RU2479365C1 - Method and plant for microbiological treatment of soils contaminated by heavy metals and oil products (versions) - Google Patents
Method and plant for microbiological treatment of soils contaminated by heavy metals and oil products (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479365C1 RU2479365C1 RU2011140731/13A RU2011140731A RU2479365C1 RU 2479365 C1 RU2479365 C1 RU 2479365C1 RU 2011140731/13 A RU2011140731/13 A RU 2011140731/13A RU 2011140731 A RU2011140731 A RU 2011140731A RU 2479365 C1 RU2479365 C1 RU 2479365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bioreactor
- sand
- mixture
- water
- soil
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 title claims description 13
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 29
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 15
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 15
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 29
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 10
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и охране окружающей среды, а именно к технологии и устройствам микробиологического обезвреживания (реактор закрытого изотермического типа), и предназначено для восстановления земель, загрязненных солями тяжелых металлов и нефтепродуктами.The invention relates to the field of biotechnology and environmental protection, and in particular to technology and devices for microbiological neutralization (closed isothermal type reactor), and is intended for the restoration of lands contaminated with salts of heavy metals and petroleum products.
Известен способ переработки нефтяных шламов, заключающийся в фильтровании нагретого до 40-45°С нефтешлама, повторном нагревании, фильтровании, центрифугировании, сепарировании, выделении трех фаз нефтепродуктовой, водной эмульсии и механических примесей, содержащих тяжелые углеводороды, причем исходный нефтешлам предварительно обрабатывают деэмульгатором, а после нагревания до 40-45°С нефтешлам отстаивают с выделением четвертой фазы водно-иловой суспензии, при этом механические примеси отмывают углеродным растворителем, обрабатывают водяным паром, а водно-иловую суспензию используют в качестве питательной среды для выращивания микроорганизмов, затем механические примеси и водно-иловую суспензию с выращенными микроорганизмами объединяют и осуществляют обезвреживание полученной смеси анаэробными микроорганизмами с последующей доочисткой в анаэробных условиях, после чего вносят грибной инокулят, культивируют, отделяют полученную грибную биомассу и выводят очищенные песок и глину - аналог (патент РФ №2078740, МПК: C02F 11/14) - аналог.There is a method of processing oil sludge, which consists in filtering oil sludge heated to 40-45 ° C, reheating, filtering, centrifuging, separating, separating three phases of oil product, water emulsion and mechanical impurities containing heavy hydrocarbons, and the initial oil sludge is pre-treated with a demulsifier, and after heating to 40-45 ° C, the oil sludge is defended with the release of the fourth phase of a water-sludge suspension, while the mechanical impurities are washed with a carbon solvent, treated in steam, and the water-sludge suspension is used as a nutrient medium for growing microorganisms, then the mechanical impurities and the water-sludge suspension with the grown microorganisms are combined and the resulting mixture is neutralized with anaerobic microorganisms, followed by purification under anaerobic conditions, after which a mushroom inoculum is introduced, and the fungal inoculum is introduced, and the fungal inoculum is introduced, , the obtained mushroom biomass is separated and the purified sand and clay are removed - analogue (RF patent No. 2078740, IPC: C02F 11/14) - analogue.
Недостатками известного способа являются сложность технологии, невозможность очистки нефтешлама одновременно от солей тяжелых металлов, низкая степень очистки от нефти из-за неэффективного разделения эмульсии нефть - вода; вывод неочищенных завешенных частиц вместе с водой, неэффективность биодеструкции тяжелых углеводородов, необходимость внесения питательных добавок; низкая эффективность работы углеводородокисляющих микроорганизмов при колебаниях температуры, влажности и световых условий в аппарате биологической очистки.The disadvantages of this method are the complexity of the technology, the inability to clean oil sludge at the same time from salts of heavy metals, the low degree of purification from oil due to the ineffective separation of the oil-water emulsion; removal of crude suspended particles with water, inefficiency of biodegradation of heavy hydrocarbons, the need for nutritional supplements; low efficiency of hydrocarbon-oxidizing microorganisms under fluctuations in temperature, humidity and light conditions in the biological treatment apparatus.
Известен способ микробиологической очистки нефтезагрязненных продуктов, реализуемый в установке для микробиологической очистки (патент РФ №76826, МПК: В03В 9/02, опубл. 10.10.2008 г.) - аналог.A known method of microbiological purification of oil-contaminated products, implemented in the installation for microbiological purification (RF patent No. 76826, IPC: V03V 9/02, publ. 10.10.2008) - analogue.
