RU2224604C1 - Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов - Google Patents
Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224604C1 RU2224604C1 RU2002117206/13A RU2002117206A RU2224604C1 RU 2224604 C1 RU2224604 C1 RU 2224604C1 RU 2002117206/13 A RU2002117206/13 A RU 2002117206/13A RU 2002117206 A RU2002117206 A RU 2002117206A RU 2224604 C1 RU2224604 C1 RU 2224604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- remediation
- compost
- oil
- petroleum
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000005067 remediation Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000002361 compost Substances 0.000 claims abstract description 39
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims abstract description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 abstract 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 abstract 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 abstract 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 8
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 7
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 7
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 4
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000219823 Medicago Species 0.000 description 2
- 235000017587 Medicago sativa ssp. sativa Nutrition 0.000 description 2
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- -1 bird droppings Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001039 cooxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000007884 disintegrant Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
- 239000002676 xenobiotic agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. При осуществлении способа ремедиации осуществляют обработку нефтезагрязненных грунтов (НЗГ) биологически активным компостом, который прошел частичное ферментативное разложение, при этом до обработки указанным компостом НЗГ и/или после обработки в НЗГ дополнительно вносят агент-разрыхлитель до достижения общей пористости грунта не менее 25% и птичий помет при определенном соотношении ингредиентов. Также в полученную смесь дополнительно вводят минеральные азотные и фосфорные удобрения из расчета общего массового содержания азота N и фосфора Р в смеси в зависимости от исходного содержания нефтяных углеводородов С в грунте как С:N:Р=100:(1-10):(0,1-1) и кальцийсодержащий реагент, обеспечивающий рН смеси 6-8, при этом полученную смесь периодически перемешивают и увлажняют до окончания цикла ремедиации. Изобретение обеспечивает ремедиацию НЗГ с широким интервалом содержания в нем загрязняющих веществ (0-20) вес.% вплоть до полного насыщения грунта нефтью и нефтепродуктами и сокращение при этом времени ремедиации НЗГ обеспечении полного восстановления их до уровня хозяйственного использования за счет ускорения и углубления процессов микробиологической деструкции различных нефтяных углеводородов в грунте, в том числе смолистых и асфальтеновых фракций. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам очистки и восстановления почв и грунтов от нефтяных загрязнений, и предназначено для полного экологически чистого восстановления почв на местах добычи, переработки и хранения нефти с последующей возможностью их дальнейшего хозяйственного использования.
В последние годы все большее значение приобретают способы биологической очистки нефтезагрязненных земель, как наиболее дешевые и экологически безопасные.
Естественные процессы самоочищения и восстановления нефтезагрязненных почв и грунтов (НЗГ) протекают медленно. Поэтому наиболее актуальны приемы очистки грунтов с использованием технологий, предусматривающих эффективное стимулирование процессов биоокисления углеводородов нефти биологически активными природными материалами.
Известен способ очистки почвы от нефтяных загрязнений, согласно которому готовят состав из активного ила, навоза и адсорбента, затем этот состав вносят в загрязненную почву, далее один раз в месяц осуществляют рыхление загрязненной почвы на глубину 50-55 см, проводят периодическое увлажнение до достижения влажности почвы не менее 50%, при этом выбор оптимального соотношения компонентов смеси: загрязненная почва/адсорбент/активный ил, устанавливают по формулам зависимости степени биоразложения нефтепродуктов от содержания адсорбента и дозы активного ила (см. Патент РФ 2175580, кл. В 09 С1/10, от 1999 г.).
Однако указанный известный способ не обеспечивает быстрого и полного восстановления нефтезагрязненных почв с высоким уровнем загрязнения до уровня их хозяйственного использования за короткий промежуток времени. Так, область максимального биоразложения нефтепродуктов в почве составляет 72-93% и приходится на их исходные концентрации 290-2500 мг/кг почвы. При исходном содержании нефтяного загрязнения 25000 мг/кг степень биоразложения указанным известным способом за 6 месяцев составляет всего 17%.
Кроме того, для реализации указанного известного способа требуется особый активный ил из канализационных очистных сооружений нефтеперерабатывающего завода, отобранный из распределительной камеры вторичных отстойников через 0-8 часов после вывода из системы на регенерацию, что делает этот известный способ малодоступным.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является способ очистки загрязненных органическим веществом почв, включающий добавление к указанной почве органического материала, такого как полностью ферментированный и созревший компост (см. Заявку на выдачу патента РФ 2000106066/03, кл. В 09 С 1/10, от 1997 г.). При этом в указанном известном способе количество используемого разложившегося органического компоста составляет 5-50 мас.% по отношению к количеству загрязненной почвы.
Однако указанный известный способ не обеспечивает быструю полную ремедиацию высокозагрязненных почв (более 0,5 мас.%), т.е. не обеспечивает ее полное восстановление до уровня хозяйственного использования за короткий промежуток времени, что снижает ценность известного способа.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании способа ремедиации нефтезагрязненных грунтов с широким интервалом содержания в нем загрязняющих веществ (0-20 вес. % вплоть до полного насыщения грунта нефтью и нефтепродуктами), сокращении при этом времени ремедиации нефтезагрязненных грунтов при обеспечении полного восстановления их до уровня хозяйственного использования за счет ускорения и углубления процессов микробиологической деструкции различных нефтяных углеводородов в грунте, в том числе смолистых и асфальтеновых фракций.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном способе ремедиации нефтезагрязненных грунтов путем обработки его биологически активным материалом новым является то, что в качестве биологически активного материала используют компост, который прошел частичное ферментативное разложение, при этом до обработки указанным компостом нефтезагрязненного грунта и/или после обработки в грунт дополнительно вносят агент-разрыхлитель до достижения общей пористости грунта не менее 25% и птичий помет при следующем соотношении ингредиентов, об.%:
Нефтезагрязненный грунт - 75 - 90
Частично ферментированный биологически активный компост (биокомпост) - 3 - 5
Птичий помет - 1 - 5
Агент-разрыхлитель - Остальное до достижения общей пористости грунта не менее 25%
а также в полученную смесь дополнительно вводят минеральные азотные и фосфорные удобрения из расчета общего массового содержания азота N и фосфора Р в смеси в зависимости от исходного содержания нефтяных углеводородов С в грунте как С:N:Р=100:(1÷10):(0,1÷1) и кальцийсодержащий реагент, обеспечивающий рН смеси 6-8, при этом полученную смесь периодически перемешивают и увлажняют до окончания цикла ремедиации.
Нефтезагрязненный грунт - 75 - 90
Частично ферментированный биологически активный компост (биокомпост) - 3 - 5
Птичий помет - 1 - 5
Агент-разрыхлитель - Остальное до достижения общей пористости грунта не менее 25%
а также в полученную смесь дополнительно вводят минеральные азотные и фосфорные удобрения из расчета общего массового содержания азота N и фосфора Р в смеси в зависимости от исходного содержания нефтяных углеводородов С в грунте как С:N:Р=100:(1÷10):(0,1÷1) и кальцийсодержащий реагент, обеспечивающий рН смеси 6-8, при этом полученную смесь периодически перемешивают и увлажняют до окончания цикла ремедиации.
В качестве агента-разрыхлителя можно использовать солому, щепу, кору, опил.
Температура ремедиации может составлять 10÷45oС, а влажность грунта - 40÷70% от полной влагоемкости грунта.
Перемешивание грунта может производиться после внесения каждого ингредиента.
Перемешивание может производиться периодически после внесения в грунт всех ингредиентов.
С целью поддержания высокой скорости деструкции углеводородов в грунте в течение всего процесса ремедиации при каждом дополнительном перемешивании грунта определяют в нем соотношение C:N:P и производят его корректировку путем дополнительного введения в грунт компоста и/или птичьего помета и/или минеральных удобрений из расчета поддержания массового соотношения C:N:P как 100:(1÷10):(0,1÷1).
Обработанный грунт остается на месте до снижения концентрации углеводородов до желаемого уровня.
Обработанный грунт вынимается и размещается в грядах до снижения концентрации углеводородов до желаемого уровня.
Для поддержания оптимальной температуры 25-35oС обработанного грунта используют укрывной материал.
Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет следующего.
