Биотехнологическая очистка углеводородов нефти (стр. 2 из 3)

Российскими учеными в области микробиологии, биохимии и агрохимии (ООО «НИИ природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ», Институт фундаментальных проблем биологии РАН г. Пущино и ООО «Кавказтрансгаз» г. Ставрополь) разработано на основе новейших достижений биотехнологии биоорганическое удобрение «СУПЕРКОМПОСТ ПИКСА». Биопрепарат положительно зарекомендовал себя в аграрно-промышленном секторе, при очистке почв и грунтов загрязненных углеводородами на объектах газовой промышленности, автозаправочных станциях, полосах отвода автомобильных и железных дорог, при производстве работ по благоустройству и озеленению территорий на объектах жилищно-коммунального хозяйства. Компоненты агрохимиката восстанавливают и улучшают физические, агрохимические и биологические параметры почв и грунтов.

Были проведены полевые испытания на территории Ставропольского края, в результате которых можно заключить, что «СУПЕРКОМПОСТ ПИКСА» в определенных дозах и соотношениях с загрязнителями вполне пригоден для реабилитации почв, загрязненных углеводородами.

Биопрепарат «Охромин»

Сотрудниками ООО «Башгеопроект» разработан новый биопрепарат «Охромин» для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов и утилизации нефтесодержащих отходов.

В 2006 г. на полигоне по биологической обработке нефтесодержащих отходов «Башнефть-Уфа» с использованием нефтешламовой установки фирмы «Альфа-Лаваль» проведены опытно-промышленные испытания биопрепарата «Охромин». В результате исследований выявлено, что микроорганизмы проявляют высокую биохимическую активность в отношении нефти, нефтепродуктов и нефтяного шлама. Степень биоразложения через 72 часа составляет: парафин – 98%, дизельное топливо – 95%, нефть – 90%, нефтешлам – 50%. При применении биопрепарата «Охромин» получен высокий эффект очистки нефтесодержащих отходов, степень биоразложения нефтешлама составила 80-86% за один вегетационный период.

Проведенными исследованиями и опытно промышленными испытаниями установлено, что новый биопрепарат «Охромин» на основе микроорганизмов р. Ochrobactrum обладает широким спектром окислительной активности, деструктирует н-парафины широкой фракции, дизельное топливо, нефть, мазут, масла, органическую часть нефтешламов, способен расти в широком диапазоне температур и рН среды, безопасен для человека и животных, эффективен для биологической очистки нефтесодержащих отходов в условиях полигона. Биопрепарат «Охромин» рекомендуется к применению для рекультивации и восстановления нефтезагрязненных почв, обезвреживания нефтесодержащих отходов в условиях полигона.

Бактерии рода Pseudomonas

В ходе исследования по выделению микробов обнаружено, что они способные расщеплять карбазол и фенантрен в различных степенях. Минерализация этих соединения протекла как по классическому биохимическому пути, так и через альтернативные пути. Исследования проводили с использованием проб загрязненной почвы из трех разных мест территории нефтеперерабатывающего завода города Алжира.

Светокорректирующие пленки

В природе биодеградация углеводородов, загрязняющих почву, происходит с помощью естественной углеводородокисляющей микрофлоры в течение длительного времени, особенно в регионах с пониженной температурой. Управление процессами биодеградации направлено, прежде всего, на активизацию биохимических процессов жизнедеятельности микробных сообществ. Для удлинения вегетационного периода и улучшения температурного режима почвы возможно применение полимерных пленок, обладающих «полисветановым» эффектом со светокорректирующими свойствами.Коллектив авторов из Института химии нефти СО РАН исследовал эффект стимулирующего влияния солнечного света, прошедшего через светокорректирующую пленку, на рост численности и оксигеназную активность аборигенной микрофлоры нефтезагрязненных почв (концентрация нефти в почве 50 г/кг).

Выявлено, что применение светокорректирующей пленки стимулирует на 2 порядка рост численности основных физиологических групп микрофлоры, участвующей в процессах восстановления нефтезагрязненных почв. При этом процессы биодеградации нефтяных загрязнений протекают в 5-6 раз быстрее. В конце эксперимента содержание нефти составило 34 г/кг почвы, в опытных образцах полностью отсутствовали легкие углеводороды С9-С15, и на 70-80 % уменьшилась концентрация углеводородов с большим молекулярным весом (С16–С34).

Обнаруженный эффект фотолюминесцентной активации может быть использован при разработке экологически безопасных методов восстановления нефтезагрязненных почв на ограниченных площадях.

Биоконвеер «ВИЯ»

В НИИ экологии и рационального использования природных ресурсов Тюменского государственного университета разработан Биоконвеер «Вия», предназначенный для очистки водоемов от разливов нефти и нефтепродуктов, преимущественно малых рек, ручьев и водотоков.

Нефтесорбирующий бон состоит из сердечника, трубчатой оболочки и носителя. Трубчатая оболочка изготовлена из синтетического материала, например, ленточного капрона, который соединяется таким образом, что образует цилиндрическую поверхность – герметичную трубу, которая располагается вокруг сердечника и обеспечивает плавучесть бона. Трубчатая оболочка жестко соединена с носителем по длине с одной стороны сердечника или с двух противоположных сторон сердечника. Носитель выполнен в виде полимерных сорбирующих волокон с различной плотностью, чередующихся между собой. Полимерные волокна носителя, обладающие сорбирующими свойствами, пропитывают составом из микроорганизмов и биогенного питания, например, клетки Pseudomonas putida 36 и Arthrobacter oxydans-091 в комплексе с минеральными добавками аммонийных и фосфорных солей, обладающим высокой деструктивной способностью к нефти и нефтепродуктам.

Была проведена серия испытаний нефтесорбирующего бона для очистки от нефтяного загрязнения малой реки Парки на территории ОАО «Юганскнефтегаз». Результаты анализов проб воды на содержание нефтепродуктов показали снижение концентрации с 29,85 мг/л до 3,18 мг/л в течение 30 дней. Резко снизилось содержание нефтепродуктов на поверхности воды в пленке с 2,6 мг/см2 до 0,06 мг/см2.Заграждения из нефтесорбирующего бона обладают:

- высокой нефтесорбирующей способностью;

- высокой барьерной функцией для оконтуривания нефтяных пятен в открытых проточных водоемах и в качестве заграждающего экрана для удержания нефти, нефтепродуктов в толще воды;

- высокой деструктивной способностью, т. к. содержит живые адсорбированные клетки микроорганизмов, что способствует микробиологической деструкции нефти и нефтепродуктов;

- простотой конструкции, что дает возможность быстрой установки практически в любом месте на реке.

Таким образом Биоконвеер «Вия» позволяет снизить негативные последствия аварийных ситуациях, когда в водотоки попадает огромное количество нефти.

Глава 3. Интенсивная биотермическая обработка шламовых отходов нефтяного комплекса

Деятельность предприятий нефтяного комплекса приводит к образованию объемов шламовых отходов: шламов чистки резервуарных парков и оборудования, осадков и избыточных активных илов сооружений биологической очистки сточных вод, шламов химводоочистки теплоэлектроцентрали нефтеперерабатывающего завода (ТЭЦ НПЗ) и др.

В крупных градопромышленных агломерациях на долю нефтешламов приходится до 30 — 40% совокупного объема продуцируемых отходов. Большое количество шламов размещено в накопителях нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, в результате из использования выводятся сотни гектаров полезной территории.

В табл. 1 представлены ориентировочные годовые объемы некоторых видов шламовых отходов, образующихся на НПЗ мощностью до 10 млн. т/год по сырой нефти.

Нефтешламовые отходы представляют собой сырье, пригодное к использованию в качестве грунтоподобных материалов экранирования полигонов, рекультивации несанкционированных свалок, заполнения выемок отработанных карьеров. Однако перед утилизацией они должны подвергаться обработке в целях снижения токсичности путем разложения углеводородов.

Перспективным способом разложения токсичных нефтепродуктов в шламовых отходах является биотермическое компостирование.

Сотрудники Самарского государственного технического университета разработали технологии интенсивного биотермического компостирования нефтешламовых отходов для их последующей утилизации в качестве рекультивационных материалов

При разработке технологии решались следующие задачи:

• интенсификация аэробной биодеструкции углеводородов в шламовых отходах, имеющих неблагоприятный для компостной микрофлоры химический состав;

• исследование возможности применения для биообработки углеводородсодержащих шламов добавок на основе отходов вспомогательных производств нефтетехнологического комплекса взамен природных материалов;

• функционально-компоновочное и конструктивно-технологическое оформление сооружений интенсивной биодеструкции нефтешламов.

Биотермическая обработка шламовых отходов осуществляется с использованием порообразующих и инокулирующих добавок на основе природных материалов: перлита, торфа, лигнина, древесных отходов, отходов агропромышленного комплекса и др. [1].

Добавки создают в нефтешламовой смеси условия, благоприятные для жизнедеятельности аэробной компостной микрофлоры. Некоторые добавки, такие, как лигнин и доломитовая мука, выполняют функции нейтрализаторов, корректируя реакцию среды. Массовые соотношения шламовых отходов и добавок лежат в пределах от 1:0,5 до 1:2. Большие объемы добавок на основе природного сырья, удаленность источников их образования от нефтеперерабатывающих предприятий и соответственно высокая стоимость транспортировки сдерживают массовое применение технологий компостирования шламов.