CZ283226B6 - Způsob remediace zemin a vod - Google Patents
Způsob remediace zemin a vod Download PDFInfo
- Publication number
- CZ283226B6 CZ283226B6 CZ961358A CZ135896A CZ283226B6 CZ 283226 B6 CZ283226 B6 CZ 283226B6 CZ 961358 A CZ961358 A CZ 961358A CZ 135896 A CZ135896 A CZ 135896A CZ 283226 B6 CZ283226 B6 CZ 283226B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- water
- contaminated
- soil
- bioreactor
- bio
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 10
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 title 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 35
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 21
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002352 surface water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 5
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 abstract 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 abstract 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 11
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 5
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 5
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- -1 aromatic diols Chemical class 0.000 description 3
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 3
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 3
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 2
- 241000235035 Debaryomyces Species 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- JBEBGTMCZIGUTK-TZFCGSKZSA-N (2Z,4E)-2-hydroxymuconic acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C=C(/O)C(O)=O JBEBGTMCZIGUTK-TZFCGSKZSA-N 0.000 description 1
- CEKUJDXLIOIGRR-JVLMNHKTSA-N (2z,4z)-6-methoxy-6-oxohexa-2,4-dienoic acid Chemical class COC(=O)\C=C/C=C\C(O)=O CEKUJDXLIOIGRR-JVLMNHKTSA-N 0.000 description 1
- 241000589291 Acinetobacter Species 0.000 description 1
- 241000186361 Actinobacteria <class> Species 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000186063 Arthrobacter Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000186146 Brevibacterium Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000009030 Carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 241000186031 Corynebacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 102000002004 Cytochrome P-450 Enzyme System Human genes 0.000 description 1
- 108020005199 Dehydrogenases Proteins 0.000 description 1
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 102000016680 Dioxygenases Human genes 0.000 description 1
- 108010028143 Dioxygenases Proteins 0.000 description 1
- 241000178951 Endomyces Species 0.000 description 1
- 102000005486 Epoxide hydrolase Human genes 0.000 description 1
- 108020002908 Epoxide hydrolase Proteins 0.000 description 1
- 240000006890 Erythroxylum coca Species 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- 241000221479 Leucosporidium Species 0.000 description 1
- 241001508815 Lodderomyces Species 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 1
- 101710198130 NADPH-cytochrome P450 reductase Proteins 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 1
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 1
- 241000196250 Prototheca Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000223252 Rhodotorula Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000235003 Saccharomycopsis Species 0.000 description 1
- 241000311088 Schwanniomyces Species 0.000 description 1
- 241000222068 Sporobolomyces <Sporidiobolaceae> Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000223230 Trichosporon Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 231100000570 acute poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 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
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Natural products O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 235000008957 cocaer Nutrition 0.000 description 1
- ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N cocaine Chemical compound O([C@H]1C[C@@H]2CC[C@@H](N2C)[C@H]1C(=O)OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 230000008558 metabolic pathway by substance Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 1
