти поруч з залізничною станцією, де перевантаживали нафту, де в ґрунт було вилито 25 літрів нафти на площі 20 квадратних метрів. Згідно описуваного способу мікроорганізми розпорошували разом із приготовленою водою на всій забрудненій площі. Використовували наступні види мікроорганізмів: з 1-го pwa-Pseudomonas maidis, Pseudomonas methylicum, з 2-го ряда Bacterium agile, Achromobacter ambigwn, при вмісті понад 10 мільйонів кліток у 1мл. води. Було розпилено 40 літрів суспензії мікроорганізмів у воді протягом 10 хвилин. Через 10 діб аналіз фунту показав, що нафта була цілком засвоєна мікроорганізмами. Приклад 3. Здійснювали очищення води від плівки нафти в акваторії порту, де на поверхні води малася плівка нафти товщиною 2мкм площею 70кв. м. Згідно описуваного способу розпорошували мікроорганізми разом із приготовленою водою на всій забрудненій площі. Використовувалися наступні види мікроорганізмів: з 1-го ряду - Nocardia paraffinae, Nocardia corallina,3 2-го ряду - Bacterium sulfairicum, Rhodococcus eque при вмісті понад 10 мільйонів кліток у 1мл. води. Було розпилено 20 літрів суспензії мікроорганізмів у воді протягом 20 хвилин. Розпилення проводилося ввечері о 19 годині. Наступного дня о 16 годині плівки нафти на поверхні води виявлено не було. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 8 Приклад 4. Здійснювали очищення води від нафти в акваторії порту, де на поверхні води малася плівка нафти товщиною 4мкм площею 60кв. м. Згідно описуваного способу розпорошували мікроорганізми разом із приготовленою водою на всій забрудненій площі. Використовувалися наступні види мікроорганізмів: з 1-го ряду - Arthrobacter simplex, Pseudomonas fluorescens, з 2-го ряду Bacterium litorale, Rhodococcus eque, при вмісті понад 10 мільйонів кліток мікроорганізмів у 1мл. води. Було розпилено 60 літрів суспензії мікроорганізмів у воді протягом 30 хвилин. Розпилення проводилося ввечері о 19 годині. Наступного дня о 10 годині ранку плівки нафти на поверхні води виявлено не було. Приклад 5. Здійснювали очищення води від нафти в акваторії порту, як у прикладі 4, однак використовували один вид мікроорганізмів Arthrobacter simplex. При цьому час біодеструкції нафти збільшився у 2 рази. У такий спосіб запропонована технологія очищення води і ґрунту від нафти має істотні відмінності від досягнутого рівня технологій у розглянутій області, є новою і здатна при правильному застосуванні дати позитивний ефект для поліпшення екологічної ситуації в місцях виробництва і використання нафти. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601