Предлагаемый способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов основан на контролируемом использовании биологической системы микроорганизмов частично ферментированного биокомпоста для снижения или полного разложения нефтяных углеводородов, которое происходит в процессе окислительной деструкции и минерализации в результате жизнедеятельности углеводородокисляющих микроорганизмов. Процессы биодеградации протекают с выделением двуокиси углерода, воды, образованием биомассы и частично окисленных биологически инертных побочных продуктов. При этом процессы трансформации органических веществ сопровождаются процессами их гумификации. Полнота биодеградации нефтяных углеводородов с повышенной резистентностью (смолисто-асфальтеновых фракций) в загрязненном грунте, а также при низком исходном содержании нефтяного загрязнения (менее 3 вес.%) обеспечивается использованием в предлагаемом способе частично ферментированного биологически активного компоста (биокомпоста).
В качестве биологически активного компоста в заявляемом способе используют частично ферментированный компостный материал (биокомпост), изготовленный на основе навоза крупного рогатого скота (например, коровьего), конского или свиного навоза в смеси с растительными материалами (торф, люцерна, клевер, солома, сено и другие растительные остатки). Предварительное ферментирование компоста до стадии его частичного ферментирования проводится, например, в биоячейках, при этом компостная масса проходит стадию созревания в термофильных условиях (при температуре компостной массы 50÷70oС) в течение 1-4 недель до начала снижения температуры смеси до 45÷50oС достижения мезофильных условий).
Благодаря тому, что в частично ферментированном компосте численность микроорганизмов и их ферментативная активность являются повышенными, внесение такого биокомпоста в нефтезагрязненную почву (грунт) оказывает существенное влияние на среду обитания естественной микрофлоры, обуславливая последовательную преемственность (сукцессию) присутствующего в грунте комплекса микроорганизмов. Как известно, смолисто-асфальтеновая фракция нефти является наиболее устойчивой и разрушается по механизму ко-метаболизма, который характерен для многих ксенобиотиков в природных средах, при этом окисление подготавливает асфальтены к вхождению в гумусовый комплекс почв. Процесс окисления асфальтенов является соокислительным, поскольку эти химически стойкие высокомолекулярные вещества с поликонденсированной ароматической структурой не могут быть окислены прямо, но могут атаковаться ферментативно с помощью структур, способных поддерживать рост микроорганизмов. Так, например, грибы, развивающиеся в процессе созревания компоста, продуцируют вещества, разрушающие нефтяные углеводороды, давая возможность бактериям метаболизировать эти вещества. Опыты показывают, что использование компоста на стадии неполной ферментации позволяет достичь более полного разложения смолистых и асфальтеновых фракций нефти, что объясняется, по-видимому, наличием в таком биокомпосте ростовых субстратов для микроорганизмов и ферментов, участвующих в окислении сложных полициклических нефтяных углеводородов. Таким образом, в предлагаемом способе внесение такого биокомпоста в нефтезагрязненный грунт расширяет круг микроорганизмов, вовлекающихся в процесс разложения углеводородов, позволяя полнее использовать потенциальные возможности микробиоценоза. Это приводит к сокращению времени полной ремедиации нефтезагрязненных грунтов, причем с различной степенью загрязнения, и более высокой степени трансформации нефтяных углеводородов в безвредные вещества.
Благодаря последующему внесению в загрязненный грунт агента-разрыхлителя, причем до достижения общей пористости грунта не менее 25%, обеспечивается улучшение его механического состава и оптимизация водно-воздушного режима обработки, что также влияет на ускорение естественных процессов биодеградации нефтепродуктов, сокращая цикл ремедиации.
Использование птичьего помета с минеральными удобрениями и поддерживающим рН кальцийсодержащим реагентом при определенном массовом соотношении нефтяной углерод (С): азот (N):фосфор (Р) как 100:(1÷10):(0,1÷1) позволяет микроорганизмам эффективно метаболизировать нефтяное загрязнение, так как азот и фосфор, наряду с нефтяными углеводородами являются необходимым ростовым субстратом для микроорганизмов. При значениях же C:N:P более высоких, чем указано выше, скорость компостирования снижается. Если C:N:P меньше, то создаются анаэробные условия, в которых ингибируется жизнедеятельность углеводородокисляющей микрофлоры.
Эффективный рост углеводородоокисляющих и гетеротрофных бактерий в нефтезагрязненном грунте особенно наблюдается в нейтральных средах при значениях рН в пределах от 6 до 8 (оптимально в нейтральной среде рН~7). В грунт, предназначенный для компостирования, имеющий рН за пределами этого интервала, в предлагаемом способе должны быть введены кальцийсодержащие реагенты для оптимизации рН, например известь (карбонат кальция) для кислых грунтов с целью повышения значения рН, и/или гипс (сульфат кальция) для снижения значения рН.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:
- нефтезагрязненный грунт размещается на технологической площадке, оборудованной дренажной системой; при высокой степени загрязнения грунтов (при их полном насыщении, которое зависит от минералогического состава грунта и количества органического вещества в нем, и, например, для глинистых грунтов составляет ~ 17%), грунт следует предварительно разбавить чистым грунтом, и/или силикатным песком, и/или торфом, и/или древесными отходами (щепой, опилом) до уменьшения склеиваемости частиц грунта и достижения их разобщенности;
- нефтезагрязненный грунт с концентрацией нефтяных углеводородов не более 20% подвергают предварительной очистке от инородных включений (отходы пластмассы, железа, дерева и т.п.); глинистые грунты, склонные к склеиванию и образованию монолитных глыбистых комков, предварительно измельчают, например дисковой бороной, до частиц диаметром не более 7,5 см;
- предварительно готовят биологически активный материал (частично ферментированный биокомпост), который изготавливается на основе отходов животноводства (навоза крупного рогатого скота, конского или свиного навоза и др.) с использованием растительных материалов (торфа, сена, люцерны, клевера и т. п.). Указанная смесь загружается в биоячейки, оборудованные дренажом и системой для аэрации смеси. Материалы для компостирования в ячейке укладываются, например, послойно: торф (8-15 см), затем навоз (~15 см) и т.д. Компостная масса выдерживается в ячейке до начала созревания в течение 1-4 недель при периодической аэрации, при этом процесс ферментирования компостного материала контролируется по температуре компостной массы. Для дальнейшего использования применяется компост, прошедший частичное ферментативное разложение при температуре 50÷70oС, достигшее в процессе компостирования мезофильных условий во всем объеме компостной массы;
- далее в подготовленный нефтезагрязненный грунт до внесения указанного биологически активного компоста и/или после его внесения, поочередно вносят агент-разрыхлитель (солома, щепа, кора, сено, опилки) и птичий помет при следующем соотношении ингредиентов, об.%:
Нефтезагрязненный грунт - 75 - 90
Частично ферментированный биологически активный компост - 3 - 5
Птичий помет - 1 - 5
Агент-разрыхлитель - Остальное до достижения общей пористости грунта не менее 25%,
а также в полученную смесь дополнительно вводят минеральные удобрения - источники азота и фосфора (например, карбамид, аммиачная селитра, суперфосфат и др.) из расчета общего массового содержания азота (N) и фосфора (Р) в смеси в зависимости от исходного содержания нефтяных углеводородов (С) в грунте как C:N:P=100:(1÷10):(0,1÷1).
- нефтезагрязненный грунт размещается на технологической площадке, оборудованной дренажной системой; при высокой степени загрязнения грунтов (при их полном насыщении, которое зависит от минералогического состава грунта и количества органического вещества в нем, и, например, для глинистых грунтов составляет ~ 17%), грунт следует предварительно разбавить чистым грунтом, и/или силикатным песком, и/или торфом, и/или древесными отходами (щепой, опилом) до уменьшения склеиваемости частиц грунта и достижения их разобщенности;
- нефтезагрязненный грунт с концентрацией нефтяных углеводородов не более 20% подвергают предварительной очистке от инородных включений (отходы пластмассы, железа, дерева и т.п.); глинистые грунты, склонные к склеиванию и образованию монолитных глыбистых комков, предварительно измельчают, например дисковой бороной, до частиц диаметром не более 7,5 см;
- предварительно готовят биологически активный материал (частично ферментированный биокомпост), который изготавливается на основе отходов животноводства (навоза крупного рогатого скота, конского или свиного навоза и др.) с использованием растительных материалов (торфа, сена, люцерны, клевера и т. п.). Указанная смесь загружается в биоячейки, оборудованные дренажом и системой для аэрации смеси. Материалы для компостирования в ячейке укладываются, например, послойно: торф (8-15 см), затем навоз (~15 см) и т.д. Компостная масса выдерживается в ячейке до начала созревания в течение 1-4 недель при периодической аэрации, при этом процесс ферментирования компостного материала контролируется по температуре компостной массы. Для дальнейшего использования применяется компост, прошедший частичное ферментативное разложение при температуре 50÷70oС, достигшее в процессе компостирования мезофильных условий во всем объеме компостной массы;
- далее в подготовленный нефтезагрязненный грунт до внесения указанного биологически активного компоста и/или после его внесения, поочередно вносят агент-разрыхлитель (солома, щепа, кора, сено, опилки) и птичий помет при следующем соотношении ингредиентов, об.%:
Нефтезагрязненный грунт - 75 - 90
Частично ферментированный биологически активный компост - 3 - 5
Птичий помет - 1 - 5
Агент-разрыхлитель - Остальное до достижения общей пористости грунта не менее 25%,
а также в полученную смесь дополнительно вводят минеральные удобрения - источники азота и фосфора (например, карбамид, аммиачная селитра, суперфосфат и др.) из расчета общего массового содержания азота (N) и фосфора (Р) в смеси в зависимости от исходного содержания нефтяных углеводородов (С) в грунте как C:N:P=100:(1÷10):(0,1÷1).
