ПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

ПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ


RU (11) 2191753 (13) C2

(51) 7 C02F3/34, B09C1/10, C12N1/26, C12N1/26, C12R1:01, C12N1/26, C12R1:32 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.09.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2002.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 99120415/13 
(22) Дата подачи заявки: 1999.09.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.09.27 
(43) Дата публикации заявки: 2002.04.27 
(45) Опубликовано: 2002.10.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2053205 С1, 27.01.1996. RU 2083667 С1, 10.07.1997. RU 2104103 С1, 10.02.1998. Сорбент "Фежел". ТУ 113-07-11.051- 90. Введ. 05.07.1990. 
(71) Имя заявителя: Государственный научный центр прикладной микробиологии 
(72) Имя изобретателя: Кондрашенко В.М.; Холоденко В.П.; Дунайцев И.А.; Ермоленко З.М.; Чугунов В.А.; Мартовецкая И.И.; Миронова Р.И.; Жиркова Н.А. 
(73) Имя патентообладателя: Государственный научный центр прикладной микробиологии 
(98) Адрес для переписки: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, ГНЦ ПМ 

(54) ПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 

Изобретение относится к микробиологической очистке почв и водоемов при разливе нефти и нефтепродуктов, при очистке промышленных сточных вод, загрязненных нефтепродуктами и солями тяжелых металлов. Бактериальный препарат, имеющий коммерческое название "Фежел-био", создан на основе органического субстрата и нефтеокисляющих бактерий Mycobacterium flavesens ВКПМ В-6000, Mycobacterium sp. ИЖ4, Rhodococcus sp. 56д, Acinetobacter sp. НВ-1. Органический субстрат содержит воду, тиомочевину, сахар и целлюлозный носитель, покрытый слоем ферроцианида железа. Биопрепарат эффективно и в короткий срок утилизирует ароматические, полиароматические, непредельные, изопреноидные углеводороды нефти, которые более канцерогенны и токсичны для живой природы по сравнению с предельными углеводородами. Кроме нефти препарат эффективно утилизирует мазут, дизельное топливо, керосин. Культуры из биопрепарата устойчивы к ионам тяжелых металлов, фенолу и формальдегиду, что расширяет диапазон его применения при очистке территорий от нефти и нефтепродуктов. 4 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к микробиологической очистке почв и водоемов при разливе нефти и нефтепродуктов, при очистке промышленных сточных вод, загрязненных нефтепродуктами и солями тяжелых металлов.

Проблема очистки водоемов и почв от загрязнений нефтью и нефтепродуктами является важной задачей биотехнологии защиты окружающей среды. Процесс самовосстановления загрязненных почв является очень длительным и может продолжаться более 25 лет, а в районах севера и до 50 лет. Интенсификация биологического разрушения углеводородов нефти в окружающей среде может быть достигнута за счет интродукции в загрязненную экосистему нефтеокисляющих микроорганизмов.

Известен бактериальный препарат "Путидойл" (ТУ 64-16-75-91), предназначенный для ускорения разложения нефти. Его недостатком является сложная технология приготовления препарата, которая предусматривает распылительную сушку живой культуры бактерий. Этот метод сушки не позволяет получить препарат с титром клеток более 1010 кл/г вследствие инактивации клеток под действием высоких температур (+60oС).

Существуют также публикации, указывающие на то, что в естественных условиях препарат "Путидойл" оказался малоэффективен, и что он оказывает угнетающее воздействие на естественный микробный ценоз (Новиков Ю.В, Комзолова Н.В. Исследования бактериального препарата "Путидойл", предложенного для очистки водоемов от нефти. - "Водное хозяйство", 1992, 2, с.121-123).