В известном способе загрязненный грунт помещают в биореактор и обрабатывают биопрепаратом и удобрениями.In the known method, the contaminated soil is placed in a bioreactor and treated with a biological product and fertilizers.
Недостатком известного решения является невозможность очистки грунтов от более опасных, чем нефтепродукты, солей тяжелых металлов; невысокая эффективность работы биопрепарата при пониженных температурах 10-15°С.A disadvantage of the known solution is the impossibility of cleaning the soil from more dangerous than petroleum products, salts of heavy metals; low efficiency of the biological product at low temperatures of 10-15 ° C.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение в части способа по первому варианту, является повышение эффективности очистки загрязненного грунта, при обеспечении очищения грунта не только от нефтепродуктов, но и от солей тяжелых металлов.The technical result, to which the claimed invention is directed in part of the method according to the first embodiment, is to increase the efficiency of cleaning contaminated soil, while ensuring the cleaning of the soil not only from oil products, but also from salts of heavy metals.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе микробиологической очистки загрязненного грунта в биореактор загружают загрязненный грунт и равномерно распределяют его по биореактору, после чего в биореактор загружают песок с предварительно добавленным в него биосорбентом, перемешивают грунт с песком с образованием слоя смеси компонентов и обрабатывают водным раствором гуминовой кислоты с концентрацией 2-5% вес. в воде до влажности слоя смеси 50-60%, выдерживают, периодически перемешивая смесь в биореакторе, и после достижения нормативных значений концентраций загрязняющих веществ перемешивание прекращают и осуществляют выгрузку очищенной смеси.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of microbiological treatment of contaminated soil, contaminated soil is loaded into the bioreactor and evenly distributed throughout the bioreactor, after which sand with biosorbent previously added to it is loaded into the bioreactor, soil and sand are mixed to form a layer of a mixture of components and treated with water a solution of humic acid with a concentration of 2-5% weight. in water until the humidity of the mixture layer is 50-60%, they are kept, periodically mixing the mixture in the bioreactor, and after reaching the standard values of the concentrations of pollutants, the mixing is stopped and the purified mixture is unloaded.
Если концентрация раствора гуминовой кислоты в воде менее 2%, то процессы разложения нефтепродуктов замедляются, например, при концентрации в 1% - 2 раза. Производительность биореактора снижается.If the concentration of the humic acid solution in water is less than 2%, then the decomposition of petroleum products slows down, for example, at a concentration of 1% - 2 times. Bioreactor performance is reduced.
А если более 5%, то начинается мицеллообразование и активная поверхность молекул гуминовой кислоты резко падает.And if more than 5%, then micelle formation begins and the active surface of humic acid molecules drops sharply.
Если процесс обработки водным раствором гуминовой кислоты с концентрацией 2-5% вес. в воде осуществляют до влажности слоя смеси менее 50%, то жидкие линзы в поровом пространстве грунта не связаны друг с другом и затруднена диффузия молекул нефтепродуктов к микроорганизмам, и процесс биодеструкции резко замедляется.If the processing process is an aqueous solution of humic acid with a concentration of 2-5% by weight. in water, they are carried out to a moisture content of the mixture layer of less than 50%, then the liquid lenses in the pore space of the soil are not connected with each other and diffusion of oil products molecules to microorganisms is difficult, and the biodegradation process slows down sharply.
А если более 60%, то вода заполняет поровое пространство грунта и существенно замедляет поставку кислорода воздуха к микроорганизмам, что также замедляет биодеструкцию нефтепродуктов.And if more than 60%, then the water fills the pore space of the soil and significantly slows down the supply of air oxygen to microorganisms, which also slows down the biodegradation of oil products.
Способ, характеризующийся тем, что перед подачей в биореактор первой порции загрязненного грунта в биореакторе могут создавать буферный слой песка между полом биореактора и загрязненным грунтом, например слой толщиной 10 см.A method characterized in that before the first portion of the contaminated soil is fed into the bioreactor, a buffer layer of sand can be created between the bioreactor floor and the contaminated soil, for example, a layer 10 cm thick.
Способ, характеризующийся тем, что масса песка может составлять не менее 30% от массы загрязненного грунта, что является оптимальным для получения грунтов для использования в сельскохозяйственных нуждах.The method, characterized in that the mass of sand can be at least 30% of the mass of contaminated soil, which is optimal for obtaining soils for use in agricultural needs.