Минеральные удобрения (N и Р) вносятся в виде водных растворов или в виде гранул минеральных солей при приготовлении смеси грунта с добавками, а также периодически добавляются в процессе компостирования на основании текущих результатов аналитического контроля. Содержание азота и фосфора должно быть определено предварительным тестированием грунта. Ориентировочное количество необходимого азота и фосфора может быть подсчитано исходя из условия, что валовое количество углеводородов нефти представляет собой углерод, доступный для биодеградации. Это упрощенное предположение обычно оправдывается на практике, поскольку содержание углерода в нефтяных углеводородах обычно составляет ~90 мас.%. Содержание необходимого количества азота и фосфора в процессе практически всего цикла ремедиации зависит от содержания углеводородов нефти и определяется вышеприведенным соотношением.
Количество вносимого агента-разрыхлителя зависит от минералогического состава грунта, при этом пористость приготовленного грунта должна быть не менее 25%. Ремедиация НЗГ проводится при оптимальном значении рН 6-8, при этом для создания оптимальных кислотно-щелочных условий используются буферные материалы - соединения кальция (известь, мел, известковая мука, гажа или гипс).
Процесс ремедиации НЗГ проводится при влажности 60-70%, для поддержания значения которого регулярно осуществляется полив.
Микробиологические процессы разложения углеводородов нефти протекают при температуре не ниже 10oС, поэтому оптимальный температурный диапазон составляет 25-45oС. Для поддержания оптимальной температуры полученной смеси может использоваться укрывной материал.
Ремедиация НЗГ предлагаемым способом может осуществляться по двум вариантам. По первому варианту нефтезагрязненный грунт размещается на технологической площадке слоем 25-30 см. В грунт вносятся, как было указано ранее, частично ферментированный биологически активный компост, агенты-разрыхлители, птичий помет, минеральные удобрения, известь. После внесения каждого ингредиента грунт перепахивается и боронуется. Ингредиенты компостной смеси (минеральные азотные и фосфорные удобрения, а также известь) вносятся порциями. Необходимое количество извести, азота и фосфора корректируется в процессе компостирования. Влажность и температура компостной массы контролируются в течение всего процесса компостирования, при необходимости производится полив.
По второму варианту нефтезагрязненный грунт предварительно смешивается с ингредиентами компостной смеси, затем укладывается в гряды шириной ~5 м, высотой ~ 1,2÷1,8 м. Смесь выдерживается в грядах в течение не менее ~30-45 дней, затем вся компостная масса переворачивается с помощью фронтального погрузчика или другой техники и перемешивается. Смесь анализируется на содержание остаточной нефти, азота, фосфора, рН, и при необходимости вносится дополнительное количество питательных веществ;
- смесь выдерживается на площадке ориентировочно 1-2 вегетационных сезона (в зависимости от степени загрязнения грунта), в течение которых происходит биоокислительная деградация углеводородов нефти до регламентированного содержания нефти (не выше 1%), что соответствует уровню загрязнения грунтов, пригодных для хозяйственного использования;
- в случае необходимости дальнейшего снижения остаточного содержания нефтяных углеводородов проводится дополнительный цикл биокомпостирования с введением дополнительного количества биокомпоста, минеральных удобрений и извести;
- в последующем производят фиторемедиацию - засев грунта смесью многолетних трав.
- смесь выдерживается на площадке ориентировочно 1-2 вегетационных сезона (в зависимости от степени загрязнения грунта), в течение которых происходит биоокислительная деградация углеводородов нефти до регламентированного содержания нефти (не выше 1%), что соответствует уровню загрязнения грунтов, пригодных для хозяйственного использования;
- в случае необходимости дальнейшего снижения остаточного содержания нефтяных углеводородов проводится дополнительный цикл биокомпостирования с введением дополнительного количества биокомпоста, минеральных удобрений и извести;
- в последующем производят фиторемедиацию - засев грунта смесью многолетних трав.
Данные о содержании остаточных нефтепродуктов на контрольной площадке (без внесения частично ферментированного компоста) и на опытных площадках, обработанных предлагаемым и известным способом, приведены в таблице 1.
Данные, приведенные в таблицах 1 и 2, показывают, что известные способы ремедиации не обеспечивают полной очистки НЗГ за короткий промежуток времени; так, например, при использовании в известном способе неферментированного навоза значительно удлиняются сроки ремедиации и за контрольное время (90 дней) происходит снижение содержания нефтепродуктов всего на 71,4%. Предлагаемым способом за это же время достигается снижение содержания нефтяных углеводородов на 90,1% (опыт 3, табл. 1) до их остаточного содержания 1,08 вес. % (опыт 3, табл. 2). При этом характерной особенностью процесса биоремедиации предлагаемым способом с использованием частично ферментированного биокомпоста является более высокая степень разложения смолистых и асфальтеновых фракций. Так, в первом опыте таблицы 2 при использовании только неорганических источников азота и фосфора доля остаточных асфальтенов в грунте через 90 дней достигает 27 вес.% при их первоначальном содержании 5,7 вес.%. При применении в известном способе органических удобрений (неферментированного навоза) происходит снижение доли смол и асфальтенов в остаточных нефтепродуктах (опыт 2, табл. 2) по сравнению с опытом 1, причем при использовании же частично ферментированного биокомпоста в предлагаемом способе доля смол и асфальтенов значительно ниже (опыт 3, табл. 2), чем при применении неферментированного навоза.
Таким образом, использование в предлагаемом способе ремедиации нефтезагрязненных грунтов биологически активного частично ферментированного компоста позволяет значительно ускорить микробиологическую деструкцию углеводородов нефти и обеспечивает эффективную деградацию сложных нефтяных углеводородов, достичь высокой степени очистки грунта от загрязнений за более короткое время. Кроме того, данный способ ремедиации НЗГ с использованием биологически активного компоста позволяет не только очистить грунт от углеводородных загрязнений, но также позволяет получать конечный материал, обогащенный гумусовыми веществами, обеспечивающими питанием широкий спектр растений. Использование частично ферментированного биологически активного компоста и птичьего помета в предлагаемом способе позволяет получать биологически активный материал, обогащенный азотом, что позволяет уменьшить количество минеральных азотных удобрений, используемых для компостирования НЗГ, и исключить возможное вторичное загрязнение окружающей природной среды нитратами.
Очищенный грунт, образующийся в результате биокомпостирования, обогащенный биогенными веществами, хорошо вписывается в природные циклы и пригоден для проведения рекультивационных работ.
Claims (8)
1. Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов путем обработки его биологически активным компостом, отличающийся тем, что в качестве биологически активного компоста используют компост, который прошел частичное ферментативное разложение, при этом до обработки указанным компостом нефтезагрязненного грунта и/или после обработки в грунт дополнительно вносят агент-разрыхлитель до достижения общей пористости грунта не менее 25% и птичий помет при следующем соотношении ингредиентов, об.%:
Нефтезагрязненный грунт 75 - 90
Частично ферментированный
биологически активный компост 3 - 5
Птичий помет 1 - 5
Агент-разрыхлитель Остальное до
достижения общей
пористости грунта
не менее 25%
а также в полученную смесь дополнительно вводят минеральные азотные и фосфорные удобрения из расчета общего массового содержания азота N и фосфора Р в смеси в зависимости от исходного содержания нефтяных углеводородов С в грунте как С : N : Р = 100 : (1÷10) : (0,1÷1), и кальцийсодержащий реагент, обеспечивающий рH смеси 6-8, при этом полученную смесь периодически перемешивают и увлажняют до окончания цикла ремедиации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве агента-разрыхлителя используют солому, щепу, кору, сено, опилки, траву.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура ремедиации составляет 10÷45°С, а влажность грунта - 40÷70% от полной влагоемкости грунта.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят перемешивание грунта после внесения каждого ингредиента.
5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что после внесения в грунт всех ингредиентов периодически производят его перемешивание.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при каждом перемешивании грунта определяют в нем массовое соотношение C : N : P и производят его корректировку путем дополнительного введения в грунт компоста, и/или птичьего помета, и/или минеральных удобрений из расчета поддержания массового соотношения C : N : P как = 100 : (1÷10) : (0,1÷1).
7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что обработанный грунт остается на месте до снижения концентрации углеводородов до желаемого уровня.
8. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что обработанный грунт вынимается и размещается в грядах до снижения концентрации углеводородов до желаемого уровня.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002117206/13A RU2224604C1 (ru) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002117206/13A RU2224604C1 (ru) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002117206A RU2002117206A (ru) | 2004-02-10 |
| RU2224604C1 true RU2224604C1 (ru) | 2004-02-27 |
Family
ID=32172925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002117206/13A RU2224604C1 (ru) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224604C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571222C2 (ru) * | 2009-08-20 | 2015-12-20 | Интер Американ Юниверсити Оф Пуэрто-Рико | Система ремедиации тяжелых металлов |
| RU2586900C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2016-06-10 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградская академия Министерства внутренних дел Российской Федерации" (ФГКОУ ВО "Волгоградская академия МВД России") | Ремедиатор |
-
2002
- 2002-06-27 RU RU2002117206/13A patent/RU2224604C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДЯДЕЧКО В.Н. и др. О биологической рекультивации нефтезагрязненных лесных почв Среднего Приобья: Почвоведение, № 9, 1990, с.148-151. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571222C2 (ru) * | 2009-08-20 | 2015-12-20 | Интер Американ Юниверсити Оф Пуэрто-Рико | Система ремедиации тяжелых металлов |
| RU2586900C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2016-06-10 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградская академия Министерства внутренних дел Российской Федерации" (ФГКОУ ВО "Волгоградская академия МВД России") | Ремедиатор |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002117206A (ru) | 2004-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lakhdar et al. | Effectiveness of compost use in salt-affected soil | |
| Walpola et al. | Effect of salt stress on decomposition of organic matter and nitrogen mineralization in animal manure amended soils | |
| AU722058B2 (en) | Compost decontamination of DDT contaminated soil | |
| Perucci et al. | Changes in physico-chemical and biochemical parameters of soil following addition of wood ash: A field experiment | |
| EP2931680B1 (en) | Organic fertilizer and method of its production | |
| JP2504364B2 (ja) | 液状畜産廃棄物の処理方法 | |
| RU2224604C1 (ru) | Способ ремедиации нефтезагрязненных грунтов | |
| RU2584031C1 (ru) | Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов | |
| JP2000204558A (ja) | 緑化基盤材および法面等の緑化工法 | |
| RU2602179C1 (ru) | Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов | |
| CZ62696A3 (en) | Reclaiming process of soils | |
| RU2175580C2 (ru) | Состав для очистки почвы от нефтяных загрязнений и способ очистки почвы от нефтяных загрязнений | |
| RU2709142C1 (ru) | Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов | |
| RU2323790C1 (ru) | Способ рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами | |
| PL220194B1 (pl) | Sposób bioremediacji ziemi i/lub mas ziemistych zanieczyszczonych związkami ropopochodnymi | |
| RU2240877C1 (ru) | Способ рекультивации почвы, загрязненной нефтью и/или нефтепродуктами | |
| JPH0859379A (ja) | 動物排泄物の浄化処理方法並びにその処理化物 | |
| US6033899A (en) | Compost decontamination of soil contaminated with PCP using aerobic and anaerobic microorganisms | |
| RU2137559C1 (ru) | Способ очистки почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами | |
| KR920004711B1 (ko) | 유기폐기물의 발효의 개량을 위한 황산칼슘의 사용 | |
| RU2148034C1 (ru) | Способ обезвреживания промышленных органических шламов | |
| RU2680579C2 (ru) | Способ получения почвогрунта из активного ила | |
| JP2004188406A (ja) | 土壌の嫌気的浄化方法 | |
| CN115770785A (zh) | 一种生物刺激修复石油污染土壤的方法 | |
| Saad | Processes and balance of organic matter turnover and transformation of mineral compounds during decomposition of biogenic material in the presence of soil material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20060131 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090628 |