РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН

(19) KZ (13) A4 (11) 29746 (51) C12N 1/06 (2006.01) C12N 1/20 (2006.01)

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ (21) 2014/0584.1 (22) 28.04.2014 (45) 15.04.2015, бюл. №4 (76) Айтуов Бауыржан Абдугалиевич (74) Суюндуков Мади Жмайевич (56) RU 2290270 C1, 27.12.2006 (54) СПОСОБ ОРГАНИЧЕСКОЙ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ПОЧВ, ВОДОЕМОВ, МОРЕЙ, НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ, НЕФТЕХРАНИЛИЩ И ПРОМЫШЛЕННОГО БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ (57) Изобретение относится к сфере биоремедиации и утилизации сырой нефти и нефтепродуктов в различных локализациях, таких как нефтезагрязненные почвы, водоемы, грунтовые воды, нефтетанкеры, нефтезагрязненные территории нефтеперерабатывающих заводов

(НПЗ), буровое оборудование нефтяных компаний, датчики осмотра трубопроводов и т.п.

Задачей изобретения является разработка способа очистки и полной утилизации нефтепродуктов с поверхности почв, водоемов, нефтетанкеров, территорий НПЗ, бурового оборудования с использованием суспензии активных микроорганизмов, а также проведение соответсвующих технологических мероприятий органическим способом.

Техническим результатом является очистка нефтезагрязненных участков за счет полной деструкции углеводородов в минимальные сроки (от одного часа до одного месяца).

Предлагаемый способ включает обработку нефтезагрязненных участков биопрепаратом из смеси активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением.

(19) KZ (13) A

4 (11) 29746

29746

2

Изобретение относится к сфере биоремедиации и утилизации сырой нефти и нефтепродуктов в различных локализациях, таких как нефтезагрязненные почвы, водоемы, грунтовые воды, нефтетанкеры, нефтезагрязненные территории нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), буровое оборудование нефтяных компаний, датчики осмотра трубопроводов и т.п.

Известен способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, предусматривающий внесение в очищаемую среду высокомолекулярных кислот в количестве 0,001-0,002%, полученных путем окисления керогена сланцев в водно-щелочной среде с последующим внесением микроорганизмов-деструкторов нефти, таких как Rhodococcus erythropolis АС-1339Д с соотвествующей питательной средой (Патент РФ №2160718).

Недостатком данного способа является дороговизна получения высокомолекулярных кислот в промышленных масштабах и дальнейшее их применение в полевых условиях для очистки нефтезагрязненных участков.

Известен способ биоремедиации нефтезагрязненных участков с использованием суспензии микроорганизмов в концентрации 1.1011 -5.1012 клеток/мл в 10% растворе солей NaCl и прочих питательных веществ (Патент РФ №2114071).

Недостатком данного способа является гипертоничность раствора (высокое содержание солей натрия хлорида), а также использование дорогостоющих компонентов для поддержания роста микроорганизмов

Известен способ очистки нефтезагрязненных почв с использованием лиофилизированного (высушенного) биопрепарата с наполнителем из отходов бурого угля. После нанесения биопрепарата, почву засевают семенами бобовых и злаковых культур, предварительно обработав культуры высушенными биопрепаратами в качестве регуляторов роста растений (Патент РФ №2290270).

Недостатком указанного способа является использование двух различных биопрепаратов с применением двух различных действий по обработке грунта и обработке семян растений, что значительно влияет на удорожание процесса. Кроме того, использование отходов бурого угля с фракцией 4-5% в качестве наполнителя также подразумевает предварительный процесс дробления углеотходов, что еще больше удорожает процесс очистки нефтезагрязненных почв. Немаловажным является тот факт, что в составе отходов бурого угля содержатся оксиды токсичных металлов (медь, хром, цинк, барий), которые губительно сказываются на росте растений.

Задачей изобретения является разработка способа очистки и полной утилизации нефтепродуктов с поверхности почв, водоемов, нефтетанкеров, территорий НПЗ, бурового оборудования с использованием суспензии активных микроорганизмов, а также проведение соответсвующих технологических мероприятий органическим способом.

Техническим результатом является очистка нефтезагрязненных участков за счет полной деструкции углеводородов в минимальные сроки (от одного часа до одного месяца).

Предлагаемый способ включает обработку нефтезагрязненных участков биопрепаратом из смеси активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением.

В качестве активных микроорганизмов используют представителей родов Pseudomonas spp., Micrococcus spp., Rhodococcus spp., Dietzia spp.,’ Arthrobacter spp., Bacillus spp.

К нефтепродуктам, утилизируемым с помощью предлагаемого способа относятся: сырая нефть, мазут, асфальто-смолисто-парафиновые отложения (АСПО), бензин, дизель, керосин, асфальтены, авиакеросин, смола, трансмиссионная жидкость, моторное масло, антифриз, гликоли, жиры, смазка, а также токсичные соединения бензола, ацетона, метанола и толуола.

Сущность изобретения поясняется следующими конкретными примерами:

Пример 1. Применение в водной среде (водоемы, море, озера, реки и т.п.). Биопрепарат из смеси активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением деградирует широкий спектр углеводородов, в том числе и тяжелые цепи алканов. Во всех опытах, сырую нефть предварительно подогревают до 541°С с целью испарения всех легких фракций нефти, после чего смешивают с искуственным водоемом.

Деградация ароматических углеводородов микроорганизмами до 50% (с 14000 ng/mg до 7000 ng/mg) достигается в течение 28 дней по сравнению с контролем без микроорганизмов (Фиг.1).

Активная деструкция алканов наблюдается уже в первые дни после применения данной технологии и достигает 98% (с 51000 ng/mg до 1000 ng/mg) на 28-й день по сравнению с контролем (Фиг.2).

Приведенные выше результаты достигаются за счет активной деятельности внесенного биопрепарата из смеси активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением в «активированной» форме, а не в порошковой, как это обычно принято на практике. Так, в обоих случаях (деградация ароматических углеводородов и алканов), наблюдается рост численности микроорганизмов в геометрической прогрессии с 16000 до 341,000,000 на 1 мл за счет окисления нефтепродуктов в течение всего периода испытаний (Фиг.3).

Пример 2. Применение на почве. Почву по площади равную 100 кв.м, загрязненную сырой нефтью различных фракций (Total petroleum hydrocarbons, ТРН) в минимальной концентрации 18 000 ppm, обрабатывают биоиопрепаратом из смеси активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением периодичностью 1 раз в неделю

29746

3

на протяжении 28 дней. На 100 кв.м, используется 200 литров смеси разведенной в соотношении 1:10. Титр микроорганизмов составляет 1012-1013.

После внесения в почву производят разрыхление и полив почвы для поддержания влагоемкости и насыщения кислородом. При этом микроорганизмы работают как в аэробной, так и в анаэробной среде.

Температура окружающей среды составляет от 17°С до 45°С.

На фиг.4 приведены результаты разложения сырой нефти микроорганизмами в пропромилле (ppm) в различных типах почв Казахстана. Измерение концентрации нефтепродуктов проводят каждые 3 дня.

Пример 3. Применение на НПЗ, нефтехранилищах, промышленном буровом оборудовании.

Помимо сырой нефти, предлагаемый способ прекрасно разлагает другие сложные углеводороды на промышленных предприятиях включая мазут, асфальто-смолисто-парафиновые отложения (АСПО), бензин, дизель, керосин, асфальтены, авиакеросин, смола, трансмиссионная жидкость, моторное масло, антифриз, гликоли, жиры, бензол, ацетон, метанол и толуол.

При этом полная деструкция ведет к образованию безопасных СО2 и Н2О. Данные микроорганизмы производят различные ферменты которые катализирует процесс распада углеводородов. Ввиду того, что данные микроорганизмы были выделены из природных источников с высоким содержанием нефтепродуктов, углеводороды являются их первичным источником энергии.

Кроме того, предлагаемый способ способствует снижению абсорбции нефти на частицах почвы, тем самым высвобождая микроглобулы нефти. Размельчение микроглобул в свою очередь ведет к

увеличению поверхностной площади для более эффективной работы микроорганизмов-деструкторов. При этом не образуется токсичных продуктов распада, удаляется неприятный запах углеводородов и препятсвует волатилизации легких алканов, таких как бензол и толуол.

Эффект очистки от нефтепродуктов в данном примере наблюдается уже в первые часы применения.

Другим преимуществом применения предлагаемого способа является отсутствие необходимости в постоянном контроле. Данные аборигенные штаммы микроорганизмов погибают естественной смертью после того как их источник энергии, т.е. нефтепродукты полностью иссекают.

Срок хранения биопрепарата из смеси активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением в активной форме составляет 2 года.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ органической утилизации нефти и

нефтепродуктов с поверхности почв, водоемов, морей, нефтеперерабатывающих заводов, нефтехранилищ и промышленного бурового оборудования, включающий обработку загрязненного участка биопрепаратом, отличающийся тем, что в качестве биопрепарата используют смесь активных микроорганизмов, выделенных из природных источников с повышенным нефтезагрязнением.

2. Способ, по п.1, отличающийся тем, что в качестве активных микроорганизмов используют представителей родов Pseudomonas spp., Micrococcus spp., Rhodococcus spp., Dietzia spp., Arthrobacter spp., Bacillus spp.

29746

4

Верстка Ж. Жомартбек Корректор К. Сакалова