СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ


RU (11) 2014286 (13) C1

(51) 5 C02F3/34, E02B15/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 4828587/13 
(22) Дата подачи заявки: 1990.05.24 
(45) Опубликовано: 1994.06.15 
(71) Заявитель(и): Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ 
(72) Автор(ы): Биттеева М.Б.; Мурзаков Б.Г.; Морщакова Г.Н.; Хамроев О.Ж.; Капотина Л.Н.; Фадеева Т.Н.; Помазкова В.А.; Левандовская Ю.Б.; Демидова Е.И.; Поспелов М.Е. 
(73) Патентообладатель(и): Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ 

Использование: очистка воды и почвы от нефтепродуктов. Сущность: в загрязненную среду вносят консорциумы микроорганизмов дрожжи: бактерии, бактерии: бактерии при следующем их видовом составе: Candida tropicalis - Mycococcus lactis или Mycococcus lactis - Mycococcus lactis, или Candida guillermondii - Acinetobacter oleovorum subsp. paraphinicum. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к биологической очистке воды и почвы от нефтепродуктов, к охране окружающей среды и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, микробиологической, фармацевтической промышленности с целью очистки от нефтепродуктов; отработанных сточных вод, содержащих промежуточные продукты их окисления, различных емкостей, почв, водных поверхностей рек, озер.

Известна способность микроорганизмов усваивать углеводороды жидких и газообразных нефтепродуктов и широко используется в настоящее время в биотехнологии с целью получения белка, различных физиологически активных веществ и т.д. С другой стороны окисление различных нефтепродуктов микроорганизмами в настоящее время стало причиной возникновения существенных проблем в сфере нефтехимии, нефтепереработки, а также при эксплуатации и хранении их на колхозных и совхозных нефтекомплексах, так как такие нефтепродукты как моторные масла, дизельное топливо, образуют осадки, осмоляются, что приводит к усиленному отложению нагара на клапанах, поршнях, в резервуарах хранения и т. д., тем самым приводят к ухудшению режима работы двигателя, либо полному выходу его из строя, загрязнению резервуаров, цистерн и почвы нефтепродуктами.

Известны способы утилизации и очистки трудноокисляемых углеводородов, промежуточных продуктов окисления н-алканов бактериями, дрожжами, грибами с целью увеличения выхода от сырья, снижения загрязнений на очистные сооружения (авт.св. СССР N 944335, кл. С 12 N 1/26, N 1156354, кл. С 02 F 33/34). Известны микроорганизмы, окисляющие различные нефтепродукты на конструктивный обмен для получения белково-витаминных концентратов с одной стороны и снижения загрязнений на очистные сооружения с другой стороны, например н-алканы С10-С40 (см. авт.св. СССР N 525751, кл. С 12 K 3/00, N 558535, кл. С 12 К 1/00);

- дизельное топливо (см. авт.св. СССР N 772226 кл. С 12 11/08, N 925114 кл. С 12 N 1/00, N 538566, С 12 К 3/00;

- кубовый остаток (см.авт.св. СССР N 501581, кл. С 12 К 3/00; N 558535, кл. С 12 К 1/00; N 843468 кл. С 12 N 1/26;

- сырую нефть (см.авт.св. СССР N 803482, кл. С 12 N 15/00; N 558535, кл. С 12 К 1/00).

Известен способ разложения нефти и нефтепродуктов с использованием грибов рода Aсtinomucor elegans (E. oliam) штамм N ТС-405, АТСС 20613, Gcotrichum marium, Thirumalachar sp. nov АТСС 20614 патенты США N 4415662, кл. C 12 N 11/14, 1/26, C 10 O 32/00, N 4415661, кл. С 12 N 11/00, 11/26, 1/14 C 10 32/10.

Недостатком этих способов является низкая скорость роста предлагаемых штаммов грибов и более сложная питательная среда, содержащая биостимуляторы роста грибов, более длительный период адаптации к нефтепродуктам.

Известен способ очистки нефтяного дистиллята, полученного микробиологической депарафинизацией нефти, от продуктов метаболизма реагентной обработкой. В качестве реагентов используют ионообменные высокомолекулярные соединения, а перемешивание осуществляют в псевдоожиженном слое ферромагнитной насадки воздействием неоднородного вращающегося электромагнитного поля (см. авт.св. СССР N 1474099, кл. С 02 F 1/48).

Недостатком данного способа очистки нефтяного дистиллята является применение дорогостоящих ионообменных соединений, а также сложного оборудования.

Известен способ селекции ассоциаций микроорганизмов-деструкторов для очистки токсических веществ, например, анилино-формальдегидных смол, содержащих 2,4% фенола, 3,6% метанола и 2,3% формальдегида, бензол, крезол, ароматические амины в том числе анилин, в процессе периодического и непрерывного культивирования микроорганизмов на носителе (см.авт. св. СССР N 1409657, кл. С 12 N 15/00, C 02 F 3/34).

Недостатком способа является срок адаптации 2 мес и неспособность окислять нефть.

Известен химический способ очистки резервуаров от смолистых веществ, остатков нефтепродуктов с помощью моющего средства Лабомид-203 при температуре 75-80о и концентрации его до 40 г/л и напоре струи моющего раствора Р - 4 Кгс/см3 (см. диссертацию Логинова В.А. Разработка и исследование показателей и технических средств в целях совершенствования системы обслуживания на нефтекомплексах колхозов и совхозов).

Наиболее близким к предложенному является способ применения микроорганизмов в комбинации с ПАВ для синергического диспергирования пролитой на воду нефти, с целью диспергировать в морской воде слой углеводородного масла - сырой нефти - его обрабатывают химическим диспергатором, который содержит (в мас.%) моноолеата сорбитана-9; водного диоктилсульфосукцината натрия-15; аддукта моноолеата сорбитана с окисью этилена-15; изопарафинового растворителя-61 в комбинации с микроорганизмами микрококкус церификанс. Массовое отношение диспергатор: культура микроорганизма : нефть- 1:1:100.

Недостатком известного способа является дороговизна диспергаторов и их отсутствие для промышленных условий применения (см.патент США N 4146470, кл. С 12 В 1/00).

Целью изобретения является упрощение способа, а также охрана окружающей среды.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе очистки воды и почвы от нефтепродуктов, включающем культивирование микроорганизмов на минеральной питательной среде, содержащей в качестве источника углерода различные нефтепродукты, согласно изобретению осуществляют культивированием ассоциативных культур. В качестве ассоциативных микроорганизмов использованы Candida tropicalis ВСБ-637 и Mycococcus lactis ВСБ-Д-5, ВСБ-574, Acinetobacter oleovorum subsp. paraphinicum ВСБ-576 и Candida guilliermonolii ВСБ-638. Наиболее активные подобранные ассоциативные культуры утилизируют депарафинизаты дизельного топлива, моторные масла, нефтепродукты с осмоленными осадками. Степень утилизации при оптимальных условиях для каждой подобранной ассоциации выражена в % от исходного сырья.

П р и м е р 1. Ассоциативные штаммы бактерий Mycococcus lactis ВСБ-Д-5 и дрожжей Candida tropicalis ВСБ-637 (авт.св. СССР N 538566 и N 525761) выращивали в периодических условиях при температуре 30-34о, рН среды 5,5-6,0 на минеральной среде N 9, где на 1 л воды используется 10 г аммония фосфорнокислого однозамещенного, 10 г калия фосфорнокислого двузамещенного, 0,7 г магния сернокислого, по 12,5 мг микроэлементов сернокислых солей: железа, цинка, марганца и 3 мг меди. В качестве источника углерода использовали такие вещества, как моторное масло, нефтепродукт с осмоленным осадком в концентрации 0,5 об.%, депарафинизат дизельного топлива в концентрации 10 об. % . Засевной односуточный материал выращивали на сусло-агаре дрожжи и бактерии на МПА, смывали стерильной водой и задавали в качалочные колбы по 0,1 г сухого вещества на 1 л минеральной среды или по оптической плотности 0,1 единиц для дрожжей и 0,05 единиц для бактерий.