Способ, в котором масса биосорбента составляет не более 1% от общей массы загрязненного грунта и песка, а в качестве биосорбента используют МОСКАТ, Унисорб-Био, ОД-2, Эконадин и др.A method in which the biosorbent mass is not more than 1% of the total mass of contaminated soil and sand, and MOSCAT, Unisorb-Bio, OD-2, Econadin, etc. are used as biosorbent.
Если масса биосорбента более 1%, возрастает цена биообезвреживания, при незначительном увеличении производительности биореактора.If the mass of the biosorbent is more than 1%, the price of bioremediation increases, with a slight increase in the productivity of the bioreactor.
Способ, характеризующийся тем, что при выдержке смеси в биореакторе поддерживают температуру, необходимую для биообезвреживания загрязняющих веществ, например в диапазоне 10-27°С.The method, characterized in that when the mixture is kept in the bioreactor, the temperature is maintained necessary for the bio-treatment of pollutants, for example in the range of 10-27 ° C.
Если температура ниже 10°С, то используют только МОСКАТ. При температуре выше 10°С можно использовать другие биосорбенты.If the temperature is below 10 ° C, then only MOSCAT is used. At temperatures above 10 ° C, other biosorbents can be used.
А если больше 27°С, то происходит потеря внутриклеточной воды микроорганизмов, что влечет за собой понижение их активности.And if more than 27 ° C, then there is a loss of intracellular water of microorganisms, which entails a decrease in their activity.
Известен способ переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов, реализованный при использовании линии для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов (патент РФ №2075447 С1, МПК: C02F 1/40, опубл. 20.03.1997) - аналог.A known method of processing oil sludge and soil neutralization, implemented using a line for the collection, processing of oil sludge and soil neutralization (RF patent No. 2075447 C1, IPC: C02F 1/40, publ. 20.03.1997) - analogue.
Известная линия имеет низкую эффективность работы углеводородокисляющих микроорганизмов при понижении температуры, ниже 15°С, влажности ниже 50% и световых условий в аппарате биологической очистки.The known line has a low efficiency of hydrocarbon-oxidizing microorganisms at lower temperatures, below 15 ° C, humidity below 50% and light conditions in the biological treatment apparatus.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение в части способа по второму варианту, является повышение эффективности очистки.The technical result, to which the claimed invention is directed in part of the method according to the second embodiment, is to increase the cleaning efficiency.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе микробиологической очистки загрязненного грунта в биореактор загружают загрязненный грунт и равномерно распределяют его по биореактору, после чего в биореактор загружают песок, перемешивают грунт с песком с образованием слоя смеси компонентов и обрабатывают смесью водного раствора гуминовой кислоты с концентрацией 2-5% вес. в воде и биопрепарата 0,01-0,05%, до влажности слоя смеси 50-55%, выдерживают, периодически перемешивая смесь в биореакторе, и после достижения нормативных значений концентраций загрязняющих веществ перемешивание прекращают и осуществляют выгрузку очищенной смеси.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of microbiological treatment of contaminated soil, contaminated soil is loaded into the bioreactor and evenly distributed throughout the bioreactor, after which sand is loaded into the bioreactor, soil and sand are mixed to form a layer of a mixture of components and treated with a mixture of an aqueous humic acid solution with a concentration 2-5% weight. in water and a biological product of 0.01-0.05%, to a humidity of the mixture layer of 50-55%, withstand, periodically mixing the mixture in the bioreactor, and after reaching the standard values of the concentrations of pollutants, the mixing is stopped and the purified mixture is unloaded.
Если концентрация раствора гуминовой кислоты в воде менее 2%, то процессы разложения нефтепродуктов замедляются, например, при концентрации в 1% - 2 раза. Производительность биореактора снижается.If the concentration of the humic acid solution in water is less than 2%, then the decomposition of petroleum products slows down, for example, at a concentration of 1% - 2 times. Bioreactor performance is reduced.
А если более 5%, то начинается мицеллообразование и активная поверхность молекул гуминовой кислоты резко падает.And if more than 5%, then micelle formation begins and the active surface of humic acid molecules drops sharply.
Если концентрация биопрепарата менее 0,01%, то медленно протекает рост штамма микроорганизмом и, кроме того, аборигенная микрофлора может подавить рост полезной микрофлоры.If the concentration of the biological product is less than 0.01%, the strain slowly grows with the microorganism and, in addition, the native microflora can suppress the growth of beneficial microflora.