Наиболее близок нашему бактериальный препарат "Нафтокс" (патент RU 2053205). Его недостатком является то, что бактерии препарата утилизируют только нормальные парафины нефти (С12-С18), а это 10-20% от состава нефти. В состав же нефти входят, кроме нормальных парафинов, нафтены, ароматические, полиароматические, непредельные, предельные, изопреноидные и другие углеводороды, все они более токсичны для живой природы, чем нормальные углеводороды, и без их биодеструкции очистка от нефтезагрязнений будет незначительная.

Задачей предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного бактериального препарата (предполагаемое название "Фежел-био"), обладающего высокой утилизирующей способностью по отношению к нефти и нефтепродуктам в широком диапазоне температур, который может быть использован для очистки почв и водоемов, загрязненных нефтепродуктами и солями тяжелых металлов.

Поставленная задача решается созданием бактериального препарата, содержащего аэробные нефтеокисляющие бактерии, воду, органический субстрат, причем в качестве органического субстрата используется сорбент "Фежел", представляющий собой целлюлозный носитель, покрытый слоем сорбирующего вещества, а также дополнительно препарат содержит тиомочевину и сахарозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сорбент "Фежел" - 98,0-85,0

Тиомочевина - 0,2-0,5

Сахароза - 3,0-5,0

Вода - Остальное

Аэробные нефтеокисляющие бактерии - В эффективном количестве (кл/г препарата)

В качестве нефтеокисляющих бактерий препарат содержит штаммы бактерий: Mycobacterium flavescens ВКПМ В-6000, Mycobacterium species ИЖ 4, Rhodococcus species 56д, Acinetobacter species HB-1, защищенные патентами 2053296, 2077578, 2101352, 2077579 соответственно, подобранные к условиям очищаемой территории, а необходимое содержание живых активных бактерий рассчитывается в зависимости от степени загрязненности.

Входящие в препарат культуры непатогенны, нетоксичны и нетоксигенны.

Сорбент "Фежел" (ТУ 113-07-11.051-90) представляет собой гранулы древесной целлюлозы, покрытые слоями сорбирующего вещества. Сорбент "Фежел" обладает высокой селективностью к ряду радионуклидов и тяжелых металлов, имеет высокую поглотительную способность по отношению к нефти.

Высокая эффективность препарата обусловлена подбором штаммов бактерий:

- все штаммы обладают биоэмульгирующей и нефтеокисляющей активностью;

- в препарат входят быстро и медленнорастущие бактерии, что обеспечивает быстроту и эффективность очистки;

- составляющие бактерии растут при температуре 4-10oС, биодеградация нефти при этих температурах замедляется, но не прекращается, поэтому предлагаемый биопрепарат можно использовать для очистки нефтезагрязненных территорий в районах Севера.

- бактерии, входящие в состав биопрепарата, имеют устойчивость к некоторым веществам и солям тяжелых металлов:

М. flavescens ВКПМ В-6000 - Mn, Zn, Мо, Рb (100 мг/л), Сr (IV), Сr (VII), Fe (10 мг/л), Ni (5 мг/л), Аg (1мг/л), Нg (0,05 мг/л), Сu (0,1 мг/л), фенол, формальдегид (100 мг/л).

Mycobacterium species ИЖ 4 - Ni, Fe (10 мг/л), Pb, Mo, Zn, Сu, Mn, Сr (IV), Сr (VII) - (1 мг/л); фенол (100 мг/л).

Rhodococcus species 56д - Fe (10 мг/л), Pb, Ni, Mn, Сr (IV), Сr (VII) - (1 мг/л), Нg (0,05 мг/л), Zn (0,05 мг/л), фенол (100 мг/л).

Acinetobacter species HB-1 - Ni, Pb, Сr (VII) - (10 мг/л) - (0,5 мг/л), фенол (10 мг/л).

Расход препарата для обработки водоемов составляет 100-150 г/м2, для обработки почвы - 15-20 кг/т.

Срок хранения биопрепарата при температуре от +4 до +10oС - 6 месяцев, а при температуре 20oС - 3 месяца.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. Предлагаемый биопрепарат "Фежел-био" получают путем нанесения клеток нефтеокисляющих бактерий на сухой сорбент "Фежел", который перед использованием высушивают при температуре 105-110oС в течение 3-4 часов до влажности 5,5%.