В результате ферментации получили концентрацию биомассы за трое суток культивирования соответственно 1,7-3,7-5,6 г АСВ/л, что равно утилизации нефтепродуктов на 34, 74 и 70%. Соотношение дрожжей и бактерий в колбах определяли подсчетом выросших колоний %, посев производили по 0,1 мл на твердые среды: сусло-агар со стрептомицином 400 мкг/мл, чтобы подавить рост бактерий и на МПА с нистатином 50 мкг/мл, чтобы подавить рост дрожжей. Соотношение в периодическом режиме культивирования составило 40% дрожжей и 60% бактерий. Увеличение выхода составило на 18,4% по сравнению с монокультурой. Это позволило слить культуральную жидкость практически без масляной эмульсии, что предопределяет в практическом плане очистку различных емкостей и водной поверхности от нефтепродуктов, а также окисление их в почве.

П р и м е р 2. Термотолерантные ассоциативные штаммы бактерий одного рода Mycococcus lactis ВСБ-574 и ВСБ-Д-5 (см.авт.свид. СССР N 511742 и N 558535) выращивали в течение двух суток периодическим способом при 40-42о, рН среды 6,8-7,0, на минеральной среде N 9, описанной в примере 1. Засевной односуточный материал выращивали на МПА и смывали стерильной водой, засев производился по 0,1 г сухого вещества на 1 л среды или по оптической плотности 0,05 единиц. В качестве единственного источника углерода использовали те же вещества, описанные в примере 1. Соотношение ассоциативных культур бактерий определяли высевом на МПА с различными концентрациями антибиотиков (см. таблицу).

В результате культивирования получили концентрацию биомассы соответственно 1.0-3,7-5,0 г АСВ/л, утилизация при этом составила 25, 74, 62,5%. Это также позволило слить культуральную жидкость без нефтяной эмульсии и данная ассоциация может быть применена для очистки водной поверхности и емкостей от нефтепродуктов, а также сточных вод, содержащих нефтепродукты.

П р и м е р 3. Ассоциативные культуры Candida guilliermonolii subsp. paraphinicum ВСБ-638 и Acinetobacter oleovorum subsp. paraphinicum ВСБ-567 выращивали периодическим способом в течение 72 ч на минеральной среде и источниках углерода, описанных в примере 1, при температуре культивирования 34-36о, рН среды 5,5-6,0. Засевной материал односуточный выращивали на сусло-агаре и на МПА, смывали стерильной водой, засев производился по 0,1 г сухого вещества на 1 л среды или по оптической плотности 0,1-0,05 единиц. В качестве единственного источника углерода использовали те же вещества, описанные в примере 1. В результате ферментации получили концентрацию биомассы соответственно 1,4-3.9 и 8,4 г АСВ/л, выход от заданного сырья составил 28, 78, 93%. Соотношение дрожжей и бактерий в колбах определяли подсчетом выросших колоний в %, а также высевом на МПА с различными антибиотиками для учета бактерий и сусло-агар для дрожжей. Соотношение в периодическом режиме культивирования составило 50% дрожжей и 50% бактерий. Увеличение концентрации биомассы у смешанных культур составляет 12%. Отработанная жидкость не содержала масляной и нефтяной эмульсии, что позволяет предложить данную ассоциацию использовать в практических целях для очистки от нефтепродуктов водных и почвенных поверхностей.

П р и м е р 4. Ассоциативные штаммы бактерий рода Acinetobacter oleovorum ВСБ-567, Mycococcus lactis ВСБ-574 и ВСБ-Д-5 выращивали в периодических условиях при температуре 40-42о, рН среды 6,8-7,0, на минеральной среде N 9, указанной в примере 1. Засевной односуточный материал выращивали на МПА, смывали стерильной водой и засевали в колбы по 0,1 г сухого вещества на 1 л или по оптической плотности 0,05 единиц. В качестве единственного источника углерода использовали те же вещества, описанные в примере 1. В результате ферментации получили концентрацию биомассы соответственно 1,7-3,7-7,4 г АСВ/л от заданного сырья выход составил 34, 74, 82%. Соотношение ассоциативных культур определяли высевом на МПА с различными антибиотиками (см. таблицу). Это также позволило слить жидкость без нефтяной эмульсии.