А если больше 0,05%, то это экономически не оправдано из-за высокой стоимости биопрепаратов (50-70 тыс. руб./кг).And if more than 0.05%, then this is not economically justified due to the high cost of biological products (50-70 thousand rubles / kg).
Если процесс обработки водным раствором гуминовой кислоты с концентрацией 2-5% вес. в воде осуществляют до влажности слоя смеси менее 50%, то жидкие линзы в поровом пространстве грунта не связаны друг с другом и затруднена диффузия молекул нефтепродуктов к микроорганизмам, и процесс биодеструкции резко замедляется.If the processing process is an aqueous solution of humic acid with a concentration of 2-5% by weight. in water, they are carried out to a moisture content of the mixture layer of less than 50%, then the liquid lenses in the pore space of the soil are not connected with each other and diffusion of oil products molecules to microorganisms is difficult, and the biodegradation process slows down sharply.
А если более 60%, то вода заполняет поровое пространство грунта и существенно замедляет поставку кислорода воздуха к микроорганизмам, что также замедляет биодеструкцию нефтепродуктов.And if more than 60%, then the water fills the pore space of the soil and significantly slows down the supply of air oxygen to microorganisms, which also slows down the biodegradation of oil products.
Способ, характеризующийся тем, что перед подачей в биореактор первой порции загрязненного грунта, в биореакторе создают буферный слой песка между полом биореактора и загрязненным грунтом, например слой 10 см.A method characterized in that before the first portion of the contaminated soil is fed into the bioreactor, a buffer layer of sand is created in the bioreactor between the bioreactor floor and the contaminated soil, for example, a 10 cm layer.
Способ, характеризующийся тем, что масса песка составляет не менее 30% от массы загрязненного грунта.A method characterized in that the mass of sand is at least 30% by weight of the contaminated soil.
Способ, характеризующийся тем, что в оптимальном варианте масса биопрепарата составляет от 0,001% до 0,005% общей массы воды.A method characterized in that, in an optimal embodiment, the weight of the biological product is from 0.001% to 0.005% of the total mass of water.
Способ, в котором в качестве биопрепарата используют штамм или несколько штаммов микроорганизмов в сухом виде.A method in which a dry strain is used as a biological product or several strains of microorganisms.
Способ, характеризующийся тем, что при выдержке смеси в биореакторе поддерживают температуру, необходимую для биообезвреживания загрязняющих веществ.The method, characterized in that when the mixture is kept in the bioreactor, the temperature is maintained necessary for the bio-treatment of pollutants.
Способ, характеризующийся тем, что при использовании биопрепарата поддерживают оптимальную температуру в диапазоне 25-30°С, а в качестве биопрепарата используют Путидоил, Девороил, Биоприн, Руден и т.д.A method characterized in that when using the biological product, the optimum temperature is maintained in the range of 25-30 ° C., and Putidoyl, Devoroyl, Bioprin, Ruden, etc. are used as the biological product.
Известна установка для очистки нефтешламов, содержащая накопитель шлама, насосы, фильтры, устройство подачи деэмульгатора, нагреватель, центрифугу, деаэратор, сепаратор, устройство подачи растворителя, устройство обработки водяным паром, культиватор, устройства подачи питательных веществ, флокулянта, аппарат биологической очистки (патент РФ№2078740С1, МПК: C02F 11/14, опубл. 10.05.1997) - аналог.A known installation for cleaning oil sludge containing a sludge accumulator, pumps, filters, a demulsifier supply device, a heater, a centrifuge, a deaerator, a separator, a solvent supply device, a steam treatment device, a cultivator, a nutrient supply device, a flocculant, a biological treatment apparatus (RF patent No. 2078740C1, IPC: C02F 11/14, publ. 05/10/1997) - analogue.
Недостатками известного устройства являются сложность технологии, невозможность очистки одновременно от солей тяжелых металлов, низкая степень очистки от нефти из-за неэффективного разделения эмульсии нефть - вода; вывод неочищенных завешенных частиц вместе с водой, неэффективность биодеструкции тяжелых углеводородов, необходимость внесения питательных добавок; низкая эффективность работы углеводородокисляющих микроорганизмов при колебаниях температуры, влажности и световых условий в аппарате биологической очистки.The disadvantages of the known device are the complexity of the technology, the inability to clean simultaneously from salts of heavy metals, the low degree of purification from oil due to the ineffective separation of the oil-water emulsion; removal of crude suspended particles with water, inefficiency of biodegradation of heavy hydrocarbons, the need for nutritional supplements; low efficiency of hydrocarbon-oxidizing microorganisms under fluctuations in temperature, humidity and light conditions in the biological treatment apparatus.