Микробную массу каждого штамма выращивают отдельно в ферментере АК-210 с контролем и поддержанием основных параметров культивирования (рН, to, парциальное давление растворенного O2, скорость перемешивания, расход воздуха на аэрацию). Процесс культивирования заканчивают на стадии стационарной фазы. Затем культуральную жидкость концентрируют на микрофильтрационной установке МР-0,3. Концентрированную клеточную суспензию (1011 кл/мл) смешивают с сорбентом в весовом отношении 7:1. В качестве стабилизатора в концентрированную биомассу вносят 0,5% тиомочевины, для сохранения жизнедеятельности бактерий вносят 5% сахарозы.

Полученный влажный препарат раскладывают на лотки и высушивают при комнатной температуре в течение 2 суток или продувкой воздуха (40oС) над лотками в течение 2 часов до влажности 2-5%. Сухой препарат раскладывают в полиэтиленовые мешки и запаивают. Срок хранения биопрепарата 6 месяцев в условиях холодильника и 3 месяца при комнатной температуре.

Готовый препарат может быть использован как для очистки водоемов, так и загрязненных почв. В последнем случае препарат запахивают на глубину 20-25 см, периодически почву рыхлят культиватором (3-4 раза за сезон), вносят минеральные удобрения. Процесс очистки почвы рассчитан на 4-5 месяцев.

Пример 2. Микробную массу штаммов выращивают, как описано в примере 1. Затем в концентрированную биомассу добавляют в качестве стабилизатора 0,2% тиомочевины, а для сохранения жизнедеятельности бактерий вносят 3,0% сахарозы. Концентрированную клеточную суспензию (1011 кл/мл) смешивают с сорбентом "Фежел" в весовом отношении 7:1 до влажности 2-5%. Высушивают и хранят препарат, как описано выше.

Пример 3. Испытание биопрепарата "Фежел-био" проводили в сентябре 1994 г. на базе ОС ЗАЭС на водах внешнего охлаждающего контура ЗАЭС с целью оценки эффективности очистки вод от нефтепродуктов и радионуклидов.

Испытания проводили в опытно-промышленном режиме на специально оборудованной для этого установке. Рабочая температура процесса 20-26oС, препарат вносили в очищаемую воду в количестве 0,5 вес.%.

Концентрация нефтепродуктов в воде достигала 5,23 мг/л и 330 мг/л. После 3-суточной очистки воды химические анализы показали, что уровень нефти в очищенной воде снизился соответственно до 0,35 и 6,1 мг/л, что говорит о том, что уровень очистки воды достигал 93,3 и 98,0%. Радионуклиды не были обнаружены в воде. Количество нефтеокисляющих бактерий в воде достигало 108 кл/мл, что подтверждает биологическую природу утилизации нефтепродуктов.

Пример 4. Испытания биопрепарата "Фежел-био" проводились в сентябре 1994 г. на базе машинного зала блока 1 Запорожской АЭС.

Препарат наносили тонким слоем на сильнозагрязненные участки поверхности бетонного пола машинного зала с расходом 0,1-0,3 кг/м2 и выдерживали 1-2 мин. Масляный слой практически весь впитался в биосорбент, который в дальнейшем был переработан в специальном реакторе, аналогичном примеру 3.

Анализ содержания нефтепродуктов на поверхности пола вели методом стандартного трафаретного отпечатка, который показал, что поверхности были очищены на 80-97%.

Пример 5. Испытания биопрепарата "Фежел-био" проводились в июне 1996 г. на базе САС г. Екатеринбурга с целью уничтожения нефтепродуктов, собранных с поверхности воды. Масло, разлитое на поверхности воды, сверху засыпалось биопрепаратом, который впоследствии собирали и вносили в реактор (по типу примера 2) в количестве 1% от веса воды. Смесь культивировали 3 суток. Химический анализ показал, что количество масла в воде с 10 г/л упало до 0,003 г/л, т.е. степень очистки воды достигла 98,8%.

