BG2101U1

BG2101U1 - Средство за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци

Info

Publication number: BG2101U1
Application number: BG002882U
Authority: BG
Inventors: Мартин Банов; Ваньо ПОПОВ; Елена Раденкова-Стоянова; Георги Кърчоков; Георги Петров; Атанас Тасев; Светла Гарванска
Original assignee: "Биолайф - И" Оод
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-08-31

Abstract

Полезният модел се отнася до средство за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци. То включва утайки от пречиствателни станции за отпадъчни води или от животновъдството и 1 %-ен разтвор на бактериален препарат, състоящ се от естествено срещани в почвата микроорганизми с колонообразуващи единици от 6.106 до 18.106 в количество от 30.0 до 90.0 ml/kg. От своя страна, бактериалният препарат е съчетание от микроорганизми, избрани от групата, включваща родовете Bacillus, Corynebacterium, Pseudomonas, Arthrobacter, F/avobacterium, Rhodococcus, Azotobacter и Streptomyces в съотношение 1: 2,7: 1,8: 3: 1,2: 2: 1,3: 1,6. Средството, съгласно полезния модел, спомага за подобряване структурата на повърхностния слой на обработваните участъци, за осигуряване на среда за развитие на почвените микроорганизми и за активизиране на процесите на образуване и натрупване на хумус. 2 претенции, 2 фигури

Description

(54) СРЕДСТВО ЗА ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ НА ЕРОЗИРАЛИ ТЕРЕНИ, СВЛАЧИЩНИ ЗОНИ И ДЕПА ЗА ОТПАДЪЦИ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до средство за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци, приложимо за възстановяване стабилността на почвеното покритие и почвеното плодородие, както и за възстановяване на екологичното равновесие на околната среда.

Предшестващо състояние на техниката

Разрушените под въздействие на неблагоприятните въздействия на околната среда участъци, независимо от това дали се дължат на природни феномени или на човешка дейност, се увеличават все повече. Това са свлачища, склонове, кариерни участъци, депа за отпадъци и др., чиито повърхности често са лишени от растителност и са покрити с нестабилен материал, представляващ заплаха за стабилността на почвеното покритие. Уязвимостта на тези участъци се повишава още повече поради факта, че са локализирани в наклонени повърхности и са покрити с неплодородна почва.

Ето защо е особено важно да се предложат материали, които да укрепят и възстановят хумусния слой на почвата, което е особено важно както за стабилността и равновесието на различните екосистеми, така и за вида на околната среда, характерен за заобикалящия ги регион.

За укрепване на свлачищни райони се използват дренажни съоръжения, включващи тръби с определен диаметър и дължина и ширина, които съгласно патент UA 58676 са поместени в кошници с баластен и кариерен материал или различни варианти на забити под определен ъгъл в почвата укрепващи конструкции; използва се и метална мрежа, прикрепена директно към почвената повърхност или включена в конструкция (CN 103526774 А) по подходящ начин, за да се избегне по-нататъшното отмиване на почвения слой.

За възстановяване на ерозирали участъци на околната среда са известни средства, основани на използването на изкуствена почва, подложки от изкуствени влакна, слама, геотекстилен материал, както и прилагането на укрепваща емулсия от бентонит, зеолит, воден разтвор на силан и семена на обичайни за местността треви (GEU 20071341).

Европейски патент ЕР 0736587 В1 описва средство за възстановяване на ерозирали почвени участъци, представляващо спрей на полутечна смес, включваща торф, хидравлично свързващо вещество, смоли, вар, семена и тор. Предназначена е за регенериране на почвени участъци, подложени на вредни въздействия като свлачища, ски писти, кариерни повърхности, пътни склонове и др. Твърди се, че изобретението позволява както намаляване на ерозивното и отмивно въздействие на дъждовете, така и предотвратява засушаването на третирания участък.

Описаните по-горе средства, обаче, не предполагат комплексен биотехнологичен подход за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци.

Задача на полезния модел е да предложи средство за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци, което ефективно да доведе до стабилизиране и развиване на хумусен слой върху увредената под въздействие на неблагоприятните природни и човешки фактори почва и пълно възстановяване на почвеното плодородие и екологичното равновесие на средата.

