Биоочистка реки после аварии на продуктопроводе

При очистке от нефтезагрязнений проточных водоемов, особенно в аварийных ситуациях, установка боновых заграждений, использование сорбентов и нефтепоглощающих материалов, как правило, позволяют собрать основную часть разлитых нефтепродуктов. При этом остаточные, рассеянные нефтезагрязнения прибрежной полосы, водной и береговой растительности, донных отложений постепенно вымываются и являются источником высоких концентраций растворенных НУГВ. Ликвидировать эти рассеянные нефтепродукты и уменьшить количество растворенных НУГВ можно, применяя эффективные биотехнологические методы.

Таблица 2. Изменение концентраций растворенных в воде НУГВ во время биоочистки

При аварийном разливе, в одну из рек попало большое количество дизельного топлива, основная масса которого была задержана системой боковых заграждений и собрана механически и нефтепоглощающими материалами.

Существенную угрозу санитарному благополучию населения поселка, расположенного в 4,5 км ниже по течению реки, представляли высокие концентрации нефтепродуктов в воде, превышающие фоновые концентрации в десятки раз.

В течение июля и августа была проведена очистка реки от нефтезагрязнения с применением комплексной биотехнологии очистки и восстановления, которая включала несколько этапов:

• обработка наиболее загрязненных участков прибрежной зоны, водной растительности и зеркала воды нефтеокисляющим биопрепаратом семейства ОЛЕОВОРИН и минеральными удобрениями;
• установка каскада биофильтров с иммобилизованной нефтеокисляющей биотой;
• внесение на ограниченные участки реки ряски.

Поэтому биопрепарат вносился в форме водной суспензии с необходимым содержанием минераль-ных удобрений, продолжительность биоочистки определялась временем функционирования установленных на реке системы биофильтров с иммобилизованными микроорганизмами-нефтедеструк- торами. Внесение ряски на определенных локальных участках реки вначале сопровождалось ее массовой гибелью и сорбцией нефтепродуктов на слое мертвых растений, но затем, при повторном внесении, ряска сохраняла жизнеспособность и эти события. В табл. 2 приведены результаты анализов проб воды в двух точках реки ниже разлива, после первого и второго каскада биофильтров, на протяжении всего времени проведения биотехнологических работ.

Представленные данные демонстрируют эффективность разработанных и реализованных биотехнологических способов очистки поверхностных вод от нефтезагрязнений.

Исследование, осознание механизмов самоочищения воды и направленное регулирование этих процессов является, без сомнения, составной частью биоремедиационных технологий, разрабатываемых и применяемых для очистки, восстановления и охраны окружающей среды. Биоремедиация с использованием препаратов нефтеразрушающих микроорганизмов в природных условиях существенно ускоряется при использовании двух, нами разрабатываемых методик:

1. Иммобилизации микробной флоры на субстратах с большой удельной поверхностью.

2. Использования фотосинтезирующих организмов (водорослей и плавающих водных растений) в качестве компонента биофильтра - при фиторемедиации.

Привлекательность фиторемедиационной технологии в ее относительной дешевизне и в использовании природных закономерностей самоочистки ценозов.

Очистка воды от вредных примесей с помощью сельскохозяйственных отходов. Огромные

количества добываемой и транспортируемой нефти и нефтепродуктов, рост систем АЗС, котельных и топливных станций, работающих на мазуте, создают серьезные экологические проблемы. Углеродные сорбенты обладают способностью "связывать" органические вещества известна давно: еще наши далекие предки использовали этот метод для огневого земледелия. Проникая в почву, уголь, полученный после выжигания леса, извлекает из нее вредные вещества - фитотоксины, подавляющие рост растений. А уже в наше время углеродные сорбенты начали использовать для производства питьевой воды, очистки газовых выбросов и сточных вод промышленных предприятий, в пищевой промышленности и виноделии. Лузга риса и гречихи огромными кучами лежат возле элеваторов. Когда их наберется слишком много – сжигают, хотя степень очистки воды после запуска на поверхность полученных из этой шелухи "лодочек" составляет 97-99 процентов. Первые испытания сорбента были проведены еще в 1997 году во время ликвидации последствий разрыва нефтепровода в Новороссийске. Бонами из сорбентов окружают нефтяное пятно, поверхность которого посыпают сорбентом. Сорбент, насыщенный нефтепродуктами, легко перемещается в любое нужное место. Очистка воды составила 99,5 процентов. Возникает вопрос: а куда девать собранные нефтепродукты? Не будет ли от них вреда? Оказывается, насыщенный нефтепродуктами сорбент можно использовать для получения асфальтобетона и топливных брикетов. Технологическая цепочка: сырье (отходы) - получение сорбента (утилизация отходов) - применение сорбента для сбора нефтепродуктов - использование насыщенного нефтепродуктами сорбента в промышленности. Это безотходное, безвредное и практически бесплатное производство.

При очистке замазученных сточных вод получил широкое распространение метод флотации. Флотационный процесс основан на способности содержащихся в сточных водах гидрофобных частиц прилипать к границе раздела фаз. Граница раздела фаз (водяная пленка) создается при насыщении обрабатываемой жидкости пузырьками газа. Пузырьки газа при всплывании сталкиваются с дисперсными частицами, в результате чего происходит их прилипание к пленке пузыря (образование флотокомплекса). Флотокомплексы - дисперсная частица-пузырек - поднимаются на поверхность жидкости и создают пенный слой, в котором и происходит концентрирование дисперсной фазы. Образование флотокомплекса сопровождается уменьшением свободной энергии системы. Для единицы площади контакта уменьшение свободной энергии выражается формулой:

Флотируются только частицы, имеющие гидрофобную поверхность (>90⁰).
Капельки нефтепродуктов в замазученных сточных водах имеют ярко выраженную гидрофобную поверхность и потому хорошо флотируются. Эффективность флотационного процесса наряду со свойствами поверхности флотируемых частиц определяется и отношением их размеров к размерам пузырьков газа. Поскольку размер капелек частиц дисперсной фазы (нефтяной эмульсии) в замазученных стоках колеблется в пределах 50-100 мкм, то процесс безреагентной флотации будет эфек-тивен лишь при дисперсности пузырьков газа R_В = 40-70 мкм. Среди методов получения пузырьков достаточно малого размера в настоящее время наиболее широко используется метод выделения газа из пересыщенного раствора жидкости - метод напорной флотации. Для этого на линии байпаса соединяющий напорный и всасывающий патрубок насоса установлен эжектор. Поток жидкости в эжекторе захватывает атмосферный воздух, который перемешивается с водой в трубопроводе и насосе. Полученная смесь сжимается и под давлением 0,4 МПа подается в специальный напорный бак (сатуратор), где в течение 10-15 минут происходит растворение воздуха. Пересыщен-ный раствор через дросселирующее устройство, в котором происходит падение давления, подается во флотатор, где и происходит выделение пузырьков воздуха. Выделение пузырьков воздуха происходит в два этапа.
Во второй фазе происходит выделение растворенного газа внутрь образовавшегося пузырька и рост его размеров.
Это приводит к тому, что с увеличением исходного пересыщения раствора будет увеличиваться и средний размер образовавшихся пузырьков, который значительно превышает размер зародышевого пузырька. Так, при пересыщении в 200 % средний размер образующихся пузырьков воздуха составляет 45 мкм; при 400 % - 70 мкм; при 800 % - 100 мкм.
Таким образом, при напорной флотации увеличение величины пересыщения очищаемых сточных вод не приводит к повышению эффекта очистки, так как наряду с повышением газонасыщения жидкости наблюдается и увеличение размеров образующихся пузырьков.
Опыт эксплуатации схемы напорной флотации показал, что при увеличении объема захватываемого эжектором воздуха более чем 4 % от объема перекачиваемого стока приводит к срыву режима работы насоса, что также являлось препятствием к увеличению значения газонасыщения в объеме флотатора. В электрогидродинамическом устройстве под действием высокоградиентных турбулентных пульсаций и электрообработки происходит диспергирование водовоздушной эмульсии и образование устойчивых пузырьков диаметром 50-200 мкм.
Отделение пузырьков, имеющих диаметр более 150 мкм, происходит в классификаторе фракций, после чего высокодисперсная газожидкостная эмульсия подается во флотатор.
В результате реализации новой технологии получены следующие результаты:
1. Эффективность флотационного отделения нефтепродуктов из замазученного стока увеличилась с 55 % до 77 % по сравнению с ранее существующей схемой, включающей приемный резервуар, насос, эжектор, напорный бак, дросселирующее устройство, флотатор.
2. Содержание воздуха в водовоздушной смеси повысилось с 4 % до 9-12 %.
3. Получена однородная водовоздушная смесь, содержащая пузырьки воздуха крупностью 0,05-0,25 мм.
4. В результате повышения степени очистки на флотаторе продолжительность фильтроцикла при доочистке стока на угольном адсорбере увеличена в 2,0-2,5 раза при одинаковом качестве фильтрата.
МЕТОДИКА РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИМИ ПРОДУКТАМИ. Технология биорекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтесодержащими продуктами, которая может найти широкое применение на нефтезагрязненных участках. Загрязнение наших земель нефтью и разлившимися нефтепродуктами - это основной бич постоянно ухудшающейся экологии. Например, сейчас самым распространенным методом восстановления почв на является механическая обработка почвы фрезами, установленными на шагающие или гусеничные болотоходы, с одновременным внесением биопрепаратов, снижающих содержание нефти, комплексных минеральных удобрений семян овса и многолетних луговых трав. Эти мероприятия не только дороги, но и приводят к полному выравниванию почвы, поэтому многолетние травы (как правило луговые) вымокают, а овес, однолетнее растение, растет один год. И в итоге, экология почв нарушается, - почва покрывается местной растительностью в течение трех-четырех и более лет. Внесение гранулированного органоминерального биологически активного посевного материала из смеси лигнина, опилок и птичьего помета, с добавками минеральные удобрений и семян многолетних трав - более совершенный метод, но сложность приготовления смеси, получение редких всходов на обработанных фрезами участках, которые постоянно используются, а также долгое зарастание местной растительностью - сводят на нет все преимущества.

Метод нанесения органического сорбента на загрязненные участки, в качестве которого используют торф, тоже применяется, но сложен технически, поскольку очень трудно покрыть торфом участки труднопроходимых болот и посадить там дикорастущие саженцы, особенно если учесть, что используются саженцы старше 5 лет, а площади посадок составляют до 240 га (такая площадь загрязняется за сезон только одним предприятием). Разработан метод биорекультивации нефтезагрязненных земель, который позволяет удешевить и упростить способа рекультивации почв, использовать его в течение календарного года всех периодов, включая зимний. Методика процесса биологической рекультивации состоит в том, что на поверхность механически обработанной почвы вносятся биологически активный посадочный материал, полученный путем нанесения на заранее приготовленные корневища осоковых, заготовленных на биологически активных почвах весом от 0,05 до 1 кг, семян однолетних и многолетних болотных трав. Посадочный материал заготавливается весной перед непосредственной посадкой или осенью на талой или промерзшей почве. Сажают поздней осенью, зимой, весной непосредственно в снег на заранее механически обработанные участки, что позволяет в условиях труднопроходимых болот эффективнее использовать как ручной метод посадки, так и с помощью техники и получать в итоге всходы осоковых из корневищ и болотных трав из семян.