П р и м е р 5. Ассоциативные штаммы бактерий рода Acinetobacter oleovorum subsp. paraphinicum ВСБ-567, Mycococcus lactis ВСБ-574, ВСБ-Д-5, и штамм дрожжей С. tropicalis ВСБ-637 выpащивали на минеральной среде N 9, указанной в примере 1 при температуре культивирования 38-40о, рН среды 6,0-6,5. Засевной материал выращивали на МПА бактерии и на сусло-агаре дрожжи, задавали в колбы в концентрации 0,1 г сухого вещества или по оптической плотности 0,05 единиц бактерии и 0,1 единиц дрожжи. В качестве единственного источника углерода использовали те же вещества, описанные в примере 1. Соотношение ассоциативных культур определяли высевом на МПА с различными концентрациями антибиотиков (см. таблицу) и для дрожжей использовали сусло-агар со стрептомицином в концентрации 400 мкг/мл.

В результате культивирования получили концентрацию биомассы соответственно 1,7-4,8-8,5 г АСВ/л, утилизация при этом составила 34, 98, 94%. Это также позволило слить культуральную жидкость без нефтяной эмульсии и данная ассоциация может быть применена для очистки водной поверхности и емкостей от нефтепродуктов.

П р и м е р 6. Ассоциативные штаммы дрожжей С.tropicalis ВСБ-637. С.guilliermonolii ВСБ-638 и бактерий ВСБ-567, ВСБ-574, ВСБ-Д-5, Acinetobacter oleovorum subsp. paraphinicum, Mycococcus lactis, Mycococcus lactis выращивали в периодических условиях при температуре 38-40о, рН среды 6,0-6,5. Засевной материал выращивали сутки на МПА бактерии и на сусло-агаре дрожжи, смывали стерильной водой и засевали в колбы по 0,1 г сухого вещества на 1 л среды, или по оптической плотности 0,05 ед. для бактерий и 0,1 ед. для дрожжей. В качестве единственного источника углерода использовали те же вещества, описанные в примере 1. В результате ферментации получили концентрацию биомассы соответственно 2,0-5,0-9,1 г АСВ/л, выход от заданного сырья составил 50, 99, 99%. Соотношение ассоциативных культур определяли высевом на МПА с антибиотиками для разделения бактерий и на сусло-агар со стрептомицином 400 мкг/мл для дрожжей. Для определения соотношения дрожжей вида Сandida tropicalis и C. guilliermonolii в присутствии бактерий использовали сусло-агар с трифенилтетрозолием хлористым (ТТХ) 25-50 мкг/мл плюс стрептомицин 400 мкг/мл для подавления роста бактерий, при этом дрожжи С. tropicalis окрашиваются в малиновый цвет, а дрожжи С.guilliermonolii не окрашиваются или имеют светло-розовый цвет (см.авт.св. СССР N 1381993, кл. С 12 N 1/16). Данная ассоциация может быть применена для очистки водной поверхности и емкостей от нефтепродуктов.

Таким образом, для решения важнейшей проблемы защиты окружающей среды обитания любого живого организма и возвращения в народное хозяйство водных, земельных и металлоемких ресурсов использование предлагаемого способа позволит окислить различные продукты нефтяного происхождения, продуктов их окисления в широком диапазоне температур культивирования и рН среды.

Предлагаемый способ экономически более рентабелен, не требует дорогостоящих сорбентов, оборудования, не требует длительного периода адаптации в отличие от ранее предложенных способов очистки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ, предусматривающий внесение в очищаемую среду микроорганизмов с питательной средой, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления способа, в качестве микроорганизмов используют консорциумы дрожжи: бактерии или бактерии: бактерии при следующем их видовом составе: Candida tropicalis и Mycococcus lactis, или Mycococcus lactis и Myccoccus lactis, или Candida guillermondii и Acinetobacter oleovorum subsp. paraphinicum.




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