Техническа същност на полезния модел

По своята същност полезният модел включва утайки от пречиствателни станции за отпадъчни води (ПСОВ) или от животновъдството и 1%-ен разтвор на бактериален препарат, състоящ се от естествено срещани в почвата микроорганизми с колонообразуващи единици (КОЕ) от 6.106 до 18.106 в количество от 30.0 до 90.0 ml/kg.

По-специално, бактериалният препарат съдържа микроорганизми, избрани от групата, включваща родовете Bacillus, Corynebacterium, Pseudomonas, Arthrobacter, Flavobacterium, Rhodococcus, Azotobacter u Streptomyces в съотношение 1:2,7:1,8:3:1,2:2:1,3:1,6.

Утайките от пречиствателни станции за отпадъчни води и от животновъдството, използвани за укрепване и възстановяване на ерозирали склонове и свлачищни зони, съгласно полезния модел, представляват биомаса с високо съдържание на микро- и макроелементи и биологично активни вещества, чието съдържание на органично вещество варира от 7 до 26 %.

2101 UI

Установено е, че в 11 утайка се съдържат от 1 до 8 kg общ азот, от 0,5 до 0.8 kg общ фосфор и от 0.6 до 2.0 kg общ калий; реакция на средата - неутрална до алкална. Механичният състав на утайките показва, че те са глинесто-песъкливи с висока хигроскопичност и високо съдържание на почвени микроорганизми и микробиален въглерод, а съотношението C/N е свидетелство за незатихнал процес на преобразуване и начална фаза на хумифициране. Тези данни правят утайките от пречиствателни станции и от животновъдството подходящи като субстрат, който да бъде използван за възстановяване на ерозирали почвени масиви.

От друга страна, комбинираният бактериален препарат, съгласно полезния модел, представляващ съчетание от естествено срещани в почвата полезни микроорганизми с колонообразуващи единици (КОЕ) от 6.106 до 18.106, е безвреден за околната среда, не съдържа патогенни и условно патогенни бактерии, дрожди и плесени и е ефективен при температура над 20оС, остатъчна влажност на субстрата и достъп на атмосферен кислород. Използването му в експерименти за разграждане на твърд отпадък от пречиствателни 5 станции с начално съдържание на органични вещества над 87% показва, че биоконверсията на ден варира между 0.7 до 1.0% сухо вещество, като за период от 80 дни сухото вещество намалява с 44% спрямо началното количество. Изследването 10 на патогенната микрофлора показва редуциране на патогенните видове колиформи и ентерококи в субстрата до 90% спрямо начално установеното.

Данни за ефективността на бактериалния препарат, съгласно полезния модел, за редуциране 15 съдържанието на органични замърсители в утайки от пречиствателни станции за отпадъчни води и поспециално на съдържанието на полициклени ароматни въглеводороди са представени на Таблица!.

ТАБЛИЦА 1

Показатели	Контрола	Утайка, третирана с 30 mi/kg	Утайка третирана с 60 mi/kg	Утайка третирана с 90 ml/kg
Нафтален	<0,00019*	<0,00018*	0,00106	<0,00020*
Аценафтен	0,00649	0,00708	<0,00020*	<0,00020*
Аценафтилен	0,00233	0,00191	<0,0018*	<0,00018*
Флуорен	<0,00021*	<0,00020*	0,13487	0,17274
Фенантрен	0,08698	0,06923	<0,00023*	<0,00023*
Антрацен	0,00161	<0,00025*	<0,00027*	<0,00028*

n-jiaw.ii.iinnj'Wg

2101 UI

Флуорантен	<0,00025*	<0,00025*	<0,00026*	<0,00027*
Пирен	<0,00027*	<0,00027*	<0,00028*	<0,00029*
Сум Беиз(а)антрацен	<0,00057*	<0,00055*	<0,00058*	<0,00060*
Хризен	<0,00055*	<0,00054*	<0,00057*	<0,00059*
Бензо(Ь)флуорантен	<0,00109*	<0,00106*	<0,00112*	<0,00115*
Бензо(к)флуорантен	0,06595	0,05035	0,03472	0,01439
Бензо(а)пирен	0,05322	0,04241	0,03412	0,00539
Индено пирен	<0,00173*	<0,00168*	<0,00178*	<0,01756*
Дибензо(а,й) антрацен	<0,00267*	<0,00260*	<0,00275*	<0,00283*
Бензо(д№)пирилен	<0,00128*	<0,00124*	<0,00132*	<0,00135
Сума ПАВ	0,21658	0,17170	0,20447	0,19252
пдк	6,5	6,5	6,5	6,5

OMM- откриваем минимум на метода- 0,0001 mg/kg

Предимствата на средството, съгласно полезния модел, се състоят в това, че осигурява възстановяване на ерозирали склонове и свлачищни зони по ефективен, екологосъобразен и икономически изгоден начин с използването на отпадни материали; използването на комбинирания бактериален препарат създава условия за разграждане на органичните вещества, съдържащи се в отпадъците от пречиствателни станции и от животновъдството до газообразни, за редуциране на общото количество отпадна маса и количеството на неорганични вещества, за редуциране количеството на тежките метали и силно намаляване на количеството патогенна микрофлора. Високата степен на биодеградация - до 1.0% сухо вещество на ден позволява по възможно най-бърз начин утайките от пречиствателни станции и от животновъдството да бъдат утилизирани с оглед полагане върху ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци, възстановяването на почвеното плодородие на които се цели.

Средството, съгласно полезния модел, спомага за подобряване структурата на повърхностния слой на обработваните участъци, осигуряване на среда за развитие на почвените микроорганизми и активизиране на процесите на образуване и натрупване на хумус. По този начин се създават оптимални условия за развитие на растителността на пострадалите райони и възстановяване на ландшафта. Отглежданата върху тези терени растителност, вкореняването на която допълнително укрепва увредените участъци, не съдържа вредни вещества и може да се използва като фураж за животни. След полагането на средството, съгласно полезния модел, върху ерозиралите терени, свлачищни зони или депа за отпадъци, теренът не се нуждае от допълнителни агро- и хидротехнологични интервенции. Създадената по този начин биосреда е самодостатъчна и при нормални климатични условия не се нуждае от допълнително поливане, торене или друга обработка, а с течение на времето ефекта от укрепването на ерозиралите склонове и свлачищни зони трайно се увеличава. Създадената биосреда предотвратява ерозията на почвата, поема дъждовете и вятъра, регулира температурата, пречиства почвата и въздуха и предпазва от наводнения, порои и свлачища.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представя количеството утилизиран твърд отпадък на ден;

фигура 2 представя графика на биодеградацията на твърд отпадък.

2101 UI

Полезният модел се илюстрира със следните примерни изпълнения, без да ограничават неговия обхват.

Пример 1. Характеристика и ефективност на бактериалния препарат, съгласно полезния модел

Бактериалният препарат, съгласно полезния модел, се състои от естествено срещани в почвата микроорганизми. Той представлява висококонцентриран биологичен продукт, който е безопасен за използване съгласно нормите за безопасност, утвърдени в РБ, безвреден е за околната среда и не съдържа патогенни, условно патогенни бактерии, дрожди и плесенни гъби. Относителният дял на микроорганизмите, съдържащи се в него, е представен на Таблица 2, като за някои от включените бактерии е определена и видовата принадлежност, а именно: за род Azotobacter Azotobacter chroococcum; за род Pseudomonas - Ps. Putida, Ps. Cichorii, Ps. Alcaligenes, Ps.

Pseudoalcaligenes; за род Bacillus - B. Subtilis, B. Megaterium

Таблица 2

Микроорганизми, род	Количество KOE/ml	Относителен дял, %
Bacillus	6.10^b	6.8
Corynebacterium	16.10⁶	18.18
Pseudomonas,	11.10⁶	12.5
Arthrobacter	18.10⁶	20.45
Flavobacterium	7.10⁶	7.95
Rhodococcus	12.10⁶	13.63
Azotobacter	8.10⁶	9.0
Streptomyces	10.10⁶	11.36

За доказване ефективността на бактериалния препарат с оглед използването му в пречиствателни станции, в Университет по хранителни технологии (УХТ), Пловдив, са проведени изследвания върху твърд отпадък от пречиствателна станция гр. Пловдив с начално съдържание на органични вещества над 87%. Опитите са проведени в банки с обем 500 ml, като във всяка банка се съдържат 100 g твърд отпадък, 200 ml вода и 1 %-ен разтвор на бактериалния препарат, съгласно полезния модел. Банките са поставени при температура 28°С и са изследвани за съдържание на сухо вещество, общ брой микроорганизми, pH, вискозитет на средата и състав на отделяните газове.