- 231100000243 mutagenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000004783 oxidative metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000255 pathogenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011012 sanitization Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Způsob remediace zemin a vod kontaminovaných nepolárními látkami ropného a koksochemického původu, případně v kombinaci s jejich oxo- a azoderiváty, pomocí průtočných bioreaktorů obsahujících předem nakultivované mikroorganismy utilizující nepolární látky při udržování potřebného redox potenciálu provzdušňováním obsahu bioreaktoru a při udržování obsahu dusíkatých a fosforečných živin například přídavkem fosforečnanu amonného v koncentraci 0,05 až 5 g/litr spočívá v tom, že se povrchová nebo odpadní voda a/nebo čerpaná podzemní voda ohřívá před vtokem do bioreaktoru na teplotu 15 až 45 .sup.o.n.C. Kontaminovaná voda před vstupem do bioreaktoru se s výhodou ohřívá v systému solárních kolektorů. Ke kontaminované vodě se před vtokem do systému solárních kolektorů a/nebo před vstupem do bioreaktoru a/nebo na výstupu z bioreaktoru, před vtokem zpět do kontaminované zeminy přidává peroxid vodíku v koncentraci zajišťující výslednou koncentraci peroxidu vodíku před vstupem do bioreaktoru nebo ŕ
Description
(57) Anotace:
Způsob remediace zemin a vod kontaminovaných nepolárními látkami ropného a koksochemického původu, případně v kombinaci s Jejich oxo- a azoderlváty, pomocí průtočných bioreaktorů obsahujících předem nakultivované mikroorganismy utilizující nepolární látky při udržování potřebného redox potenciálu provzdušhováním obsahu bioreaktorů a při udržování obsahu dusíkatých a fosforečných živin například přídavkem fosforečnanu amonného v koncentraci 0,05 až 5 g/litr spočívá v tom, že se povrchová nebo odpadní voda a/nebo čerpaná podzemní voda ohřívá před vtokem do bioreaktorů na teplotu 15 až 45 C. Kontaminovaná voda před vstupem do bioreaktorů se s výhodou ohřívá v systému solárních kolektorů. Ke kontaminované vodě se před vtokem do systému solárních kolektorů a/nebo před vstupem do bioreaktorů a/nebo na výstupu z bioreaktoru, před vtokem zpět do kontaminované zeminy přidává peroxid vodíku v koncentraci zajišťující výslednou koncentraci peroxidu vodíku před vstupem do bioreaktorů nebo do kontaminované zeminy max. 2 % hmotn., vztaženo na hmotnost vody.
Způsob remediace zemin a vod
Oblast techniky
Chod prosperující společnosti je bezprostředně spojen se značnou produkcí a spotřebou ropy a výrobků na ropné bázi, produktů koksochemie a řady různých výrobků organické technologie. Vzrůstající spotřeba těchto produktů přináší stále se zvyšující riziko jejich úniku do půdy a kolektorů podzemní vody jakož i do vod povrchových. Rozklad těchto látek přirozenou cestou je přitom dlouhodobou záležitostí, proto je pro jejich odstraňování jakožto nežádoucích polutantů čím dál více aktuální potřeba aktivního přispění člověka.
Co se týče přímého toxického vlivu uvedených látek na člověka, je třeba rozlišovat mezi nepolárními látkami ropného původu a produkty koksochemie. Případy akutních otrav lidí či zvířat vodou s obsahem ropných látek nebyly dosud publikovány. Ropné látky, které mají největší podíl na ohrožení čisté vody (benzíny, nafta, topné oleje a ropa), prozrazují svou přítomnost nepříjemným pachem již v nepatrných koncentracích, které nejsou ještě jedovaté ani pro člověka, ani pro zvířata. Patogenní vlivy ropných látek na povrch lidského těla se především projevují u osob přicházejících dlouhodobě do styku s těmito látkami. Během dlouhodobého účinku ropných látek dochází k chronickým změnám pokožky (tvorbě ekzémů i karcinomů). Z ropných látek působí karcinogenně zejména aromáty o vyšším bodu varu. Jsou to polycyklické sloučeniny se 4 až 6 benzenovými kruhy. Obsah těchto látek je v případě produktů koksochemie podstatně vyšší. Nejenom z důvodu vyššího obsahu polycyklických aromátů, ale i s ohledem na přítomnost řady toxických heterocyklických a jiných derivátů jsou produkty a odpady z koksochemie pro člověka i zvířata nebezpečnější.
Dosavadní stav techniky
Při odstraňování uvedeného typu polutantů je použití jednotlivých způsobů asanace (případně jejich kombinace) determinováno především druhem znečištění a materiálem, resp. prostředím, které má být asanováno. K odstraňování nepolárních látek odpadajících buď přímo z výroby, nebo deemulgací nestálých odpadních emulzí se nejčastěji používají buď metody mechanické (gravitační odlučování, odstřeďování), nebo metody fyzikální (adsorpce). Tyto klasické metody dekontaminace znečištění látkami ropného a koksochemického původu ve své podstatě představují separaci těchto látek z kontaminovaného prostředí, přičemž jejich vlastní likvidace se zpravidla provádí spalováním. Z důvodu úspory energie při termické likvidaci odloučené suspenze látek je žádoucí tuto suspenzi předem odvodnit, což se běžně provádí gravitačním způsobem ve vertikálních usazovácích, odstřeďováním nebo filtrací.
Společnou nevýhodou uvedených asanačních postupů je rovněž jejich nízká účinnost při likvidaci znečištění s nízkým obsahem nepolárních polutantů. Z těchto důvodů je v po slední době věnována značná pozornost možnostem odstraňování ropných uhlovodíků pomocí mikroorganismů. Výskyt mikroflory degradující alkany v přírodě se předpokládá všude tam, kde se vyskytují uhlovodíky - při nalezištích ropy a zemního plynu a tam, kde se ropa zpracovává, skladuje nebo dopravuje.
Schopnost mikroorganismů růst na alkánech nepřipadá nějaké úzké skupině mikroorganismů, různé reprezentativní typy můžeme nalézt jak mezi prokaryonty tak i mezi eukaryonty. Byly popsány také řasy využívající n-alkány, např. Prototheca zopfii. U bakterií do této skupiny patří Gram-negativní aerobní tyčinky a koky. Gram-negativní fakultativně anaerobní tyčinky. Grampozitivní koky a sporotvomé tyčinky, coryneformní bakterie, actinomycety a dokonce fototrofy. Každý rok jsou publikovány nové kmeny mikroorganismů degradující alkány, z těchto důvodů také není vytvořen úplný seznam těchto mikroorganismů. Nejčastěji je však věnována pozornost
- 1 CZ 283226 B6 rodům Brevibacterium, Mycobacterium, Nocardia, Acinetobacter, Pseudomonas a Arthrobacter. Bylo zjištěno, že n-alkány je schopna utilizovat i řada druhů kvasinek zrodu Debaryomyces, Pichia, Schwanniomyces, Sporobolomyces, Candida, Rhodotorula, Torulopsis, Trichosporon, Endomyces, Lodderomyces, Leucosporidium, Saccharomycopsis, Wingea, Rhodosporidium, Selenotila, Sporidiobolus a Metchnikowia. Pro využití v praxi je však výhodnější použití bakterií.
Mikroorganismy hrají velmi důležitou roli též v metabolismu látek koksochemického původu, zvláště pak u polycyklických aromátů. Jejich oxidativní metabolismus je u bakterií charakterizován tvorbou cis-dihydrodiolů, které jsou zpětně aromatizovány cis-dihydrodioldehydrogenasami za tvorby dihydroxylových derivátů. Vytvořené aromatické dioly jsou substráty pro další dioxygenasy štěpící aromatický kruh ortho nebo meta způsobem. V prvním případě dochází ke štěpení vazby mezi uhlíkovými atomy obsahujícími hydroxylové skupiny za tvorby derivátů cis, cis-mukonové kyseliny, zatímco v případě meta způsobu je štěpena vazba mezi uhlíkem obsahujícím hydroxylovou skupinu a sousedním uhlíkovým atomem bez hydroxylu za tvorby semialdehydu 2-hydroxymukonové kyseliny.
Na rozdíl od bakterií probíhá metabolismus oxidace polycyklických aromátů u plísní podobně jako u savců, tj. přes trans-dihydrodioly. V prvním stupni oxidace vzniká působením cytochrom-P-450-monooxygenasy příslušný epoxid, který je následnou reakcí katalyzovanou epoxidhydrolasou štěpen na trans-dihydrodiol. Vzhledem ktomu, že mezi produkty uvedené oxidace, tj. příslušné epoxidy, poskytují velmi snadno karboniové ionty zodpovědné za reaktivitu vůči buněčným nukleofilům, jsou z tohoto důvodu epoxidy polycyklických aromátů považovány za vlastní karcinogeny, které v mnoha případech vykazují též mutagenní a cytotoxický účinek na bakteriální i savčí buňky. Z tohoto hlediska se jeví jako velice atraktivní možnost biodegradace polycyklických aromátů pomocí bakteriálních buněk, u nichž byla zjištěna schopnost oxidovat polycyklické aromáty na cis-dihydrodioly, tj. metabolickou dráhou, při které nedochází k tvorbě vražedných epoxidů a dihydrodiolepoxidů.
Vlastní proces bioremediace je v podstatě shodný pro oba typy polutantů, rozdílné je pouze použití různých kmenů mikroorganismů vykazujících schopnost utilizace daných typů kontaminantů. Bioremediace zemin se běžně provádí jejich odtěžením a vyvezením na dekontaminační plochu, kde jsou ošetřeny postřikem suspenzí nakultivovaných mikroorganismů utilizujících v kontaminované zemině obsažený typ polutantů. Alternativně lze zvláště v případech nižšího stupně znečištění provádět bioremediaci zemin, in šitu čerpáním podzemních vod do bioreaktorů obsahujících mikroorganismy a vsakováním vyčištěné vody vytékající z bioreaktorů zpětně do kontaminovaného nadloží. Přídavkem biologicky odbouratelných tenzidů se urychluje proces vymývání kontaminantů z nadloží a současně se zlepšuje kontakt mikroorganismů s utilizovanými polutanty. Použité povrchově aktivní látky nesmí vykazovat v daných koncentracích inhibiční účinek na růst mikroorganismů a současně nesmí zatěžovat životní prostředí.
Při aplikacích mikroorganismů k bioremediačním účelům hraje velmi důležitou roli vytvoření podmínek vhodných pro růst mikroorganismů. Vedle potřebné teploty a vlhkosti se jedná o dostatek dusíkatých a fosforečných živin a především o vytváření potřebného redox potenciálu, tj. o zabezpečení dostatečného přístupu kyslíku. Při odstraňování polutantů velmi málo rozpustných ve vodě hraje důležitou roli i možnost přístupu aplikovaných mikroorganismů k těmto kontaminantům.
Znečištění zemin a vod, ať již podzemních, povrchových nebo odpadních, je velmi často zapříčiněno kombinací různých typů kontaminantů, které společně mohou přispívat k vysokým hodnotám CHSK, případně i BSK. V řadě případů se jedná o sloučeniny, které mohou být snadno odstraněny chemickou oxidací. Typickým příkladem jsou zeminy nebo vody obsahující vedle ropných nebo koksochemických polutantů signifikantní podíl kyanidů.
-2CZ 283226 B6
Podstata vynálezu
Uvedené limitující faktory odstraňuje způsob remediace zemin a vod, vyznačující se tím, že se podzemní voda nebo povrchová odpadní voda zahřívá na teplotu 15 až 45 °C, s výhodou v systému slunečních kolektorů nebo výměníků využívajících odpadni teplo, před vtokem do průtočných bioreaktorů obsahujících mikroorganismy schopné utilizovat polutanty ropného nebo koksochemického původu. K této kontaminované vodě se přidává peroxid vodíku ve výsledné koncentraci nepřesahující 2 % hmotn. v kontaminované vodě natékající do bioreaktorů nebo zpět do kontaminované zeminy. Peroxid vodíku lze přidat před ohřevem a/nebo po ohřevu před vtokem do bioreaktorů a/nebo před vtokem do kontaminované zeminy. Účinkem přidaného peroxidu vodíku se redukční látky oxidují bez zvýšení solnosti, například látky s nižším oxidačním stupněm síry nebo dusíku se oxidují na síran nebo dusičnan, nitrily a aldehydy se převedou na karboxylové kyseliny. Ohřev natékající kontaminované vody v solárním zařízení zvyšuje účinek oxidace redukčních látek peroxidem vodíku a současně usnadňuje působení mikroorganismů při biodegradaci polutantů ať již ropného nebo koksochemického původu.
Výhodou způsobu podle vynálezu je především ekonomicky efektivnější a časově kratší průběh bioremediace, možnost provádět tuto remediaci bez odtěžování asanované zeminy a rozšíření použitelnosti vypracovaného postupu bioasanace i na oxo- a azoderiváty uvedeného typu polutantů včetně kyanidů.
Vynález je dokumentován příklady použití, aniž by se jimi omezoval.
Příklady provedení
Příklad 1
Podzemní vody kontaminované 8 mg nepolárních látek a 0,5 mg aromatických uhlovodíků se po naředění minerálním médiem zaočkují testovanými kmeny mikroorganismů a z vybraných kmenů narostlých mikroorganismů se nakultivuje ve fermentoru během 24 h (za optimálních podmínek) potřebné množství biomasy, která se následně přidá v množství 1 až 5 % hmotn. inokula do průtočného bioreaktorů vybaveného systémem záchytných sítí a obsahujícího načerpanou podzemní vodu doplněnou o fosforečné a dusíkaté hnojivo (superfosfát aledek amonný a/nebo fosforečnan amonný) v konečné koncentraci 1 až 3 g/1. Bioreaktor se provzdušňuje stlačeným vzduchem pomocí rozvodu perforovanými hadicemi na dně bioreaktorů, čímž je dodáváno potřebné množství kyslíku pro růst kultury mikroorganismů. Do bioreaktorů se nechá přitékat kontaminovaná voda přes sluneční kolektor, ve kterém dochází k jejímu ohřevu na 15 až 45 °C. K vytékající kultivační tekutině z bioreaktorů se po doplnění biodegradabilními tenzidy v konečné koncentraci 0,00001 až 0,01 % obj. aplikovaného preparátu přidává peroxid vodíku v takové koncentraci, aby jeho obsah ve vytékající vodě nepřesahoval 2 % hmotn. Takto obohacená voda se nechá vsakovat do zasakovacích vrtů či jímek, které obklopují čerpaný vrt. V bioreaktorů se udržují podmínky vytvořené na počátku kultivace. Čerpání podzemní vody a chod bioreaktorů se udržuje po dobu několika měsíců, kdy se sníží obsah kontaminantů v čerpané podzemní vodě na koncentraci nižší než 0,2 mg nepolárních látek v 1 litru a 0,05 mg aromatických uhlovodíků v 1 litru. Přídavek peroxidu vodíku k vytékající vodě urychluje biodegradační proces v nadloží nad podzemní vodou, čímž dochází k urychlení celého procesu.
-3 CZ 283226 B6
Příklad 2
K odpadní vodě obsahující 17 mg nepolárních látek v 1 litru a 0,8 mg kyanidů v 1 litru se před vtokem do solárního průtočného ohřívače a následně před vtokem do průtočného bioreaktoru přidává peroxid vodíku v takové koncentraci, aby jeho množství před vtokem do bioreaktoru nepřesahovalo 2 % hmotn. Do průtočného bioreaktoru se přidá inokulum v množství 1 až 5 % hmotn. a živiny jak je popsáno v příkladu 1. Bioreaktor se provzdušňuje. Doba zdržení je 10,6 hodin. Na výtoku z bioreaktoru je dosaženo stupně vyčištění vody obsahující méně než 0,2 mg nepolárních látek v 1 litru a 0,05 mg kyanidů v 1 litru.
Dobu zdržení lze ovlivnit velikostí průtoku kontaminované vody a kapacitou bioreaktoru, resp. kaskády bioreaktorů.
Průmyslová využitelnost
Způsob remediace zemin a vod podle vynálezu je využitelný v průmyslu, zemědělství, dopravě, armádě, všude tam, kde dochází k únikům polutantů ropného a koksochemického původu včetně jejich oxo- a azoderivátů, kyanidů a pod. do zemin, podzemních a povrchových vod.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob remediace zemin a vod kontaminovaných nepolárními látkami ropného a koksochemického původu, případně v kombinaci s jejich oxoa azoderiváty, pomocí průtočných bioreaktorů, obsahujících předem nakultivované mikroorganismy utilizující nepolární látky při udržování potřebného redox potenciálu provzdušňováním obsahu bioreaktoru a při udržování obsahu dusíkatých a fosforečných živin například přídavkem fosforečnanu amonného v koncentraci 0,05 až 5 g/litr, vyznačující se tím, že se kontaminovaná povrchová nebo odpadní voda a/nebo čerpaná podzemní voda ohřívá před vtokem do bioreaktoru na teplotu 15 až 45 °C a přidává se k ní peroxid vodíku před ohřevem a/nebo po ohřevu kontaminované vody v koncentraci zajišťující výslednou koncentraci peroxidu vodíku před vstupem do bioreaktoru nebo do kontaminované zeminy max. 2 % hmotn., vztaženo na hmotnost vody.
- 2. Způsob remediace zemin a vod podle nároku 1, vyznačující se tím, že se kontaminovaná voda před vstupem do bioreaktoru ohřívá v systému solárních kolektorů.
- 3. Způsob podle nároků 1 a2, vyznačující se tím, že se peroxid vodíku přidává po ohřevu ke kontaminované vodě před vstupem do bioreaktoru a/nebo na výstupu z bioreaktoru, před vtokem zpět do kontaminované zeminy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ961358A CZ283226B6 (cs) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Způsob remediace zemin a vod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ961358A CZ283226B6 (cs) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Způsob remediace zemin a vod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ135896A3 CZ135896A3 (cs) | 1998-02-18 |
| CZ283226B6 true CZ283226B6 (cs) | 1998-02-18 |
Family
ID=5463168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ961358A CZ283226B6 (cs) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Způsob remediace zemin a vod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ283226B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304147B6 (cs) * | 2012-03-06 | 2013-11-20 | Vysoká skola chemicko-technologická v Praze | Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub |
-
1996
- 1996-05-10 CZ CZ961358A patent/CZ283226B6/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304147B6 (cs) * | 2012-03-06 | 2013-11-20 | Vysoká skola chemicko-technologická v Praze | Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ135896A3 (cs) | 1998-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Riser-Roberts | Remediation of petroleum contaminated soils: biological, physical, and chemical processes | |
| Cheremisinoff | Biotechnology for waste and wastewater treatment | |
| Atuanya et al. | Anaerobic and aerobic biodegradation of chlorophenols using UASB and ASG bioreactors | |
| Yang et al. | The biological treatment of landfill leachate using a simultaneous aerobic and anaerobic (SAA) bio-reactor system | |
| McFarland et al. | Methanotrophic cometabolism of trichloroethylene (TCE) in a two stage bioreactor system | |
| Al-Dhabi et al. | Removal of nitrogen from wastewater of date processing industries using a Saudi Arabian mesophilic bacterium, Stenotrophomonas maltophilia Al-Dhabi-17 in sequencing batch reactor | |
| Mohan et al. | Low-biodegradable composite chemical wastewater treatment by biofilm configured sequencing batch reactor (SBBR) | |
| Kardena et al. | Biological treatment of synthetic oilfield-produced water in activated sludge using a consortium of endogenous bacteria isolated from a tropical area | |
| El-Naas et al. | Microbial degradation of chlorophenols | |
| CN109161499A (zh) | 一种产表面活性剂细菌及其在煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃的应用 | |
| Ohandja et al. | Development of a membrane‐aerated biofilm reactor to completely mineralise perchloroethylene in wastewaters | |
| Poggi-Varaldo et al. | Influence of discontinuing feeding degradable cosubstrate on the performance of a fluidized bed bioreactor treating a mixture of trichlorophenol and phenol | |
| Sahal et al. | Application of microbial enzymes in wastewater treatment | |
| Dermou et al. | Biological removal of hexavalent chromium in trickling filters operating with different filter media types | |
| Tudu et al. | Employing Biotechnology for the Treatment of Organic Refuse | |
| CZ283226B6 (cs) | Způsob remediace zemin a vod | |
| Liu et al. | Progress in bioremediation of pyrene | |
| JP2010246407A (ja) | 油脂製造システム及び油脂製造方法 | |
| Rivas et al. | Biodegradation of thiophene by cometabolism in a biofilm system | |
| Agrawal et al. | Biotechnological Approach for the Wastewater Management | |
| Kalyuzhnyi | Environmental biotechnology: a tandem of biocatalytic and engineering approaches | |
| Ganesan et al. | Assessment of Bioremediation Techniques for Wastewater Management | |
| Pavlostathis et al. | Anaerobic processes | |
| Infanta | from Industrial Wastewater and its Bioremediation | |
| Idris et al. | Leachate treatment using bioremediation |