Статья опубликована в №49 (сентябрь) 2017
Разделы: Биотехнологии
Размещена 02.08.2017. Последняя правка: 16.10.2017.
Просмотров - 3900

Технология биологической очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов

Хамроев Обид Жонибаевич

кандидат технический наук

Институт

доцент

УДК 611.11.004.67:665.66

Введение. В нефтепродуктах, хранимых в резервуарах, со временем проис -ходят сложные процессы физических и химических превращений, которые способствуют выделению и накоплению нефтяных отложений с механическими примесями и водоэмульсионным образованием на внутренних стенки резервуаров. Эти отложения снижают первоначальные качества нефтепродуктов, что приводит к перерасходу топлива двигателями и в целом – к снижению надежности и долговечности деталей и узлов машин.

Существующие способы очистки резервуаров на нефтекомплексах сельскохозяйственных предприятий можно разделить на два вида: ручной и механизированный.

    Ручной способ очистки, в настоящее время почти не применяется.

           Механизированный способ очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов на нефтекомплексах хозяйств агропрома осуществляется с помощью специальных установок для очистки резервуаров, разработанных в ГОСНИТИ. При этом в качестве моющей жидкости используют раствор препаратов типа МС, МЛ, ”Лабомид” и других, нагретый до 80…90⁰С.Это способ значительно сокращает время очистки, снижает объём ручного труда и стоимость процесса.

Недостатки механизированного способа-большой расход энергии для подогрева холодной воды до температуры 80-90⁰С и необходимость применения ручного труда при выгрузе “мертвых” осадков из резервуара. Кроме того, его существенным недастатком является необходимост выкачевания отработанного моющего раствора,  содержащего остатки загрязненных нефтепродуктов, в  ёмкости очистных установок .Иногда  отработанные растворы вывозят на свалку или сливают в водоёмы, что приносит огромный вред окружающей среде.

 

Актуальность. Известные способы очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов с применением существующих средств довольно трудоёмки, энергоемки и недостаточно совершенны. Кроме того, отработанные моющие растворы плохо регенерируются и медленно окисляются в биосфере, а вывоз их на свалку (или слив водоёмы) приносит огромный вред окружающей среде.  Поэтому поиск новых способов очистки является весьма актуальной задачей.

Цель и задачи. Целью данной работыявляется разработка способа очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов на основе биотехнологии.

В статье поставлены следующие задачи:

-обосновать возможность биологической очистки объектов от загрязнений нефтяного происхождения;

- разработать метод оценки способности микроорганизмов диспергировать нефтепродукты;

-определить способность микроорганизмов усваивать остатки нефтепродуктов на экспериментальной установке;

-разработать технологию биологической очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов.

Материалы и методы. Объектами исследований служили образцы, загрязненные остатками нефтепродуктов, а также резервуаров для их хранения.

    В качестве препаратов микробной биомассы использованы штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов из коллекции ВНИИ синтезбелок (Россия). Биомассу исследованных микроорганизмов получен в лабораторных условиях путём глубинного культивирования их в колбах на минеральной среде № 9 (пропись ВНИИ синтезбелок).

В среде для выращивания дрожжей установилось рН - 5,0…5,5; для бактерий-6,8…7,0. Количество посевного материала - 0,1 ед.оптической плотности  по отношению к объёму питательной среды. Режим культивирования: температура- оптимальная для роста каждого штамма микроорганизма, продолжительность - 48 часов.

Для лабораторных исследований нового способа очистки разработана экспериментальная установка.

Основной частью установки является резервуар, который представляет собой горизонтальный цилиндр емкостью 10 литров изготовленный из органического стекла. В резервуаре вмонтированы следующие узлы: барботер (система подачи воздуха); теплообменник, который сообщен силиконовыми шлангами с термостатом типа И-10 (Германия); электроды для измерения pH-среды; термометр сопротивления; вентиль для отбора проб. 

Исследования проводились с применением современного оборудования и приборов, использованием современных методов исследования, обработкой полученных данных методами математической статистики и пробными испытаниями.

Научная новизна. Охарактеризован углеводородный состав загрязнений нефтяного происхождения. Проведен отбор микроорганизмов,        утилизирующих,  углеводороды нефтяных загрязнений. Дана качественная и количественная характеристика отобранных микроорганизмов по способности утилизировать различные фракции углеводородов нефти. Экспериментально   обоснован   биологической  способ очистки  резервуаров  от  остатков нефтепродуктов.

Заключение, результаты, выводы.  Результаты   проведенных исследований позволили разработать технологию биологической очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов. Технология включает следующие операции:

- получение необходимого количества биомассы (посевного материала) микроорганизмов для проведения процесса;

- осуществление процесса биологической очистки резервуара;

- отделение биомассы от культуральной   жидкости.

   Для получения (приготовления) необходимого количества биомассы при районной санэпидстанции организуется   биологическая лаборатория.

Биологическая очистка резервуаров осуществляется по схеме представленной на рис 1.1

     Резервуар 4 с остатками нефтепродуктов заполняется посевным материалом (биомасса микроорганизмов в необходимом количестве) куда отпускается барботер 3, и включается в работу компрессор 1. При этом воздух, проходя через ротаметр 2, устремляется в полость барботера 3, который обеспечивает интенсивную аэрации в среди. Тем самым обеспечивается рост микроорганизмов, с равномерным распределением их по всему объему резервуара. Соответственно ускоряется процесс очистки.

Режим очистки: количества посевного   материала должно обеспечивать его оптическую плотность в среде не ниже   0,5 ед. при измерении на кювете 5мм; рН-среды 5,0..5,5 для дрожжей; 6,8….7,0 для бактерий; температура среды  26…40⁰С  в зависимости от вида микроорганизма. Расход воздуха 3л/л мин (3-х литров на литр загрязнений в минуту).

Расход воздуха регулируется с помощью ротаметра. рН-среда контролируется рН-метром и поддерживается автоматический.

Поскольку   очистка резервуаров производится в летнее время, температура окружающей среды оказывается достаточной для осуществления процесса. В случае необходимости можно установить на линии подачи воздуха электронагреватель воздуха, с помощью которого легко поддерживать температуру барботируемой жидкости в переделах 26…40⁰С.

По окончании цикла биологической обработки в резервуаре нефтяных загрязнений включается в работу сепаратор, где происходить выделение клеток из культуральной жидкости. Клетки микроорганизмов поступает в емкость 6, а осветленная культуральная жидкость – в емкость 7. Далее очищенная культуральная жидкость через насос 8 и гидромонитор 9 подается в резервуар 4 для струйного удаления клеток, оставшихся на стенках резервуара, и на заправку очередного резервуара с нефтяными загрязнениями.

Часть извлеченных на стадии сепарации клеток микроорганизмов может быть повторно использована, а часть подлежит утилизации (например, для реанимации почвы загрязненными нефтепродуктами).

  Таким образом, биологический способ очистки резервуаров является экологически чистым процессом, в ходе которого микроорганизмы   разлагают нефтяные загрязнения при сравнительно низких температурах и используют углеводороды в качестве источника для своего роста. В результате этого процесса многие тонны нефтяных отложений преобразуются в микробные клетки, которые в свою очередь, становится источником питания для других организмов и растительного мира.

 

 

 

Рис. 1. Технологическая схема биологической очистки резервуаров от остатков нефтепродуктов: 1-    компрессор; 2- ротаметр; 3- барботер; 4- резервуар; 5- сепаратор; 6- ёмкость для биомассы; 7- ёмкость для культуральной жидкости; 8- насос; 9- гидромонитор; 10- рН- метр; 11- регистор; 12- насос-дозатор; 13- сосуд для титрующей жидкости; 14- электроды для измерения рН-среды.

1. Кислухина О.В, Хамроев О.Ж, Морщакова Г.Н, Биттеева М.Б Определение микроорганизмов диспергировать нефтепродукты Р.Ф журнал Экология 1993 г.
2. Хамроев О.Ж. Очистка резервуаров от остатков нефтепродуктовв сельскохозяйственных предприятиях. Автореф.дисс. на соис. ученой степен к.т.н Москва 1991.

Рецензии:

7.08.2017, 21:58 Чве Джан Пхо
Рецензия: Данная статья вполне подходит для решения актуальных вопросов экологических проблем Земли. 21 век является не только эпохой инновационной технологий IT, но и является эпохой альтернативной энергией. В данной статье ясно даёт сведения остатки нефтепродуктов является не только мусором экологической проблемы, тем временем становится источником питания для других организмов и растительного мира. Важно, что данная теория, обработанной этой статье внедрялись и осуществились в свои реализации для решения экологических проблем,загрязненной нефтью. Таким образом данная статья вполне подходит к публикации.

7.08.2017, 22:08 Чве Джан Пхо
Рецензия: В аннотации есть ошибка букв " нефтянного прозхожднения" - нужна отработка статьи.



Комментарии пользователей:

11.08.2017, 20:29 Манин Константин Владимирович Отзыв: Уважаемый Обид Жонибаевич! Несмотря на актуальность Вашего исследования имеются неточности: 1. Некоторые орфографические ошибки при склонении слов (желательно исправить)! 2. Нет материалов и методов! Описание установки должно быть в материалах и методах! 3. Если Вы используете термическую обработку (нормальная температура среды), то укажите это в ключевых словах! 4. Нет сравнения Вашего метода с другими способами очистки (добавить во введение)! 5. Как Вы избавляетесь от микроорганизмов? Сливаете культуральную жидкость на поля? А метод обработки УФ-С-облучением Вы не пробовали? В целом после устранения недостатков Ваша статья может быть опубликована в журнале. С наилучшими пожеланиями к.б.н. Манин К.В.

16.10.2017, 9:28 Хамроев Обид Жонибаевич Отзыв: Уважаемый Манин Константин Владимирович! Спасибо Вам. за отзыв, за ценных замечаний. Я, по мере возможности отредактировал статью и отправил её в редакцию. Кстати, можно сказать, что вопрос утилизации биомассы, не входил в задачи наших исследований, так как, используемые штаммы (микроорганизмов) хорошо изучены со стороны сотрудникам ВНИИсинтезбелок и установлено, что эти микроорганизмы не приносят вред окружающее среде.

Оставить комментарий