Развитието на микроорганизмите започва 24 45 h след инокулацията, като заедно с това започва и интензивна биодеградация на органичните вещества с отделяне на голямо количество газове. За интензивното развитие на микроорганизмите и ефективна утилизация на органичните вещества е 50 необходимо наличие на кислород, поради което системата следвала е отворен тип.

В хода на експериментите е установено, че след първите три дни биосистемата се стабилизира и количеството на биоконверсия на ден варира 55 между 0.7-1.0% сухо вещество, като периодите на интензивно разграждане са прекъсвани с такива с по-ниска активност, показано на фиг. 1. При оптимални условия процеса на биотрансформация на твърдия отпадък протича стабилно, без резки 4θ отклонения, илюстрирани с фиг. 2, където резултатите са за период от 80 дни. За този период сухото вещество намалява с над 44% спрямо началното количество на използвания твърд остатък от пречиствателната станция, при което органичните вещества се разграждат основно до въглероден диоксид. Резултатите от изследването показват също и намаляване количеството на неорганичните вещества и редуциране количеството на тежките метали и ксенобиотиците.

Изследването на патогенната микрофлора след 70 дни показва редуциране на патогенните видове колиформи и ентерококи до 90% спрямо начално установеното количество.

Пример 2. 5

Средството за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци, съгласно един пред почитан вариант на изпълнение нанасгоящия полезен модел, е приложен при изпълнение на проект за възстановяване на ерозирал участък със среден 10 наклон 17°, основна скала варовик и туфи, изложение ЮЗ, с надморска височина 350 т, попадащ в Южна крайгранична горскорастителна област, подпояс на равнинно-хълмистите дъбови гори, където е наблюдавана интензивна повърхностна браздова и 15 ровиннаерозия. Площната ерозия е измила почвените агрегати, на повърхността е основната скала, която поради своята структура се поддава на водна и ветрова ерозия.

За възстановяване на ерозиралия участък, 20 утайка от градска пречиствателна станция за битови ошадни води, се стабилизира с 60 ml/kg 1 %-ен разтвор на бактериален препарат от естествено срещани в почвата микроорганизми с колонообразуващи единици (КОЕ) от 6.106 до 18.106, както в Пример 1. 25

Действие на средството, съгласно полезния модел

Утайката от градска пречиствателна станция, стабилизирана както по-горе, се разстила върху увредения терен в слой с дебелина от порядъка на 3 0 30.0 cm. Поради слабия наклон на участъка не се налага допълнителното му укрепване и се извършва засяване с тревна смеска, чийто състав е съобразен със заобикалящите третираната площ растителни видове и залесяване с дървесни и храстови видове 3 5 шахматно на разстояние от 2 m между редовете и 1,5 m в редовете.

U1

В Референцията, издадена от Електроенергиен системен оператор ЕАД на 21.06.2013 във връзка с изпълнение на проекта се твърди, че в резултат от приложеното биологично третиране, осем месеца след приключване на последната обработка на терена той е в много добро състояние, затревен и без развиваща се повърхностна ерозия.

Claims

1. Средство за възстановяване на ерозирали терени, свлачищни зони и депа за отпадъци, включващо утайки от пречиствателни станции за отпадъчни води, характеризиращо се с това, че допълнително съдържа и 1 %-ен разтвор на бактериален препарат, състоящ се от естествено срещани в почвата микроорганизми с колонообразуващи единици от 6.106 до 18.106, в количество от 30.0 до 90.0 ml/kg.

2. Средство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че бактериалният препарат се състои от микроорганизми, избрани от групата, включваща родовете Bacillus, Corynebacterium, Pseudomonas, Arthrobacter, Flavobacterium, Rhodococcus, Azotobacter и Streptomyces в съотношение 1:2,7:1,8:3:1,2:2:1,3:1,6.