Біологічний спосіб очищення води від нафти та нафтопродуктів на поверхні водоймищ

Біологічний спосіб очищення води від нафти та нафтопродуктів на поверхні водоймищ, що включає розмноження мікроорганізмів, що розкладають нафту та нафтопродукти попередньо у воді в окремих ємностях у необхідних об'ємах, після цього підготовлені об'єми мікроорганізмів вводять у забруднену нафтою воду методом розпорошування над її поверхнею, який відрізняється тим, що як мікроорганізми, що здатні розкладати нафту та нафтопродукти, використовують наступні види з 2-х рядів мікроорганізмів: 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, U 2 (11) 1 3 собами за допомогою мікроорганізмів характеризується наступними прикладами. Відомий патент України на корисну модель №39220 по класу МПК (2009) C02F 3/34 з пріоритетом 16.10.2008, опубл. 10.02.2009р., Бюл №3 "Процес очищення промислових стоків, що містять жир, мийні засоби та феноли", згідно якого забруднену воду пропускають через біологічні пристрої, у які попередньо вводять мікроорганізми, що руйнують жири, мийні засоби і феноли. Відомий процес не придатний для очищення води від нафти та нафтопродуктів, особливо у випадках, коли вони розміщені на великих площах поверхонь рік, озер, морів та прибережних акваторій. Відомий патент України на корисну модель №39221 по класу МПК (2009) C02F 3/34 з пріоритетом 16.10.2008р., опубл. 10.02.2009, Бюл. №3 "Процес очищення промстоків, що містять жир, мийні засоби та 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 та нафтопродуктів, особливо у випадках, коли вони розміщені на великих площах поверхонь рік, озер, морів та прибережних акваторій. Відомий патент України на корисну модель №39222 по класу МПК (2009) C02F 3/34 з пріоритетом 16.10.2008, опубл. 10.02.2009р., Бюл №3 "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 та нафтопродуктів, особливо у випадках, коли вони розміщені на великих площах поверхонь рік, озер, морів та прибережних акваторій. Відомий патент України на корисну модель №22128 з пріоритетом від 21.12.2006, опубл. 10.04.2007р., Бюл №4 "Техпроцес очистки промстоків від металів". Згідно з відомим техпроцесом промислові стоки пропускають через біофільтр, у якому попередньо розміщені штами мікроорганізмів: Aeromonas dechromatica KC-11, Pseudomonas spp, Mikrococcus spp, Mycoeacterium spp, а після біофільтра воду спускають у каналізацію. Відомий техпроцес не придатний для очищення води від нафти та нафтопродуктів, особливо у випадках, коли вони розміщені на великих площах поверхонь рік, озер, морів та прибережних акваторій. Відомий патент України на корисну модель №45191 "Спосіб очищення води і грунту від пально-мастильних матеріалів" по класу МПК (2009) C02F 3/34 з пріоритетом від 09.06.2009р. опубл. 26.10.2009р., Бюл. №20. Згідно з відомим способом 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 матері 49906 4 алами воду або ґрунт методом розпорошування над поверхнею води або ґрунту, 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 видів мікроорганізмів. Даний спосіб обрано як найближчий аналог. Відомий спосіб не достатньо придатний для очищення води від нафти та нафтопродуктів, особливо у випадках, коли вони розміщені на великих площах поверхонь рік, озер, морів і прибережних акваторій. Нафта та нафтопродукти - це складна суміш вуглеводнів, головним чином парафінових і нафтенових, у меншому ступені ароматичних. Крім відомих світлих технічних мастил, тобто пальномастильних матеріалів, нафта та нафтопродукти містять нафтенові кислоти, асфальтосмолисті речовини, меркаптани, бітуми, що містять асфальтени, тиофени і теофани та інше. Тобто крім пальномастильних матеріалів нафта містить більш складні високомолекулярні вуглеводні з довгими ланцюгами молекул, що більш важко піддаються біологічній деструкції при впливі мікроорганізмів. Недоліком відомого способу є те, що підтримка в працездатному стані мікроорганізмів в ємностях з водою, з яких вони розпорошуються над плівкою нафтопродуктів на поверхні водоймищ складний процес, при цьому зберігати мікроорганізми необхідно тривалий час (від аварії до аварії) це вимагає великих витрат на підгодівлю мікроорганізмів, контроль за їх станом та інш. Унаслідок викладеного застосування способу за найближчим аналогом є недостатньо ефективним. Задачею, на рішення якої спрямована запропонована корисна модель, є створення способу очищення води від нафти та нафтопродуктів на поверхні водоймищ з отриманням нового технічного ефекту. Технічний ефект - створення можливості повної готовності застосування мікроорганізмів у найкоротший термін при тривалому збереженні великих кількостей мікроорганізмів зі зменшенням витрат на їхнє збереження. Ця задача вирішена запропонованим біологічним способом очищення води від нафти та нафтопродуктів на поверхні водоймищ, згідно якого мікроорганізми, що розкладають нафту та нафтопродукти попередньо розмножують у воді в окремих ємностях у необхідних об'ємах, після чого 5 підготовлені об'єми мікроорганізмів вводять у забруднену нафтою воду методом розпорошування над її поверхнею, який відрізняється тим, що як мікроорганізми, що здатні розкладати нафту та нафтопродукти, використовують наступні види з 2х рядів мікроорганізмів: 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 rubra; 2-й ряд: Achromobacter ambigum, A. desmoliticum, A. tiogense, A. ubiguitim, Bacillus 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. lipoliticum, Chromobacterium citricum, C. naphtalani, C. flavum, Micrococcus albicum, M. candidus, M. lutens, M. tetregenes, Micromonospora spp, Pseudobacterium spp., Rhodococcus eque, R. erythropolis, R. marls, R. opacus, R. ruber, R. rubropertinctus, R. terrae, Streptomyces spp., при цьому використовують не менш одного виду мікроорганізмів як з 1-го так і з 2-го ряду, а підготовлюють мікроорганізми до внесення на забруднену поверхню водоймищ таким чином: розмножені в ємностях з водою мікроорганізми ліофілізують на пилоподібному носії, потім складують та зберігають у герметично закритій тарі, а при необхідності вводять у забруднену нафтою воду методом розпорошення над поверхнею води. У якості пилоподібного носія використовують борошно (розміром часток 0,001-0,5мм) з органічних пористих матеріалів, котрі плавають у воді: лузги насіння соняшника, проса, тирси листяних дерев тощо. Пропонований спосіб здійснюють наступним чином. Мікроорганізми, що здатні розкладати нафту та нафтопродукти розмножують в окремих ємностях з водою потім ліофілізують на пилоподібному носії і зберігають в герметично закритій тарі. При необхідності очистки поверхні водоймищ від нафтопродуктів мікроорганізми разом з носієм вводять у воду шляхом розпорошування їх на поверхню водоймищ з плівкою нафти та нафтопродуктів. Разом з пилоподібним носієм мікроорганізми опускаються на шар нафти, створюючи на його поверхні високу концентрацію мікроорганізмів. Далі мікрорганізми приймаються за роботу і розкладають нафту та нафтопродукти на безпечні речовини, кінцевим продуктом яких є вуглекислий газ і вода з деякими домішками мікроелементів, що містяться в нафті та нафтопродуктах. У порівнянні з найближчим аналогом в опису 49906 6 ваній корисній моделі є наступні загальні ознаки: очищення води роблять мікроорганізми, що розкладають вуглеводні (переважно на воду і вуглекислий газ), які розмножують у воді в окремих ємностях з яких їх розпорошують над забрудненою поверхнею водоймищ. У порівнянні з найближчим аналогом в описуваній корисній моделі є наступні відмітні ознаки: як мікроорганізми, що здатні розкладати нафту і нафтопродукти використовують мікроорганізми з видів 2-х рядів. 1-й ряд: Arthrobacter paraffineus, Arthrobacter simplex, Desulfovibrio desulfuricons, 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 vutgatum, Pseudomonas oleovorans, Nocardia paraffinae, Nocardia corallina, Nocardia rubra; 2-й ряд: Achromobacter ambigum, A. desmoliticum, A. tiogense, A. ubiguitim, Bacillus 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. lipoliticum, 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. Мікроорганізми не зберігають в окремих ємностях з водою, підтримуючи їхню життєдіяльність, а ліофілізують на пилоподібному носії, потім складують та зберігають у герметично закритій тарі. Це дозволяє зберігати тривалий час велику кількість мікроорганізмів в маленьких ємкостях, а при необхідності в короткий термін застосовувати їх методом розпорошення над поверхнею забрудненої нафтою води. У якості пилоподібного носія використовують борошно (розміром часток 0,0010,5мм) з органічних пористих матеріалів, котрі плавають у воді: лузги насіння соняшника, проса, тирси листяних дерев тощо. Також у запропонованому способі виключені роди мікроорганізмів, у які можуть входити патогенні штами, зокрема: Pseudomonas 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 слизу 7 49906 ватих 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 потрапляння 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 ньому зазначена тільки невелика їх кількість, і саме ті з них, що здатні цілком розкладати нафту та нафтопродукти. 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 забруднену нафтою воду позитивний ефект істотно знижується, унаслідок чого необхідно використовувати не менше двох видів мікроорганізмів одночасно, тобто не менше одного виду мікроорганізмів з кожного ряду. Це порозумівається тим, що різні види мікроорганізмів з різною швидкістю переробляють нафту та нафтопродукти у залежності від різних умов середовища: температури, кислотності, хімічного складу води й інших параметрів, а головне від хімічного складу нафти та нафтопродуктів: присутності в них як легких так і важких фракцій вуглеводнів. Приклади здійснення пропонуємого способу. Приклад №1 Здійснювали очищення води від плівки нафти Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 та нафтопродуктів в акваторії порту, де на поверхні води малася плівка нафти та нафтопродуктів товщиною 4мкм площею 100кв.м.. Згідно описуваного способу розпорошували мікроорганізми ліофілізовані на пилоподібному носії на всій забрудненій площі. Використовувалися наступні види мікроорганізмів: з 1-го ряду - Arthrobacter parаffineus, Arthrobacter simplex, з 2-го ряду - Bacterium aliphaticum, Rhodococcus eque, при вмісті понад 10 мільйонів клітин мікроорганізмів у 1г носія. Було розпилено 4кг ліофілізованих на пилоподібному носії мікроорганізмів. У якості пилоподібного носія використовувалося борошно з меленої лузги соняшника. Розпилення проводилося ввечері о 19 годині. Наступного дня о 8 годині ранку плівки нафти та нафтопродуктів на поверхні води виявлено не було. Приклад 2 Здійснювали очищення води від плівки нафти та нафтопродуктів в акваторії порту, де на поверхні води малася плівка нафти та нафтопродуктів товщиною 2мкм площею 70кв.м. Згідно описуваного способу розпорошували мікроорганізми разом із носієм - лушпинням проса на всій забрудненій площі. Використовувалися наступні види мікроорганізмів: з 1-го ряду - Nocardia paraffinae, Nocardia corallina, з 2-го ряда - Bacterium sulfuricum, Rhodococcus eque при вмісті понад 10 мільйонів кліток у 1г носія. Було розпилено 3кг носія з мікроорганізмами протягом 20 хвилин. Розпилення проводилося ввечері о 19 годині. Наступного дня о 10 годині ранку плівки нафти та нафтопродуктів на поверхні води виявлено не було. У такий спосіб запропонована технологія очищення води від нафти та нафтопродуктів 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 та нафтопродуктів. Підписне Тираж 26 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