Из известных устройств наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является установка для микробиологической очистки нефтезагрязненных грунтов, включающая приемный бункер для хранения, равномерной подачи и подогрева грунта; биореактор с культиваторами для измельчения и аэрации грунта; направляющую балку внутри биореактора для перемещения приемного бункера и культиваторов; транспортер (шнек) для выгрузки очищенного грунта; электрощит для управления работой биореактора; смеситель - дозатор (бак-накопитель) для приготовления раствора биопрепарата в воде; воздуходувку - нагреватель для подогрева загрязненного грунта и воздуха (патент РФ №76826 U1, МПК: В03В 9/02, опубл. 10.10.2008) - прототип.Of the known devices closest in technical essence to the claimed is the installation for microbiological treatment of oil-contaminated soils, including a receiving hopper for storage, uniform supply and heating of the soil; bioreactor with cultivators for grinding and aeration of the soil; a guide beam inside the bioreactor to move the receiving hopper and cultivators; conveyor (screw) for unloading the cleaned soil; electrical panel to control the bioreactor; mixer - dispenser (storage tank) for preparing a solution of a biological product in water; blower - a heater for heating contaminated soil and air (RF patent No. 76826 U1, IPC: V03V 9/02, publ. 10.10.2008) - prototype.
Недостатком известной установки является невозможность очистки грунтов от более опасных, чем нефтепродукты, солей тяжелых металлов;A disadvantage of the known installation is the inability to clean the soil from more dangerous than petroleum products, salts of heavy metals;
невысокая эффективность работы биопрепарата при пониженных температурах; грунт, получаемый в результате очистки, может использоваться только для несельскохозяйственных целей, длительные сроки очистки грунтов и, следовательно, невысокая производительность установки.low efficiency of the biological product at low temperatures; soil obtained as a result of cleaning can be used only for non-agricultural purposes, long periods of soil cleaning and, therefore, low installation productivity.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение в части устройства, является повышение эффективности и качества очистки загрязненных нефтепродуктами и тяжелыми металлами грунтов.The technical result, to which the claimed invention is directed in terms of the device, is to increase the efficiency and quality of treatment of soils contaminated with oil products and heavy metals.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для микробиологической очистки грунтов, содержащей расположенные в замкнутом объеме приемный бункер с крышкой для размещения рабочей среды, устройство перемещения рабочей среды из приемного бункера в биореактор, систему орошения установки с баком-накопителем, воздуходувку-нагреватель для предварительного подогрева рабочей среды и автоматического поддержания заданной температуры воздуха в замкнутом объеме установки, шнек для выгрузки рабочей среды и теплоизолированное основание с подогреваемым полом, приемный бункер выполнен с возможностью раздельной подачи в него элементов рабочей среды, бак накопитель выполнен с возможностью подачи в него раствора гуминовой кислоты в воде или раствора гуминовой кислоты с биопрепаратом в воде, а теплоизолированное основание содержит два слоя, зазор между которыми связан с выходом воздуходувки-нагревателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation for microbiological cleaning of soils containing a receiving hopper with a lid located in a closed volume for placement of the working medium, a device for moving the working medium from the receiving hopper to the bioreactor, an irrigation system of the installation with a storage tank, a blower-heater preheating of the working environment and automatic maintenance of the set air temperature in a closed installation volume, auger for unloading the working environment and heat insulated the base is with a heated floor, the receiving hopper is configured to separately supply elements of the working medium, the storage tank is configured to supply a solution of humic acid in water or a solution of humic acid with a biological product in water, and the heat-insulated base contains two layers, the gap between which is associated with the output of the blower-heater.
Устройство, характеризующееся тем, что компонентами рабочей среды являются очищаемый грунт, песок и биосорбент.A device characterized in that the components of the working medium are cleaned soil, sand and biosorbent.
Заявляемое изобретение приведено на фиг.1, где показана установка для микробиологической очистки, которая реализует заявляемый способ по перовому и второму вариантам.The invention is shown in figure 1, which shows the installation for microbiological treatment, which implements the inventive method for the first and second options.
Установка для микробиологической очистки содержит приемный бункер 1, тепловой экран 2, узел - дозатор 3 для добавления в загрязненный грунт биосорбента, культиваторы 4; биореактор 5; направляющую балку 6, бак-накопитель 7 для раствора гуминовой кислоты и биопрепарата в воде, систему оросительного оборудования 8, содержащую насос 9, шланги 10 и лейки 11 для обработки грунта реагентами и полива водой, воздуходувку-нагреватель 12 для подогрева воздуха, червячный мотор-редуктор 13 для привода тележки с размещенными на ней культиваторами 4; мотор-редуктор для привода разгрузочного шнека (не показаны); 14 - направляющую стенку шнека, 15 - щит электропитания и управления процессом биообезвреживания; теплоизолированное основание с подогреваемым полом 16, причем теплоизолированное основание содержит два слоя, зазор между которыми связан с выходом воздуходувки-нагревателя, а все узлы установки размещены в герметичном объеме с прозрачным сводом 17 из поликарбонатного материала. При работе в условиях недостаточного солнечного света под сводом устанавливают ртутные лампы расширенного спектра 18.Installation for microbiological treatment contains a receiving hopper 1, a heat shield 2, a node - a dispenser 3 for adding biosorbent to contaminated soil, cultivators 4; bioreactor 5; a guide beam 6, a storage tank 7 for a solution of humic acid and a biological product in water, an irrigation equipment system 8 containing a pump 9, hoses 10 and watering cans 11 for soil treatment with reagents and watering, a blower-heater 12 for heating air, a worm motor a gearbox 13 for driving a trolley with cultivators 4 located on it; gear motor for driving the discharge auger (not shown); 14 - guide wall of the auger, 15 - shield power and control the process of bioremediation; a heat-insulated base with a heated floor 16, and the heat-insulated base contains two layers, the gap between which is connected to the outlet of the blower-heater, and all the units of the installation are placed in a sealed volume with a transparent arch 17 of polycarbonate material. When working in conditions of insufficient sunlight, mercury lamps of an expanded spectrum 18 are installed under the arch.
Установка работает следующим образом,Installation works as follows,
Отмеренные порции грунта, например 700 кг, загрязненного нефтепродуктами и солями тяжелых металлов, и песка, например 300 кг, с помощью автопогрузчика загружают в приемный бункер 1 объемом 2 м3. В нем загрязненный грунт предварительно подогревают с помощью воздуходувки-нагревателя 12. Стенки приемного бункера 1 выполнены с наклоном не менее 60°, для того чтобы грунт под действием собственной силы тяжести выдавливал нижние слои. Мотор-редуктор 13 перемещает приемный бункер 1 вдоль направляющей балки 6. За счет поступательного движения бункера и вращения фрез культиваторов грунт равномерно распределяется по всей площади биореактора 5. Затем загрязненный грунт измельчают фрезами культиваторов 4 до размеров 2-3 мм и перемешивают с песком для улучшения доступа углеводородокисляющим микроорганизмам к загрязненным частицам грунта и либо обрабатывают раствором гуминовой кислоты и биопрепарата в воде, подаваемых в реактор из бака-накопителя 7 с помощью насоса 8 и разбрызгиваемых с помощью леек 10, либо в биореактор сразу загружают песок с предварительно добавленным в него биосорбентом, перемешивают грунт с песком с образованием слоя смеси компонентов и обрабатывают водным раствором гуминовой кислоты с концентрацией 2-5% вес. в воде, до влажности слоя смеси 50-55%. При заполнении биореактора до 20 тонн смеси грунта и песка процесс загрузки прекращают.Measured portions of soil, for example 700 kg, contaminated with oil and heavy metal salts, and sand, for example 300 kg, are loaded with a forklift into a receiving hopper 1 with a volume of 2 m 3 . In it, the contaminated soil is preheated with a blower-heater 12. The walls of the receiving hopper 1 are made with a slope of at least 60 °, so that the soil squeezes the lower layers under the action of its own gravity. The gear motor 13 moves the receiving hopper 1 along the guide beam 6. Due to the forward movement of the hopper and rotation of the cultivator cutters, the soil is evenly distributed over the entire area of the bioreactor 5. Then, the contaminated soil is crushed with cultivator cutters 4 to 2-3 mm in size and mixed with sand to improve access of hydrocarbon-oxidizing microorganisms to contaminated soil particles and either treated with a solution of humic acid and a biological product in water supplied to the reactor from the storage tank 7 using pump 8 and sprayed 10, or sand is immediately loaded into the bioreactor with a biosorbent previously added to it, soil and sand are mixed to form a layer of a mixture of components and treated with an aqueous solution of humic acid with a concentration of 2-5% by weight. in water, until the humidity of the mixture layer is 50-55%. When the bioreactor is filled up to 20 tons of a mixture of soil and sand, the loading process is stopped.
С помощью воздуходувки-нагревателя в биореакторе устанавливают и поддерживают требуемую для окисления нефтепродуктов температуру, например оптимально - 25-27°С (при использование биопрепарата) или 10-15°С (при использовании биосорбента). При недостаточном естественном освещении включают ртутные лампы 18.Using a blower-heater, the temperature required for the oxidation of petroleum products is established and maintained in the bioreactor, for example, optimally - 25-27 ° C (when using the biological product) or 10-15 ° C (when using the biosorbent). With insufficient natural light, mercury lamps 18 are turned on.
Грунт периодически перемешивают с помощью культиваторов 4 и увлажняют с помощью оросительного оборудования. Очищенный от нефтепродуктов грунт удаляют из реактора с помощью разгрузочного шнека, приводимого в действие червячным мотор-редуктором 13. Процесс очистки контролирует и обеспечивает щит электропитания и управления 15.The soil is periodically mixed using cultivators 4 and moistened using irrigation equipment. The soil purified from oil products is removed from the reactor using a discharge screw driven by a worm gear motor 13. The cleaning process controls and provides a power and control panel 15.
Указанный технический результат достигается тем, что технология предусматривает не только использование известных биосорбентов и биопрепаратов, предназначенных для очистки, в частности, загрязненного грунта, но и использованием водного раствора гуминовой кислоты определенной концентрации, до состояния влажности в определенных пределах.The specified technical result is achieved by the fact that the technology provides not only the use of known biosorbents and biological products intended for cleaning, in particular, contaminated soil, but also using an aqueous solution of humic acid of a certain concentration, to a state of humidity within certain limits.
Загрузка в бункер песка и его распределение с помощью культиваторов для создания буферного слоя толщиной 10 см между полом установки и загрязненным грунтом улучшает работу установки в весенне-осенний период.Loading sand into the hopper and distributing it using cultivators to create a 10 cm thick buffer layer between the installation floor and contaminated soil improves the operation of the installation in the spring-autumn period.
Послойное орошение смеси раствором гуминовой кислоты с заданной концентрацией в воде до заданной влажности грунта оптимизирует процесс очистки. Оптимизации процесса способствует также проведение перемешивания грунта 12 раз в сутки с помощью культиваторов в течение 3-4 суток.Layer-by-layer irrigation of a mixture with a solution of humic acid with a given concentration in water to a given soil moisture optimizes the cleaning process. The process is also optimized by carrying out soil mixing 12 times a day using cultivators for 3-4 days.
После достижения нормативных значений концентраций нефтепродуктов и солей тяжелых металлов процесс перемешивания прекращают и проводят выгрузку очищенного грунта с помощью выгружного шнека и культиваторов, далее технологические операции повторяются.After reaching the standard values of the concentrations of oil products and salts of heavy metals, the mixing process is stopped and the cleaned soil is unloaded using the unloading screw and cultivators, then the technological operations are repeated.
Заявленное изобретение позволяет: увеличить производительность очистки грунтов в 2-3 раза за счет использования раствора гуминовой кислоты и биосорбента МОСКАТ или биопрепарата в заявленных соотношениях при заявленных условиях, повысить качество очищенного грунта от нефтепродуктов и солей тяжелых металлов; реализовать экологически безопасный технологический процесс очистки грунтов от солей тяжелых металлов и нефтепродуктов; получить товарную продукцию; исключить отрицательное воздействие загрязненных грунтов на окружающую среду; проводить обработку грунта в условиях пониженных температур внешней среды при рабочей температуре 10-15°С.The claimed invention allows: to increase the productivity of soil cleaning by 2-3 times due to the use of a solution of humic acid and MOSCAT biosorbent or a biological product in the stated proportions under the stated conditions, to improve the quality of the cleaned soil from oil products and heavy metal salts; implement an environmentally friendly technological process for cleaning soils from salts of heavy metals and petroleum products; get marketable products; eliminate the negative impact of contaminated soils on the environment; carry out soil treatment at low ambient temperatures at an operating temperature of 10-15 ° C.