Значение дождевых червей как производителей гумуса и полноценного кормового белка стало выясняться только в последние годы в связи с биологизацией многих технологических процессов различных отраслей народного хозяйства. Их пищеварительная система специально приспособлена для переработки органикосодержащих отходов и отбросов, прежде всего сельскохозяйственного производства и животноводства.Оказалось, что их можно легко адаптировать к переработке отходов многих других отраслей промышленности, таких, как целлюлозобумажная, мясомолочная, рыбная, винодельческая, консервная, а также для переработки органикосодержащих отходов стоков городов и животноводческих комплексов, ила водоемов и т.д. Биотехнологам, удалось показать, что при массовом культивировании дождевых червей на субстратах, приготовленных на основе этих и многих других отходов, возникнут новые предприятия с новой технологией и получением новой, очень ценной, продукции - белка животного происхождения и высокоценных экологически чистых органических удобрений для нужд сельскохозяйственного производства в количествах, удовлетворяющих потребность в белках. Создание таких предприятий позволит сделать сельскохозяйственное производство и производство многих других отраслей промышленности более рентабельным и экологически чистым. Наконец, находит решение проблема, которая волнует всех экологов: как научно обоснованно, рационально, с наибольшим эффектом для экономики и всей общественной жизни страны использовать природные ресурсы не только не нанося при этом непоправимого вреда окружающей среде, но и улучшая ее. Культивирование дождевых червей - это новая промышленная технология, в которой в максимально возможной степени используется естественный круговорот природы вещества и энергии. Это возможности сегодняшнего дня. Реализация нового биотехнологического направления требует, конечно, преодоления психологических барьеров, но капиталовложения относительно небольшие. Они под силу каждому хозяйству. Любой зооветработник способен овладеть немногочисленными технологическими приемами биологического производства. Это не исключает, конечно, подготовки специалистов - технологов-люмбрикологов. Они необходимы. На их плечи лягут заботы по адаптации, доместикации и селекции новых разновидностей червей, приспособленных для переработки субстратов на основе тех или иных органикосодержащих отходов производства и многие другие заботы по контролю технологических условий и процессов. Необходимо применять биотехнологию культивирования дождевых червей в промышленных масштабах с целью переработки навоза животноводческих комплексов и органикосодержащих отходов городов, многих предприятий различных отраслей промышленности в гранулированное гумусное, экологически чистое удобрение. Эта технология обеспечивает безотходность производства, повышение его рентабельности и, главное - улучшение качества продуктов животноводства и растениеводства. Основные ее преимущества - оздоровление окружающей среды и улучшение качества продуктов питания. Признание этого должно стимулировать широкомасштабное внедрение описанной технологии.

БИОРЕКУЛАТ - полимерное покрытие для восстановления растительного покрова нарушенных земель без нанесения плодородного слоя.

БИОРЕКУЛАТ — прочное эластичное покрытие из субстрата и полимера, получаемое при нанесении водных полимерных эмульсий на поверхность нарушенных земель. Биорекулат обеспечивает восстановление почвенно-растительного покрова без нанесения плодородного слоя с посевом многолетних трав на фоне комплексного минерального удобрения.

Полимерное покрытие БИОРЕКУЛАТ является:

· универсальным средством для борьбы с водной, ветровой и термоэрозией;

· долговременным покрытием, обеспечивающим стабилизацию гидротермического режима субстрата, формирование растительного покрова стабильно высокой продуктивности, активизацию деятельности микрофлоры, и, как следствие, ускорение почвообразовательных процессов при восстановлении нарушенных земель;

• надежным средством для защиты корнеобитаемых горизонтов от техногенных факторов, позволяющим восстанавливать растительный покров в условиях химического и радиоактивного загрязнения;

· перспективным путем для повышения урожайности сельскохозяйственных угодий.

Биорекулат характеризуется:

высокой противоэрозийной стойкостью;

хорошей фильтрующей способностью;

• воздухопроницаемостью;
• радиационной стойкостью;
• способностью к биоразложению;
• экологической чистотой;

Свойства Биорекулата:

Поиск по сайту: