Епарати для ліквідації забруднень
Велика кількість біопрепаратів розроблена для біодеструкції нафти та продуктів її переробки, що забруднюють природні середовища внаслідок витоків, проток, різного масштабу екологічних катастроф.
В Україні нагромаджено великий досвід у сфері застосування біопрепаратів нафтодеструкторів, що пов'язано з великими масштабами нафтозабруднень, розміром забруднених площ та збитками від цих забруднень.
Щорічна потреба в біопрепаратах нафтодеструкторів оцінюється в т. Такі біопрепарати можуть застосовуватися з різною метою:
для знезараження води та ґрунту від сирої нафти, продуктів її переробки та деяких видів палив;
для очищення зливових та стічних вод при використанні нафтовик, відстійників, установок;
очищення та глибокого доочищення стічних вод від вуглеводневих забруднень;
глибокого доочищення баластових вод від промивання морських та річкових транспортних засобів;
при запуску в експлуатацію та стабілізації роботи очисних споруд при залпових потрапляннях у стічні води нафтопродуктів;
депарафінізації нафти у нафтових свердловинах;
очищення бурових шламів від вуглеводнів;
очищення територій аеропортів, локомотивних депо, мийних та заправних станцій, акваторій морських та річкових портів;
очищення невеликих і сильно забруднених пожежних водойм для запобігання самозайманню на поверхні;
очищення територій військових баз;
очищення обладнання, ємностей та сховищ, сепараторів, насосних станцій, внутрішньої поверхні трубопроводів, каналізаційних колекторів, колодязів, жироуловлювачів;
для знешкодження шламів, сорбентів та інших відходів, забруднених нафтою та нафтопродуктами, утилізації осаду очиснихспоруд автомийок та автотранспортних підприємств з отриманням піску, який може бути реутилізований, наприклад, у будівельній індустрії та при прокладанні автомобільних доріг, для пошарового засипання та рекультивації полігонів.
Потенційними споживачами біопрепаратів можуть бути промислові підприємства, нафтовидобувна та нафтопереробна промисловість, нафтоналивні та заправні станції ПММ, підрозділи МНС, автотранспортні підприємства та станції технічного обслуговування, підприємства з транспортування нафти та нафтопродуктів, морські та річкові порти, фірми, що спеціалізуються на продажу , Міські та муніципальні служби та ін.
В даний час на ринку представлена широка номенклатура біопрепаратів на основі моно- та змішаних культур мікроорганізмів для ліквідації забруднень нафтою та нафтопродуктами. Чимало препаратів випускаються українськими фірмами. При цьому, як правило, фірми, які займаються виробництвом біопрепаратів, самі проводять очисні та рекультиваційні заходи, оскільки ефективність використання препарату істотно залежить від технології застосування.
За допомогою біопрепаратів у більшості випадків вдається очистити забруднені середовища за літні сезони. У табл. 4.5 наведено характеристики ряду препаратів нафтодеструкторів, присутніх на українському ринку.
Характеристика найвідоміших препаратів нафтодеструкторів
бруднень у ґрунті не
більше 10% при глибині-
не проникнення не
20 г/л, товщина полон-
ки нафти до 10 мм
терій та дріжджів,
ня до 30 кг/м 2
мом pH та високою
можна очищення ґрунту
при утриманні до
ґрунти; при очищенні
на поверхні води
товщина плівки на
воді трохи більше 5 мм;
поставляється у вигляді
порошку або гранул з
Продовження таблиці 4.5.
забруднень не вище
очищення від сирої
а також їх різн-
та важкі фракції,
очищення від фенолів,
них масел, тварин
жирів, гептила, деякого
торих груп пестиці-
очищення від сирої
фракції, очищення від
них масел, тварин
жирів, гептила, деякого
торих груп пестиці-
до 20 г/кг ґрунту
фракції та аромати-
260 кг/м 3 ґрунту
Продовження таблиці 4.5.
випускається у вигляді
10 9 кл./г або су-
спензії 10 10 кл./мл
випускається у вигляді
пасти 10 9 кл./г та
порошку 10 8 кл./г
для очищення ґрунту
та води; при очищенні
грунту і грунту глу-
у ґрунті до 15%; при
води товщина плівки
на воді не більше 5 мм
забруднення до 20 г/
кг ґрунту, широкий
vinelandii та ін.
ефективний при не-
організмів у вигляді
фракції та аромати-
Продовження таблиці 4.5.
фракції та аромати-
з'єднання, в
в тому числі при низьких
вологість торфу не
(10 мг клітин на 1 г
рій P. fluorescens,
активний щодо
Xantomonas sp. на
ній, у тому числі
забруднень у ґрунті
не більше 5% при глу-
Rhodococcus, 2 шт.
Продовження таблиці 4.5.
Консорціум 12 ві-
тивен при нафтових
порошку з напів-
0 – +49 °С, містить-
0,3 м на важких і до
клітин P. putida)
1 м на легких ґрунтах;
Bacillus polymyxa на
На основі аборі-
бактерій і дрож-
з ґрунтів ряду не-
Комі та Західної
Продовження таблиці 4.5.
нар. Rhodococcus на
з азотом і фосфо-
ефективний при не-
стом сорбенті на
з наповнювачем та
фракції та аромати-
зування на глибині
Ефективний при не-
Ефективний при не-
Стійкий до NaCl
Продовження таблиці 4.5.
Штам Bacillus sp.
Стійкий до замору-
препарат на носі-
живлення та нагрівання;
тілі з додаванням
при обробці по-
їм ПАР у кількості-
наноситься у вигляді
Для очищення ґрунтів
R. opacus, R. ruber
Для видалення нафто-
продуктів з поверх-
у вигляді суспензії,
ності води, ґрунту,
порошку, клітин з
тов бензину, BTEX-
зованому вигляді в
легких та важких
фракцій нафти, біту-
ма, різних видів
Для сорбції та біо-
розкладання нафти та
аліфатичних та аро-
дородів (у тому числі
ПАУ), легкої і важкої-
шар фракцій нафти,
ся у дозованому
різних видів то-
виді у водень-
та інших хімічних
Закінчення таблиці 4.5.
ний полімер полі-
стадіях очищення ґрунтів
спільно з висівом
ськими речовинами та
Для зниження вмісту
жанія нафти у грунті
тори Bacillus sp.,
на гранулах удо-
Для зниження вмісту
нафти у ґрунті за рахунок
суміші гною, по-
мета, ТПВ, тирси,
торфу, сапропелю з
ми та біодобавками
Препарат «Путидойл», розроблений науково-дослідним геологорозвідувальним нафтовим інститутом спільно з НВО «Вектор» у 1988 р., з'явився першим на ринку біопрепаратів нафтодеструкторів. Його чинним початком був штам бактерій Pseudomonasputida 36, що володіє високою окисною активністю щодо вуглеводнів нафти прямої, розгалуженої та циклічної структур. Препарат отримували шляхом висушування вирощеної бактеріальної маси та використовували у вигляді суспензії бактеріальних клітин (не більше 0,2% до об'єму розчину) у 0,07% розчині мінеральних солей (аммофосу або діамофосу). Активування препарату проводилося витримуванням суспензії при перемішуванні та аерації протягом при температурі°С.
За результатами досліджень та випробувань було визначено витратні норми препарату, визначено значення ГДК препарату для рибогосподарських водойм (1 мг/л) та розроблено рекомендації щодо використання препарату «Путидойл» (табл. 4.6).
Технологічні показники використання препарату «Путидойл» для очищення різних середовищ від забруднень нафтою та нафтопродуктами
Об'єкти та умови обробки препаратом
Витрата препарату (у сухому вигляді)
Забруднений ґрунт, температура поверхні
кг/га + 7 кг аммофосу або діам-
не нижче 10 °C, обробка 0,07% водної суспен-
мофосу на 1 га ґрунту
зією препарату і 0,07% розчином мінераль-
добрив (підживлення), додаткова
оранка та розпушування
Обробка в системах біологічного очищення
0,05 кг/м 3 води при температурі від
20 до 35 °С, час обробки год
Очищення ємностей: миття водою з диспергато-
г/кг нафтопродукту або
рами, витримування з водою та біопрепаратом
1,5 г/м 3 емульсії нефтепро-
Забруднена водна поверхня, потрібна
кг/га поверхні водоймища +
додаткове внесення мінеральної під-
0,5 л/м 2 0,07% розчину аммофосу або
Обробка вивезеного забрудненого ґрунту
наобладнаному майданчику при утриманні
нафтопродуктів >10%, через днів -
У –р. минулого століття були розроблені та інші активні препарати, такі як Деворойл, Деградойл, серія препаратів Біодеструктор, Родер та інші, що використовуються дотепер. З товарної форми ці препарати може бути віднесено до препаратів першого покоління. Вони представляють масу життєздатних клітин монокультури, асоціативної або змішаної культури вуглеводневих мікроорганізмів у вигляді порошку, суспензії або пасти.
Препарат «Деворойл», розроблений в Інституті мікробіології РАН та комерціалізований компаніями «Біотехінвест» та «Мікробні технології», випускається на основі консорціуму бактерій Rhodococcus longus, Rhodococcus maris, Rhodococcus erythropolis, Alcaligenes та Alcaligenes.
дріжджів Yarrowia lipolytica, Candida sp., що ростуть на вуглеводнях різних класів та їх похідних, стійких до підвищеної солоності (до 150 г/л NaCl), до різких коливань температури від +5 до +40 °С, активних у широкому діапазоні pH від 4 5 до 95 при рівні забруднення грунту нафтою більше 5%. Композиція мікроорганізмів, що використовується, виділена з пластових вод нафтового родовища. За даними розробників препарату, широта діапазону pH, при якому препарат активний, визначається складом консорціуму мікроорганізмів. При кислих значеннях pH переважний розвиток отримують Yarrowia lipolytica, Rhodococcus erythropolis, при нейтральних – вся композиція мікроорганізмів, при лужних – Rhodococcus maris та Alcaligenes sp. Препарат має широку субстратну специфічність. Мікроорганізми препарату здатні здійснювати контакт із вуглеводнями як безпосередньо в товщі нафтової плівки, так і на поверхні ґрунту та води, тобто.розкладати як розчинні, і нерозчинні у питній воді компоненти нафти. Висока ефективність застосування «Деворойлу» визначається і тим, що до складу препарату входять ліпофільні (Rhodococcus longus,
Rhodococcus maris, Rhodococcus erythropolis, Yarrowia lipolytica) та гідрофільні (Alcaligenes sp., Cand & gt;sp.) мікроорганізми: бактерії, що окислюють нафтові алкани з довжиною вуглецевого ланцюга та ароматичні сполуки, зокрема фенол, крезол; дріжджі, що характеризуються високою нафтоокисною активністю і здатні виділяти в середу амінокислоти, вітаміни та речовини. Швидкорослі мікроорганізми (Rhodococcus longus, Rhodococcus erythropolis, Yarrowia lipolytica, Alcaligenes sp.) добре окислюють аліфатичні та низькомолекулярні ароматичні сполуки, а повільнорослі (Rhodococcus maris) доокислюють компоненти нафти, що залишилися, в залишків. Широта діапазону солоності, при якій працює препарат, дозволяє його використовувати в тому числі при аваріях на внутрішньопромислових трубопроводах, коли разом із нафтою на ґрунт виливаються значні обсяги пластових розсолів. Використовувані іншими представниками ґрунтового біоценозу продукти життєдіяльності мікроорганізмів та клітини, що відмирають, легко засвоюються сапрофітною мікрофлорою біоценозу.
ратами. Виробник біопрепарату нині – ТОВ «Сіті Строй» (м. Москва).
Модифікований варіант «Деворойлу» – препарат «Редоксин», в якому клітини мікроорганізмів іммобілізовані на пористому керамічному носії (загальною пористістю, що складається з оксиду кремнію, оксиду заліза, оксиду алюмінію та оксидів лужних металів. Такий біопрепарат на основі іммобілізованийнафтопродукти як у зоні контакту з водою, так і безпосередньо в нафтовій плівці, здатний утилізувати широкий діапазон вуглеводнів нафти як у прісній, так і в солоній воді. Препарат «Редоксин» застосовується для очищення стічних вод від нафтопродуктів та придатний для використання як завантаження для біофільтрів очисних споруд.
Препарати серії «Біодеструктор», одержані на основі мезофільних
і термотолерантних штамів неспороутворюючих бактерій Acinetobacter calcoaceticus (biococcum) (препарат «Валентіс»), Acinetobacter paraphinicum та Acinetobacter oleovorum (препарат «Олеоворин»), найбільш ефективні відповідно при температурі від +10 до +2 +5 При рН Препарати отримують шляхом висушування на розпилювальній сушарці біомаси бактерій р. Acinetobacter , вирощених напр°С
та pH ДержНДІсинтезбілок та компанією «Біотек», які розробили препарати серії «Біодеструктор», запропоновано широку гаму препаратів для видалення забруднень різного характеру (див. табл. 4.5).
В одному з варіантів випробування препаратів при очищенні ґрунту, забрудненого нафтою, спостерігалося зниження за 45 діб концентрації забруднень з 20 до 1 кг/м 2 . В іншому варіанті випробувань у забрудненому відстійнику спостерігалося видалення плівки нафти через 30 діб при вихідному вмісті нафти 10 кг/га поверхні відстійника. Препарати можуть використовуватися для видалення нафти, мазуту, дизельного палива, ароматичних вуглеводнів, відпрацьованих машинних та моторних масел, харчових масел та жирів у ресторанних стоках.
Технологія отримання препаратів «Валентіс» та «Олеоворин» передбачає стадії ферментації з використанням субстрату сепарації, розпилювального сушіння, внесення добавок. У табл. 4.7 наведено основні технологічні показникизростання штамів A. oleovorum та
A. calcoaceticus (biococcum) (A. valentis на
Основні технологічні показники вирощування термотолерантних штамів бактерій A. oleovorum та A. valentis у дослідних умовах при проточному культивуванні