Размещение данной установки на железнодорожной платформе или автомобиле позволяет исключить дополнительные экономические затраты, связанные с транспортировкой грунтов к месту очистки.Placing this installation on a railway platform or car eliminates the additional economic costs associated with transporting soils to the treatment site.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140731/13A RU2479365C1 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and plant for microbiological treatment of soils contaminated by heavy metals and oil products (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140731/13A RU2479365C1 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and plant for microbiological treatment of soils contaminated by heavy metals and oil products (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2479365C1 true RU2479365C1 (en) | 2013-04-20 |
Family
ID=49152581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140731/13A RU2479365C1 (en) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | Method and plant for microbiological treatment of soils contaminated by heavy metals and oil products (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2479365C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5514218A (en) * | 1994-10-03 | 1996-05-07 | General Electric Company | Soil washing process using polymeric sorbents |
| RU2193533C2 (en) * | 1999-09-27 | 2002-11-27 | Государственный научный центр прикладной микробиологии | Biological preparation for cleaning water and ground to remove crude oil and petroleum products |
| RU2296731C2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-04-10 | Александр Дмитриевич Петраков | Method of production of organo-mineral fertilizers and production line for realization of this method |
| RU76826U1 (en) * | 2008-05-23 | 2008-10-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | INSTALLATION FOR MICROBIOLOGICAL CLEANING OF OIL CONTAMINATED SOILS |
-
2011
- 2011-10-07 RU RU2011140731/13A patent/RU2479365C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5514218A (en) * | 1994-10-03 | 1996-05-07 | General Electric Company | Soil washing process using polymeric sorbents |
| RU2193533C2 (en) * | 1999-09-27 | 2002-11-27 | Государственный научный центр прикладной микробиологии | Biological preparation for cleaning water and ground to remove crude oil and petroleum products |
| RU2296731C2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-04-10 | Александр Дмитриевич Петраков | Method of production of organo-mineral fertilizers and production line for realization of this method |
| RU76826U1 (en) * | 2008-05-23 | 2008-10-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | INSTALLATION FOR MICROBIOLOGICAL CLEANING OF OIL CONTAMINATED SOILS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3340437B2 (en) | Method and apparatus for converting biological waste into fertilizer and wet fermentation | |
| CN108372180A (en) | A kind of processing method of changing food waste into resources | |
| US20160039693A1 (en) | Improved wastewater treatment systems and methods | |
| CN107810068B (en) | Process for the treatment of solid waste containing organic components | |
| US20120074057A1 (en) | Septage treatment system and process | |
| KR101369718B1 (en) | Manufacturing Apparatus and Method for Organic Carbon Source using Food Waste Water | |
| KR101552320B1 (en) | Energy use for heating in the aerobic fermentation balhyoyeol large sewer-wastewater thickened sludge anaerobic digestion system | |
| KR100921194B1 (en) | Compost and liquid fertilization of livestock wastewater | |
| CN103043845B (en) | Treatment method and device for kitchen waste sewage | |
| WO2014124500A1 (en) | A system for processing organic waste | |
| KR101730932B1 (en) | The processing system for making liquid state fertilizer of domestic animals having organic oxidation tank and processing method thereof | |
| US4374735A (en) | Method for removal of oil from sorbents using glycolipids | |
| CZ20002784A3 (en) | Process and apparatus for bio-aeration of liquid when producing biogas | |
| KR101433885B1 (en) | Purification system using leachate recirculation | |
| CN210936404U (en) | Novel intelligent organic garbage treatment system | |
| RU76826U1 (en) | INSTALLATION FOR MICROBIOLOGICAL CLEANING OF OIL CONTAMINATED SOILS | |
| RU2479365C1 (en) | Method and plant for microbiological treatment of soils contaminated by heavy metals and oil products (versions) | |
| KR100306228B1 (en) | The method for process and stock raising of aparatus | |
| KR20190124080A (en) | Multipurpose Middle Water Purification Unit | |
| CN113426812A (en) | Kitchen waste heating and filtering treatment device and treatment method | |
| KR100450882B1 (en) | Organic waste cleanser and method of recycling organic waste | |
| RU2098933C1 (en) | Liquid organic waste reprocessing line | |
| US4663039A (en) | Apparatus for removal of oil from water and adsorbents using glycolipids | |
| CN217077347U (en) | Oil-containing sludge combined treatment device | |
| CN117447252A (en) | Device and method for preparing nutrient planting soil based on building dregs |