Пример 6. Испытания биопрепарата "Фежел-био" проводились на базе ГНЦ ПМ с участием ГМП "Промотходы" в октябре 1996 г. с целью апробирования технологии очистки грунтов, загрязненных нефтепродуктами. Грунты были взяты с полигона ГПМ "Промотходы" и очищались в пилотной установке, разработанной в ГНЦ ПМ. Длительность очистки 8 часов, температура 20oС. Результаты химических анализов показали, что очистка нефтезагрязненных грунтов за указанное время была проведена на 80-82% без применения дополнительных обработок.

Пример 7. В колбочки на 100 мл вносят по 30 мл минеральной среды 8Е и 1% модельной нефти (нафталин, тетрадекан, пентадекан, гексадекан, фенилдекан, пристан, пирен, фенантрен, аценафтен), а также вносят 1% препарата "Фежел-био". Контрольную колбу оставляют без биопрепарата. Культивирование проводят на качалке при 200 об/мин, 20oС в течение 5 дней. Обработку результатов проводят на газовом хроматографе. Результаты показывают, что биодеградация указанных углеводородов прошла на 83,3%, 58,4%, 62,2%, 70,0%, 43,0%, 38,0%, 75%, 30%, 40% соответственно.

Пример 8. В колбочки на 100 мл вносят по 30 мл минеральной среды 8Е, 300 мг нефти, 10 мг/л солей: Mn, Pb, Zn, Mo, Fe, Ni, Аg и Cr - 50 мкг/л и 1% препарата "Фежел-био". Контролем служит колба, в которую вносят биопрепарат и нефть. Опыт проводят в трех повторностях. Культивируют колбы на качалке при 28oС при 200 об/мин в течение 5 дней. Результаты опыта показывают, что в колбе с солями металлов и без них культуры биопрепарата утилизируют нефть на 88%.

Таким образом, преимуществом предлагаемого препарата "Фежел-био" по сравнению с аналогичным препаратом "Нафтокс", который утилизирует только нормальные углеводороды нефти, является то, что он эффективно и в короткий срок утилизирует ароматические, полиароматические, непредельные, изопреноидные углеводороды нефти, которые более канцерогенны и токсичны для живой природы по сравнению с предельными углеводородами. Кроме нефти предлагаемый препарат эффективно утилизирует мазут, дизельное топливо, керосин. Культуры из биопрепарата устойчивы к ионам тяжелых металлов, фенолу и формальдегиду, что расширяет диапазон его применения при очистке территорий от нефти и нефтепродуктов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Биопрепарат для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов, включающий аэробные нефтеокисляющие бактерии, органический субстрат, воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит тиомочевину и сахарозу, а в качестве органического субстрата используют сорбент "Фежел", представляющий собой целлюлозный носитель, покрытый слоем сорбирующего вещества, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сорбент "Фежел" - 98,0-85

Тиомочевина - 0,2-0,5

Сахароза - 3,0-5,0

Вода - Остальное

Аэробные нефтеокисляющие бактерии - В эффективном количестве (кг/л препарата)

2. Биопрепарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит штамм бактерий Mycobacterium flavescens ВКПМ В-6000 в конечной концентрации не менее 5108 кл/г препарата.

3. Биопрепарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит штамм бактерий Mycobacterium sp. ИЖ 4 в конечной концентрации не менее 4,0108 кл/г препарата.

4. Биопрепарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит штамм бактерий Rhodococcus sp. 56д в конечной концентрации не менее 4,5108 кл/г препарата.

5. Биопрепарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэробных нефтеокисляющих бактерий он содержит штамм бактерии Acinetobacter sp. НВ-1 в конечной концентрации не менее 9108 кл/г препарата.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru