EA000660B1 - Biomass reduction and bioremediation processes and products - Google Patents

Biomass reduction and bioremediation processes and products Download PDF

Info

Publication number
EA000660B1
EA000660B1 EA199700229A EA199700229A EA000660B1 EA 000660 B1 EA000660 B1 EA 000660B1 EA 199700229 A EA199700229 A EA 199700229A EA 199700229 A EA199700229 A EA 199700229A EA 000660 B1 EA000660 B1 EA 000660B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
specified
biological processing
bioremediation
reaction
water
Prior art date
Application number
EA199700229A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA199700229A1 (en
Inventor
Джерри У. Финни
Original Assignee
Джерри У. Финни
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Джерри У. Финни filed Critical Джерри У. Финни
Publication of EA199700229A1 publication Critical patent/EA199700229A1/en
Publication of EA000660B1 publication Critical patent/EA000660B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/10Addition or removal of substances other than water or air to or from the material during the treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/50Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F9/00Fertilisers from household or town refuse
    • C05F9/04Biological compost
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C2101/00In situ
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

1. A process for bioremediating a media containing hydrocarbon contaminants, said process comprising: A. exposing the hydrocarbon contaminants in said media in-situ to a viable culture of aerobic bacteria obtained by -mixing said waste mass with manure and secondary sewage sludge to form a compost biomass pile, said manure and sewage sludge having sufficient moisture and indigenous bacteria, including aerobic bacteria, to carry out composting of said pile; -allowing said compost pile to autothermally react for an initial time period, said initial time period being terminated upon said compost pile reaching a temperature of from about 46 degree C (115 degrees F) to about 60 degree C (140 degrees F); -adding to and distributing an alkaline material throughout said compost pile to quickly raise the pH of said pile to at least 10; -allowing said compost pile to autothermally react for a second period of time, said second period being terminated upon said compost pile reaching a temperature of at least 82 degree C (180 degrees F); -adding nutrients selected from the group comprising inorganic compounds of nitrogen, phosphorus, sulfur and potassium to said compost pile to support continuing metabolic reactions within said compost pile; and -allowing said compost pile to further autothermally react for a third period of time, while adding water sufficient to maintain a moisture level in said pile of about 60 to about 82 percent throughout said third time period, said third time period terminating upon said biomass degrading to produce a non-pathogenic compost product; -said reaction being carried out during said third period of time in the absence of mechanical aeration of the compost pile or the addition of gaseous oxygen into said compost pile obtaining a viable culture of aerobic bacteria, which may be capable of bioremediating chlorinated hydrocarbons and long chain hydrocarbons, including paraffin and asphalt, in the presence of nutrients and water to bioremediate said hydrocarbons by enzymatically catalyzed hydrolysis of the hydrocarbons; B. assuring the presence of sufficient nutrients and moisture to support bioremediation of said hydrocarbons; C. carrying out an enzymatically catalyzed hydrolysis of said hydrocarbon contaminants; D. periodically extracting a water solution containing bioremediation products from the situs of the in-situ bioremediation process; and E. adding fresh water to said situs in an amount approximately equal to the amount extracted in step D. above; F. said water extracting step D and said water addition step E being repeated in alternating steps until said site is sufficiently bioremediated. 2. A process according to Claim 9. characterized in that said media is a subsurface earth material or said media is located in a pit. 3. A system for in-situ subterranean bioremediation of a horizontally extending stratum in an earthen area (12) contaminated with organic or hydrocarbon material, said system characterized by: A. at least two small diameter (18, 34) wells extending vertically from the surface (14) of said earthen area (12) to points at least immediately below said stratum (16) of earth to be bioremediated; B. each said well (18, 34} having an outer tube (20, 36) enclosing a vertically extending electrode (26, 42) extending to the level of said stratum (16); C. a direct current power source (30); D. means (4, 6) for connecting a first electrode (42) in a first one of said wells (34) to a negative terminal of said power source (30); E. means (32) for connecting a second electrode (26) in a second one of said wells (18) to a positive terminal of said power source (30); F. at least the outer tube (36) of said one well (34) being perforated at the level of said stratum (16); G. means (48, 50) for supplying to said one well (34) sufficient aqueous mixture of bioremediating bacteria to allow a bioremediation reaction to take place; H. said bioremediation reaction being stimulated by said electrodes (26,42), said electrodes being energized by said power source (30): and I. means to activate said power source (30) to provide an electric field between said electrodes (26, 42), whereby said water supported bioremediation reaction is caused to migrate from said first well (34) to said second well (18) within said stratum (16) to progressively bioremediate said stratum in-situ. 4. A system for in-situ subterranean bioremediation in accordance with Claim 3, characterized in that at least said first electrode (42) in said first well (34) is an electrically conducting tube which has perforations (44) at the level of said stratum (16) and wherein at least part of said aqueous mixture is supplied through said conducting tube. 5. A system for in-situ subterranean bioremediation in accordance with Claim 3, characterized by multiple pairs of oppositely charged electrodes (26. 42) located in multiple respective wells (18,34) for driving such aqueous mixtures across differing respective contaminated stratum portions. 6. A system for in-situ subterranean bioremediation in accordance with Claim 3. characterized by a tank (48) at the surface of said site for controlled gravity feed therefrom of a portion of said mixture to said first well (34). 7. A method for in-situ subterranean bioremediation of a horizontally extending stratum (16) in an earthen area (12) contaminated with organic or hydrocarbon material, said method characterized by the steps of: A. introducing a mixture of water and bioremediating bacteria to a first location within said stratum (16); B. subjecting said stratum (16) to a direct current electric field having a positive pole and a negative pole, said positive pole being in the vicinity of said first location within said stratum; and C. allowing a bioremediation reaction to proceed at a reaction site in the vicinity of said first location, said reaction site being caused to migrate across said stratum (16) from said first location to a second location in the vicinity of said negative pole under the influence of said electric field. 8. The method for in-situ subterranean bioremediation of Claim 7, characterized in that said bioremediating bacteria comprise a viable culture of aerobic bacteria according to Claim 5 and said bioremediation reaction occurs principally by enzymatically catalyzed hydrolysis of the organic or hydrocarbon contaminant material. 9. The method for in-situ subterranean bioremediation of Claim 19, characterized in that water is added at said first location over the period of said bioremediation reaction.

Description

Настоящее изобретение относится к области переработки биомассы или способам компостирования для получения полезного микробиологического продукта, предназначенного либо для последующей биологической обработки различных веществ, либо для непосредственного внесения в почву в качестве сельскохозяйственного удобрения. Способ включает термофильную щелочнофильную реакцию с преобладающим участием аэробных микробов, которая активирует микробную популяцию в условиях высокой влажности и высокого рН на первом этапе и последующую реакцию при высокой влажности, низком рН и добавлении питательных веществ, обеспечивающих сохранившейся микробной популяции возможность выполнения операции компостирования в новой форме, когда аэробные микробы осуществляют разложение или компостирование отходов материалов без обычного перемешивания, переворачивания или встряхивания компостируемой массы с целью ее аэрации, а также без введения воздуха или кислорода с помощью обычных механических устройств, в частности, насосов или воздуходувок. Настоящее изобретение относится также к области биологической переработки загрязненных почв или других промышленных отходов и к получению ценных жирных кислот и аминокислот.The present invention relates to the field of biomass processing or composting methods for obtaining a useful microbiological product, intended either for subsequent biological treatment of various substances, or for direct application to the soil as an agricultural fertilizer. The method includes a thermophilic alkalinephilic reaction with the predominant participation of aerobic microbes, which activates the microbial population in high humidity and high pH at the first stage and the subsequent reaction at high humidity, low pH and adding nutrients that ensure the preserved composting operation in a new form when aerobic microbes decompose or compost waste materials without the usual mixing, turning over or yachivaniya compostable mass to aerate it, as well as without introducing air or oxygen using conventional mechanical devices, in particular, pumps or blowers. The present invention also relates to the field of biological processing of contaminated soils or other industrial wastes and to the production of valuable fatty acids and amino acids.

Загрязнение окружающей среды считается одной из наиболее серьезных проблем для правительственных учреждений, а также для частных владельцев земли или недвижимости и для пользователей. Главной проблемой всех коммунальных служб является обеспечение безопасных санитарных условий для утилизации обычных бытовых отходов. Даже после отбора подлежащих переработке стекла, металла, бумаги и пластмасс остается огромное количество смешанных вредных и полезных материалов, которые отправляют на свалки, в отстойники и т.д. и которые требуют обработки по различным причинам, в частности, для устранения вредных материалов и патогенов, а также других материалов, представляющих опасность загрязнения путем утечки или просачивания в водные системы, почву или грунтовые воды с последующим нежелательным перемещением или миграцией в другие незагрязненные и часто недоступные зоны. Биологическая переработка таких загрязняющих продуктов и отходов в настоящее время рассматривается как возможный путь решения проблем загрязнения. Однако использовавшиеся до настоящего изобретения способы и продукты никогда не обеспечивали идеальных параметров с точки зрения безопасности, низкой стоимости, уменьшения объема и простоты достижения результатов, которые дают природные бактерии, выполняющие биологическую переработку обычных бытовых отходов. Загрязнение окружающей среды на свалке или в других местах представляет собой проблему, даже если места таких загрязнений являются доступными, в частности, если загрязняющие вещества выгружают или сливают на поверхность грунта, однако сложность доступа к загрязнениям вследствие глубокой подземной утечки или просачивания загрязнений или их проникновения в грунт под зданиями, дорожными покрытиями, подъездными путями, под непроницаемыми породами или почвенными образованиями усугубляет проблемы, связанные с переработкой. Такие загрязнения, вызываемые просачиванием, вовсе не ограничены захоронением бытовых отходов и часто происходят вследствие нежелательного выброса и утечки вредных материалов нефтеперерабатывающих заводов, химических заводов, промышленных предприятий, которые используют или получают в качестве побочных продуктов различные химикаты и краски, и часто связаны с разливом вредных материалов при их транспортировке. Хотя федеральные законы, законы штатов и муниципальные законы и декреты пытаются регулировать загрязнение окружающей среды, существуют тысячи мест, где загрязнения явились следствием несчастного случая или ошибки или имели место в прошлом, когда экологические проблемы не осознавались в такой степени, как они существуют сегодня, когда охрана окружающей среды стала как общественным, так и личным делом.Environmental pollution is considered one of the most serious problems for government agencies, as well as for private owners of land or real estate and for users. The main problem of all public utilities is the provision of safe sanitary conditions for the disposal of ordinary household waste. Even after the selection of recyclable glass, metal, paper and plastics, there remains a huge amount of mixed harmful and useful materials that are sent to landfills, septic tanks, etc. and that require treatment for various reasons, in particular, to eliminate harmful materials and pathogens, as well as other materials that pose a risk of contamination by leaks or seeps into aquatic systems, soil or groundwater, followed by unwanted movement or migration to other uncontaminated and often inaccessible zone. Biological processing of such polluting products and waste is currently considered as a possible way to solve pollution problems. However, the methods and products used prior to the present invention have never provided ideal parameters in terms of safety, low cost, volume reduction, and ease of achieving the results that natural bacteria produce when biologically recycling ordinary household waste. Contamination of the environment at a landfill or elsewhere is a problem, even if places of such contamination are accessible, in particular, if the contaminants are discharged or drained onto the ground surface, however, the difficulty of accessing the contaminants due to deep underground leakage or penetration of contaminants ground beneath buildings, pavements, driveways, under impermeable rocks, or soil formations exacerbates processing problems. Such pollution caused by seepage is not at all limited to the disposal of household waste and often occurs due to unwanted release and leakage of hazardous materials from refineries, chemical plants, industrial plants that use or get various chemicals and paints as by-products, and are often associated with spills of harmful materials during their transportation. Although federal, state, and municipal laws and decrees attempt to regulate environmental pollution, there are thousands of places where pollution has been the result of an accident or mistake, or occurred in the past when environmental problems were not recognized as much as they exist today, when environmental protection has become both a public and private matter.

По-видимому, одним из самых простых способов обработки промышленных отходов является их обычная укладка в кучи и компостирование, при котором происходит химическое разложение отходов под действием природных бактерий. Хорошо известны такие процессы, где происходят аэробные термофильные реакции при периодическом переворачивании или перемешивании массы с целью ее аэрации, обеспечивающей подачу кислорода для поддерживания аэробного процесса. Другие известные способы аэрации включают поддержание пористости массы путем введения деревянных щепок и принудительной подачи в компостируемую массу воздуха или кислорода через перфорированные трубы или опорные решетки. Наличие механического оборудования и операторов для управления и технического обслуживания является существенным фактором в стоимости таких операций компостирования. Если площади для компостирования отходов ограничены или отсутствуют, удаление таких продуктов представляет собой основную проблему.Apparently, one of the easiest ways to treat industrial waste is their usual stacking in heaps and composting, in which chemical decomposition of the waste occurs under the action of natural bacteria. Well known are such processes where aerobic thermophilic reactions take place with occasional overturning or stirring of the mass in order to aerate it, providing oxygen to support the aerobic process. Other known methods of aeration include maintaining the porosity of the mass by introducing wood chips and forcing air or oxygen into the compostable mass through perforated pipes or supporting grids. The availability of mechanical equipment and operators for management and maintenance is a significant factor in the cost of such composting operations. If waste composting areas are limited or absent, removal of such products is a major problem.

Еще одна проблема размещения отходов возникает в связи со шламом сточных вод, который создает как физиологические, так и физические проблемы его использования и/или удаления в безопасных для здоровья условиях.Another waste disposal problem arises in connection with sewage sludge, which creates both physiological and physical problems of its use and / or disposal in safe for health conditions.

Для дальнейшего обоснования настоящего изобретения в данном описании приводятся для ссылки следующие статьи:To further substantiate the present invention in this description, the following articles are cited for reference:

Abelson, Reed, Bugs clean their act, p. 144, Forbes, Sept. 28, 1992;Abelson, Reed, Bugs clean their act, p. 144, Forbes, Sept. 28, 1992;

Bouwer, E. J. Bioremediation of Organic contaminants in the Subsurface in the Subsurface, Chapter 11, pp. 287-318 of Enviromental Microbiology Edited by Ralph Mitchel, Wiley-Liss 1992;Bouwer, E.J. Bioremediation of Organic contaminants in the Subsurface in the Subsurface, Chapter 11, pp. 287-318 of Enviromental Microbiology Edited by Ralph Mitchel, Wiley-Liss 1992;

Feinstein, Melvin S., Composting in the Context of Municipal Solid Waste Management, Chapter 14, pp. 355-374 of Environmental Microbiology Edited by Ralph Mitchel, Wiley-Liss 1992;Feinstein, Melvin S., Composting in the Context of Municipal Solid Waste Management, Chapter 14, pp. 355-374 of Environmental Microbiology Edited by Ralph Mitchel, Wiley-Liss 1992;

Gillis, Anna Maria, Shrinking the trash heap, p. 90 (4 pp.), BioScience, V. 42, N. 2, Feb., 1992;Gillis, Anna Maria, Shrinking the trash heap, p. 90 (4 pp.), BioScience, V. 42, N. 2, Feb., 1992;

Glass, David J., Waste Management, p. 5 (4 pp.), Environment, V. 33, N. 9, Nov. 1991;Glass, David J., Waste Management, p. 5 (4 pp.), Environment, V. 33, N. 9, Nov. 1991;

Madsen, E.L, Sinclair, J.L, Ghiorse, Wm.C. In Situ Biodegradation: Microbiological Patterns in a Contaminated Aquifer Stover, Dawn, TOXIC AVENGERS p. 70, (6 pp.) Popular Science, July, 1992.Madsen, E.L, Sinclair, J.L, Ghiorse, Wm.C. In Situ Biodegradation: Microbiological Patterns in Contaminated Aquifer Stover, Dawn, TOXIC AVENGERS p. 70, (6 pp.) Popular Science, July, 1992.

Достоинства компостирования с использованием бытовых шламов, смешанных с отходами, описаны в приведенной статье Gillis. В этой статье указывается, что, несмотря на значительные усовершенствования в области выращивания различных растений и овощей, может оказаться необходимой оценка применения основных продуктов компостирования с учетом вида выращиваемых растений, ирригации и географических регионов для определения оптимальной нормы внесения компостного материала на поверхность почвы. При этом говорится, что усовершенствованные способы, аналогичные описанным в настоящем изобретении, могут преодолеть проблемы, связанные с безопасным избавлением от вредных материалов, которые могут быть запрещены постановлением Агентства по охране окружающей среды (ЕРА) или иными федеральными, действующими в пределах штата или местными законами или постановлениями, которые могут ограничивать размещение вредных отходов на свалках или в зонах компостирования.The advantages of composting using household sludge mixed with waste are described in the Gillis article cited. This article indicates that, despite significant improvements in the cultivation of various plants and vegetables, it may be necessary to evaluate the use of basic products of composting, taking into account the type of plants grown, irrigation and geographical regions to determine the optimal rate of compost material to the soil surface. It is said that improved methods similar to those described in the present invention can overcome the problems associated with the safe disposal of harmful materials that may be prohibited by a regulation of the Environmental Protection Agency (EPA) or other federal, state or local laws. or regulations that may limit the disposal of hazardous waste in landfills or in composting areas.

Хотя известно, что природные организмы могут выполнять биологическую переработку, например, свалок бытовых отходов, где происходит компостирование в аэробных условиях, в настоящем изобретении использованы природные организмы, однако предложенные в изобретении операции переработки происходят при реакции с ферментным катализом, который не только снижает объем переворачиваемой компостной массы для аэрации кучи или необходимость дорогостоящего процесса закачивания в массу воздуха или кислорода, но также обеспечивает очень быстрое протекание реакции, при которой операция компостирования может быть практически завершена в течение периода, несколько превышающего один месяц, что обычно недостижимо для обычных способов компостирования.Although it is known that natural organisms can perform biological processing of, for example, household waste landfills where composting occurs under aerobic conditions, natural organisms are used in the present invention, however, the processing operations proposed in the invention occur when reacting with enzyme catalysis, which not only reduces the volume of overturned compaction mass for aeration of the heap or the need for an expensive injection process into the air or oxygen mass, but also provides a very fast yōkan reaction in which the composting operation may be nearly completed during a period somewhat more than one month, usually inaccessible to conventional composting methods.

Настоящее изобретение как с точки зрения технологии обработки, так и использования продуктов основной операции компостирования полезно для решения многих проблем, описанных в указанных выше статьях, включая (но не только) разложение и удаление твердых бытовых отходов, биологическую переработку вредных материалов, безопасное разложение и удаление отходов в производственных зонах, биологическую переработку поверхностных загрязнений почвы, биологическую переработку подпочвенного грунта и жидкостей, разложение углеродных соединений с длинной цепью на углеродные соединения с более короткой цепью, дешевое получение полезных аминокислот и жирных кислот в качестве побочных продуктов биологической переработки, а также получение непатогенного удобрения в качестве побочного продукта компостирования с увеличенным сроком сохранения питательных веществ для растений в сочетании с повышенным сохранением влаги при внесении в почву для агротехнических целей. Если объем проекта биологической переработки достаточно мал, практичным и удобным является восстановление в бочкообразных контейнерах, в особенности для превращения обрабатываемых материалов в более полезные продукты в промышленной сфере.The present invention, both in terms of processing technology and the use of products from the main composting operation, is useful for solving many of the problems described in the above articles, including (but not only) decomposition and disposal of solid household waste, biological processing of hazardous materials, safe decomposition and disposal waste in production areas, biological processing of surface soil contamination, biological processing of subsurface soil and liquids, decomposition of carbon compounds with shorter chain carbon chains, cheap production of useful amino acids and fatty acids as biological processing by-products, and non-pathogenic fertilizer as a by-product of composting with increased nutrient retention for plants in combination with increased moisture retention upon application into the soil for agrotechnical purposes. If the scope of a biological processing project is small enough, practical and convenient is the recovery in barrel-shaped containers, in particular to transform the processed materials into more useful products in the industrial field.

Еще один важный аспект настоящего изобретения относится к усовершенствованным способам переработки подпочвенных загрязнений. Микробиологические продукты, получаемые согласно изобретению, используются для биологической переработки загрязнений в месте их нахождения, при этом применение постоянного электрического тока заставляет бактерии проходить через почвы, которые могут представлять собой глину или иные почвы, обладающие плохой проницаемостью в обычных условиях. В процессе приложения электрического напряжения добавляют питательные вещества.Another important aspect of the present invention relates to improved methods for processing subsoil pollution. Microbiological products obtained according to the invention are used for biological processing of contaminants at their location, and the use of direct electric current causes bacteria to pass through the soil, which can be clay or other soils that have poor permeability under normal conditions. In the process of applying electrical voltage add nutrients.

Характеристики изобретения и его технические достоинства очевидны из следующего описания предпочтительного варианта реализации изобретения вместе с формулой и прилагаемыми чертежами, на которых представлены:The characteristics of the invention and its technical advantages are evident from the following description of a preferred embodiment of the invention, together with the claims and the accompanying drawings, which show:

на фиг. 1 -4 - диаграммы результатов испытаний воздействия штаммов бактерий согласно настоящему изобретению на трихлорэтилен (ТХЭ);in fig. 1 to 4 are diagrams of test results of the effect of bacterial strains according to the present invention on trichlorethylene (TCE);

на фиг. 5 - две электрически взаимосвязанные подземные скважины, соединенные с источником постоянного тока и баком подачи бактерий и питательных веществ;in fig. 5 - two electrically interconnected underground wells connected to a direct current source and a bacteria and nutrient supply tank;

на фиг. 6 - увеличенный вертикальный разрез отрицательно заряженной скважины, изображенной на фиг. 5;in fig. 6 is an enlarged vertical section of the negatively charged well shown in FIG. five;

на фиг. 7а - схема расположения нескольких электрически связанных подземных скважин, изображенных на фиг. 5 и размещенных в центре и по окружности зоны подпочвенной биологической переработки;in fig. 7a is a layout diagram of several electrically connected subsurface wells shown in FIG. 5 and located in the center and around the circumference of the zone of the subsoil biological processing;

на фиг. 7b - схема, аналогичная фиг. 7а, с расположением скважин по противоположным сторонам прямоугольника;in fig. 7b is a diagram similar to FIG. 7a, with the location of the wells on opposite sides of the rectangle;

на фиг. 8 - вертикальный разрез бака, используемого для биологической переработки вредных отходов токсафена;in fig. 8 is a vertical section of a tank used for biological processing of hazardous waste of toxaphen;

на фиг. 9 - схематичный разрез ямы, содержащей загрязненную углеводородом почву, с центральной трубкой для извлечения продуктов биологической переработки;in fig. 9 is a schematic sectional view of a pit containing soil contaminated with a hydrocarbon, with a central tube for extracting biological processing products;

на фиг. 10 - схематичный разрез биологического реактора, предназначенного для переработки промышленных отходов или для получения полезных продуктов путем биоконверсии.in fig. 10 is a schematic section of a biological reactor for processing industrial waste or for obtaining useful products by bioconversion.

Без привязки к изложенной далее теории, объясняющей, почему описанные здесь способы и продукты протекают неожиданным образом и дают неожиданные результаты, предполагается, что начальный этап активирования популяции бактерий при высокой температуре, высоком значении рН и при высокой влажности в компостной куче приблизительно через два дня приводит к образованию практически непатогенной популяции бактерий, способных к продолжению размножения в этой куче и при этом к разложению отходов в течение одного-двух месяцев после начального этапа активирования. В течение этого периода разложения в массу добавляют питательные вещества и воду для поддержания реакции с ферментным катализом на границе раздела бактерий, воды, питательных веществ и субстратов отходов таким образом, что кислород, необходимый для процесса, который считается аэробным, получается из воды, непрерывно добавляемой в массу. Поскольку этот элементарный или молекулярный кислород в процессе компостирования не подают в массу путем аэрации или накачивания, аэробные бактерии в куче действуют в анаэробной среде. Кислород в данном случае не подают изначально в газообразной форме, а он в достаточном количестве образуется на активной границе фаз, где происходит гидролиз отходов в присутствии воды вследствие протекания реакции аэробного типа. Вода также регенерируется в компостной куче за счет разложения органических соединений, углерод которых взаимодействует с кислородом, образуя двуокись углерода, а водород реагирует с кислородом и образует воду. Разложение вредного углеводорода можно выполнить как часть операции компостирования, используя настоящий способ, или, в случае специфического материала субстрата, воздействуя на него аналогичным способом с использованием бактерий, которые образуются в процессе компостирования. Использование бактерий, получающихся при компостировании, предпочтительно для обеспечения высокой степени метаболической активности, поддерживаемой образованием кислорода с ферментным катализом с целью ускорения любого процесса биологической переработки. Способ получения этих бактерий, образующихся при компостировании, при желании можно повторять, используя легко доступные отходы, коллекторный шлам, лошадиный навоз, воду и простейшие бактерии в сочетаниях, указанных в данном описании.Without being tied to the theory outlined below, explaining why the methods and products described here proceed in unexpected ways and give unexpected results, it is assumed that the initial stage of activating the bacterial population at high temperature, high pH and high humidity in the compost heap leads in about two days to the formation of a practically non-pathogenic population of bacteria capable of continuing reproduction in this heap and at the same time decomposing wastes within one to two months after the initial and activation. During this decomposition period, nutrients and water are added to the mass to maintain the reaction with enzyme catalysis at the interface of bacteria, water, nutrients and waste substrates so that the oxygen required for the process, which is considered aerobic, is obtained from water that is continuously added. in mass. Since this elemental or molecular oxygen in the composting process is not fed into the mass by aeration or inflation, aerobic bacteria in the heap act in an anaerobic environment. Oxygen in this case is not initially supplied in gaseous form, and it is formed in sufficient quantity at the active phase boundary, where the hydrolysis of waste occurs in the presence of water due to the reaction of the aerobic type. Water is also regenerated in the compost heap due to the decomposition of organic compounds whose carbon interacts with oxygen to form carbon dioxide, and hydrogen reacts with oxygen and forms water. Decomposition of harmful hydrocarbon can be performed as part of a composting operation using the present method, or, in the case of a specific substrate material, by acting on it in a similar way using bacteria that are formed during the composting process. The use of bacteria resulting from composting is preferable to ensure a high degree of metabolic activity supported by the formation of oxygen with enzymatic catalysis in order to accelerate any process of biological processing. The method of obtaining these bacteria formed during composting, if desired, can be repeated using readily available waste, collection sludge, horse manure, water and protozoa bacteria in the combinations indicated in this description.

Хотя бактерия рода bacillus представляет собой один из наиболее изученных видов микроорганизмов, настоящее изобретение продемонстрировало уникальную способность штаммов данного рода, которые являются конечным продуктом настоящего изобретения, не только к чрезвычайной плодовитости и быстрому заселению (см. фиг. 8), но и свойства их ферментов оказывать каталитическое воздействие на реакцию с участием воды, питательных веществ и загрязненных субстратов, обеспечивающую разложение биомассы и биологическую переработку, способную превратить типичные бытовые отходы в плодоносные и полезные ингредиенты, в том числе побочные химические продукты или сельскохозяйственные удобрения. Кроме того, готовый продукт также способен оказывать ферментное каталитическое воздействие на биологическую переработку хлорированных углеводородов и углеводородов с длинной цепью, в особенности углеводородов, содержащихся в нефти. Способ согласно настоящему изобретению обеспечивает биологическую переработку материалов на месте способом, который не представляется возможным с помощью известных аналогов. Эти способы имеют большое экономическое достоинство, поскольку не требуют обычной вспашки или культивирования огромных полос отходов, характерных для типичных операций компостирования. Изобретение обеспечивает также биологическую переработку глубоких и недоступных загрязненных слоев почвы без выемки грунта или удаления почвы для получения доступа к загрязнениям, как это имеет место на некоторых предприятиях, использующих наружные реакторные баки для переработки токсичных химических соединений в присутствии микроорганизмов, которые реагируют с этими соединениями.Although bacterium of the bacillus genus is one of the most studied microbial species, the present invention has demonstrated the unique ability of strains of this genus, which are the final product of the present invention, not only for extreme fecundity and rapid colonization (see FIG. 8), but also the properties of their enzymes have a catalytic effect on the reaction involving water, nutrients and contaminated substrates, providing biomass decomposition and biological processing that can turn t pichnye waste in fruitful and beneficial ingredients, including the chemical by-products or agricultural fertilizers. In addition, the finished product is also capable of exerting an enzymatic catalytic effect on the biological processing of chlorinated hydrocarbons and long-chain hydrocarbons, especially those contained in petroleum. The method according to the present invention provides a biological processing of materials on site, in a manner that is not possible with known analogs. These methods have great economic dignity, since they do not require the usual plowing or cultivation of huge bands of waste characteristic of typical composting operations. The invention also provides biological processing of deep and inaccessible contaminated soil layers without excavating or removing soil to gain access to contaminants, as is the case in some enterprises using external reactor tanks for processing toxic chemical compounds in the presence of microorganisms that react with these compounds.

Настоящее изобретение обеспечивает дешевый способ получения большого количества ферментов, которые являются ферментным катализатором для биологической переработки отходов и углеводородных материалов, не требующей применения механического оборудования для подачи воздуха или кислорода, обычно используемого для поддержания аэробных реакций биологической переработки.The present invention provides a low-cost method for producing large amounts of enzymes that are an enzyme catalyst for biological waste treatment and hydrocarbon materials that do not require the use of mechanical equipment for supplying air or oxygen, usually used to maintain aerobic reactions of biological processing.

Уникальное свойство микробов и ферментов согласно изобретению заключается в том, что биологическая переработка загрязненных материалов происходит с использованием бактерий, которые обычно считаются аэробными, однако, эти аэробные бактерии действуют в окружающей среде, которая обычно считается анаэробной. Таким образом, для протекания реакции не подается воздух или кислород, при этом питательные вещества, загрязненные материалы и вода взаимодействуют с микробами, а ферментный катализ реакции обеспечивает эффективную биологическую переработку загрязненных веществ. Для случая, когда питательное вещество содержит кислород, как, например, нитраты ΝΘ3, необходимо отметить, что настоящий способ предполагается независимым от какого-либо наличия кислорода в указанном питательном веществе.The unique property of microbes and enzymes according to the invention is that the biological processing of contaminated materials occurs with the use of bacteria, which are usually considered aerobic, however, these aerobic bacteria act in an environment that is usually considered anaerobic. Thus, air or oxygen is not supplied to the reaction, while nutrients, contaminated materials and water interact with microbes, and the enzyme catalysis of the reaction ensures efficient biological processing of contaminated substances. For the case when the nutrient contains oxygen, such as, for example, nitrates ΝΘ 3 , it should be noted that this method is assumed to be independent of any oxygen in the specified nutrient.

Процентное содержание штаммов аэробных и анаэробных типов бактерий в компостируемом продукте согласно изобретению показано ниже в табл. 1.The percentage of strains of aerobic and anaerobic types of bacteria in the compostable product according to the invention is shown below in table. one.

Таблица 1Table 1

Процентное содержание типов штаммов в образце компостаThe percentage of strain types in the compost sample

Штамм Strain Компост Compost Аэробные Aerobic 1 one 10% ten% 2 2 50% 50% 3 3 10% ten% 4 four 10% ten% 5 five 20% 20% Анаэробные Anaerobic 6 6 40% 40% 7 7 40% 40% 8 eight 20% 20%

Способность аэробных бактерий, вырабатывающих компост согласно настоящему изобретению, производить биологическую переработку в анаэробной среде подтверждается результатами лабораторных исследований, представленными ниже в табл. 2, и фиг. 1-4, которые показывают, что аэробные штаммы лучше растут в трихлорэтилене (ТХЭ) при анаэробных условиях и практически подавляются в ТХЭ при аэробных условиях.The ability of aerobic bacteria, producing compost according to the present invention, to produce biological processing in an anaerobic environment is confirmed by the results of laboratory studies presented below in table. 2, and FIG. 1-4, which show that aerobic strains grow better in trichlorethylene (TCE) under anaerobic conditions and are practically inhibited in TCE under aerobic conditions.

Таблица 2table 2

Рост аэробных штаммов в присутствии ТХЭ при аэробных и анаэробных условияхGrowth of aerobic strains in the presence of TCA under aerobic and anaerobic conditions

Штамм Strain Аэробный 24 ч Aerobic 24 hours Аэробный 48 ч Aerobic 48 h Анаэробный 48 ч Anaerobic 48 h 1 one Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Средний Average 2 2 Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed 3 3 Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Хороший Good 4 four Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Хороший Good 5 five Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Средний Average 6 6 Средний Average Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed 7 7 Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Средний Average 8 eight Подавлен Suppressed Подавлен Suppressed Минимальный Minimum

Настоящее изобретение способно обеспечить получение продукта биологической переработки в зонах размещения обычных бытовых отходов, а также материала, который полезен либо в качестве удобрения, либо для биологической переработки других материалов или продуктов, и имеет длительный срок годности при хранении. Испытания, которые были проведены при использовании такого продукта, полученного в результате операций компостирования, показали срок годности при хранении, значительно превышающий один год.The present invention is capable of obtaining a biological processing product in the areas where common household waste is located, as well as material that is useful either as a fertilizer or for biological processing of other materials or products, and has a long shelf life during storage. Tests that were carried out with the use of such a product obtained as a result of composting operations showed a shelf life of more than one year.

Способ компостированияComposting method

В предпочтительном варианте реализации изобретения, который первоначально используется для компостирования бытовых отходов, исходная биомасса содержит смешанные мусор, лошадиный навоз и вторичный коллекторный шлам. Шлам предпочтительно свободен от масляных загрязнений и содержит около 18 процентов твердой фазы. Негашеную известь или зольную пыль добавляют для повышения значения рН до 1 2 или более и для достижения быстрого автокаталитического подъема температуры в течение нескольких секунд примерно до 93 °С (200°F). Для поддержания в компостной куче твердой фазы на уровне около 18% добавляют воду. Таким способом поддерживают содержание влаги около 82%, что является достаточным насыщением для того, чтобы заставить аэробные бактерии вступать в реакцию в практически анаэробной среде. Высокие тепловые и щелочные условия способствуют активизации бактерий, поэтому через 24-36 ч бактерии приводятся в активное состояние, т.е. популяция бактерий принимает стабильный характер и оказывается готовой к последующему добавлению в компостную кучу питательных веществ, которые охлаждают кучу и подготавливают ее к периоду завершения восстановления биомассы в течение одного-двух месяцев и биологического разложения всех органических материалов в компостной куче.In a preferred embodiment of the invention, which is initially used for composting household waste, the initial biomass contains mixed garbage, horse manure and secondary sewage sludge. The sludge is preferably free from oil contamination and contains about 18 percent of the solid phase. Quicklime or fly ash is added to raise the pH to 1 2 or more and to achieve a rapid autocatalytic temperature rise in a few seconds to about 93 ° C (200 ° F). Water is added to maintain the solid phase in the compost heap at about 18%. In this way, a moisture content of about 82% is maintained, which is sufficient saturation to cause aerobic bacteria to react in an almost anaerobic environment. High thermal and alkaline conditions contribute to the activation of bacteria, therefore, after 24-36 hours, the bacteria are brought to the active state, i.e. The bacteria population is stable and is ready for the subsequent addition of nutrients to the compost heap, which cools the heap and prepares it for one to two months to complete the biomass recovery and biological decomposition of all organic materials in the compost heap.

После первого добавления питательных веществ компостная куча может быть выдержана в течение 7-10 дней с добавлением только чистой воды, необходимой для поддержания уровня влажности. После этого кучу переворачивают таким образом, чтобы наружные участки оказались внутри. Затем вновь добавляют питательные вещества, и далее куча может выдерживаться в течение двух недель. После этого кучу переворачивают один раз таким образом, чтобы наружные участки оказались внутри. Затем еще раз добавляют питательные вещества, и далее куча может выдерживаться в течение еще двух недель. После этого кучу переворачивают в третий раз и снова добавляют питательные вещества. Затем в компостной куче продолжаются реакции с ферментным катализом, сигналом завершения которых является постепенное снижение температуры до 27-32°С (80-90°F) в конце процесса разложения. Данная температура является одним из показателей окончания процесса. Другим показателем является наличие мелко гранулированной или илообразной консистенции полученного органического продукта.After the first addition of nutrients, the compost heap can be aged for 7-10 days with only pure water added to maintain moisture levels. After that, a bunch of turn so that the outer areas were inside. Then the nutrients are added again, and then the heap can be kept for two weeks. After that, a bunch of overturned once so that the outer areas were inside. Then the nutrients are added again, and then the heap can be kept for another two weeks. After that, a bunch of turn over for the third time and again add nutrients. Then, reactions with enzymatic catalysis continue in the compost heap, the completion signal of which is a gradual decrease in temperature to 27-32 ° C (80-90 ° F) at the end of the decomposition process. This temperature is one of the indicators of the end of the process. Another indicator is the presence of finely granulated or sludge consistency of the obtained organic product.

Следует также отметить, что высокие значения температуры и рН в течение первых двух дней активирования бактерий эффективно уничтожают патогены в компостной куче.It should also be noted that high values of temperature and pH during the first two days of activation of bacteria effectively destroy pathogens in the compost heap.

В общем случае предпочтительный вариант способа компостирования реализуется согласно следующему примеру.In general, the preferred embodiment of the composting method is implemented according to the following example.

Пример 1. Компостную смесь, состоящую из мусора, лошадиного навоза, вторичного шлама сточных вод, целлюлозы, углеводов и других типичных бытовых органических отходов, собрали в критическую массу, т.е. 75 кубических ярдов (около 57,3 м3) при исходном значении рН 7 или 8, чтобы обеспечить начало автокаталитической экзотермической реакции вследствие активности микробов в присутствии влаги. Такая компостная куча обычно содержит природные (эндогенные) микроорганизмы, участвующие в аэробной термофильной и щелочнофильной реакции, которая представляет собой фундаментальный аспект настоящего способа.Example 1. A compost mixture consisting of garbage, horse manure, secondary sewage sludge, cellulose, carbohydrates and other typical household organic wastes was collected into a critical mass, i.e. 75 cubic yards (about 57.3 m 3 ) with an initial pH of 7 or 8, to ensure the onset of an autocatalytic exothermic reaction due to the activity of microbes in the presence of moisture. Such a compost heap usually contains natural (endogenous) microorganisms involved in the aerobic thermophilic and alkaline-phase reaction, which is a fundamental aspect of the present method.

Смесь содержит достаточное количество органических и неорганических питательных веществ, включая неорганические соединения азота, фосфора, серы и калия, необходимых для поддержания реакции, которая протекает с повышением температуры. После достижения температуры 46-60°С (115-140°F) примерно через 10 ч активность термофильных щелочнофильных микроорганизмов повышается или ускоряется за счет дополнительного смешивания с основным или щелочным материалом, в частности, с КО, СаО (известь), NaO, MgO или зольной пылью, в достаточном количестве для повышения уровня рН исходной смеси примерно до 12 или выше. Желательно выждать повышения температуры, прежде чем добавлять щелочной материал, поскольку в противном случае возникает опасность уничтожения полезных микробов.The mixture contains a sufficient amount of organic and inorganic nutrients, including inorganic compounds of nitrogen, phosphorus, sulfur and potassium, necessary to maintain the reaction, which proceeds with increasing temperature. After reaching a temperature of 46-60 ° C (115-140 ° F) after about 10 hours, the activity of thermophilic alkaline-acidic microorganisms increases or accelerates due to additional mixing with the basic or alkaline material, in particular, with CO, CaO (lime), NaO, MgO or fly ash, in sufficient quantity to raise the pH of the initial mixture to about 12 or higher. It is advisable to wait for the temperature to rise before adding alkaline material, as otherwise there is a danger of destroying the beneficial microbes.

После добавления щелочного материала, повышающего рН, экзотермическая реакция продолжается при существенном увеличении температуры. Кроме аэробных организмов, которые требуют молекулярного кислорода, дополнительные организмы принудительно становятся аэробными. Реакции поддерживаются растворенным кислородом, который содержится в достаточном количестве (т.е. не менее 1 части на миллион) для обеспечения выживания аэробных организмов. Сочетание высоких значений рН и температуры, как предполагается, уничтожает патогенные бактерии, при этом первичные аэробные термофильные штаммы микробов, включая аэробные бактерии рода Bacillus, и их ферменты с высокой энергией продолжают воспроизводиться или вырабатываться. Предполагается, что эти оставшиеся живыми микроорганизмы и ферменты проходят через эволюционный процесс, в результате которого формируется окончательный состав из живых бактерий и ферментов и вырабатываются такие полезные продукты, как аминокислоты и жирные кислоты.After adding an alkaline material that raises the pH, the exothermic reaction continues with a significant increase in temperature. In addition to aerobic organisms that require molecular oxygen, additional organisms are forcibly becoming aerobic. Reactions are maintained by dissolved oxygen, which is contained in sufficient quantities (ie, at least 1 part per million) to ensure the survival of aerobic organisms. The combination of high pH and temperature is supposed to destroy pathogenic bacteria, while the primary aerobic thermophilic microbial strains, including aerobic bacteria of the genus Bacillus, and their high-energy enzymes continue to be reproduced or produced. It is assumed that these remaining living microorganisms and enzymes pass through an evolutionary process, as a result of which the final composition of living bacteria and enzymes is formed and useful products such as amino acids and fatty acids are produced.

Первичные ферменты, которые вырабатываются в процессе разложения, представляют собой липазу и протеазу, однако также вырабатывается и лигназа. Точная природа предполагаемой мутации или рекомбинации не установлена.The primary enzymes that are produced during the decomposition process are lipase and protease, but lignase is also produced. The exact nature of the intended mutation or recombination has not been established.

Подъем температуры новой смеси после изменения рН может достигать точки кипения воды. Однако, как было установлено, полезные выживающие микроорганизмы выдерживают значительно более высокие температуры в присутствии некоторого количества влаги.Raising the temperature of a new mixture after changing the pH can reach the boiling point of water. However, it has been found that beneficial surviving microorganisms can withstand significantly higher temperatures in the presence of some moisture.

Помимо выдерживания высоких температур выживающие микроорганизмы, как было установлено, переносят температуры, близкие к температуре замерзания воды.In addition to maintaining high temperatures, surviving microorganisms have been found to tolerate temperatures close to the freezing point of water.

Процесс продолжается в течение достаточно длительного времени, примерно 24 ч, для того, чтобы обеспечить достижение компостной кучей желаемого переработанного незагрязненного состояния. После добавления питательных веществ, сульфата аммония 21-0-0, фосфата 0-45-0 и сульфата калия 0-0-60 в равных количествах по весу, снижается температура, а также значение рН до уровня 7-7,5, близкого к нейтральному. Микроорганизмы могут продолжать размножаться в присутствии влаги и питательных веществ, при этом конечный продукт включает высокоэнергетические ферменты с повышенной способностью к расщеплению для биологической очистки почвы от углеводородных загрязнений с получением безвредных воды и СО2.The process continues for a sufficiently long time, approximately 24 hours, in order to ensure that the compost pile reaches the desired recycled, uncontaminated state. After adding nutrients, ammonium sulphate 21-0-0, phosphate 0-45-0 and potassium sulphate 0-0-60 in equal quantities by weight, the temperature decreases, as well as the pH value to a level of 7-7.5, close to neutral. Microorganisms can continue to multiply in the presence of moisture and nutrients, while the final product includes high-energy enzymes with an increased ability to break down for the biological purification of soil from hydrocarbon contaminants to produce harmless water and CO2.

На протяжении всего описанного процесса отходы материалов и добавки остаются в твердом состоянии, что облегчает работу с этими материалами.Throughout the process described, waste materials and additives remain in a solid state, which facilitates work with these materials.

Ионы металлов в реагирующей смеси не мешают образованию полезных ферментов, которые могут быть выделены в качестве полезных продуктов для биологической очистки углеводородов и для регенерации биологически загрязненного активированного угля, используемого в других процессах.Metal ions in the reaction mixture do not interfere with the formation of useful enzymes that can be isolated as useful products for the biological purification of hydrocarbons and for the regeneration of biologically contaminated activated carbon used in other processes.

В аналогичном альтернативном варианте реализации мусор и лошадиный навоз можно добавлять в компостную смесь после окончания периода активации. Предпочтительно сначала добавлять лошадиный навоз, поскольку при этом бактерии подвергаются воздействию высокой температуры и высокого рН перед добавлением мусора, который имеет высокое содержание бумаги и тенденцию к быстрому снижению рН.In a similar alternative implementation, garbage and horse manure can be added to the compost mixture after the activation period ends. It is preferable to first add horse manure, since in this case the bacteria are exposed to high temperature and high pH before adding garbage that has a high paper content and a tendency to a rapid decrease in pH.

В обоих указанных вариантах реализации изобретения компостные кучи непрерывно опрыскивают водой для поддержания высокой влажности. Аналогично этому в обоих вариантах реализации изобретения питательные вещества добавляют примерно через 48 ч после на11 чала периода активирования при высоком содержании влаги в компостной куче до окончания компостирования.In both of these embodiments, the compost heaps are continuously sprayed with water to maintain high humidity. Similarly, in both embodiments of the invention, nutrients are added approximately 48 hours after the start of the activation period with a high moisture content in the compost heap before the end of the composting.

Для этих способов, как и для других, описанных здесь, типичным является постепенное снижение температуры примерно до 27-32°С (80-90°F) в конце процесса разложения. Такая температура служит одним из показателей окончания процесса. Другим показателем является наличие мелко гранулированной или илообразной консистенции получаемого органического продукта.For these methods, as well as for the others described here, a gradual decrease in temperature to about 27-32 ° C (80-90 ° F) at the end of the decomposition process is typical. This temperature is one of the indicators of the end of the process. Another indicator is the presence of finely granulated or silty consistency of the resulting organic product.

Хотя молекулярная структура микробов и их ферментов, получающихся на отдельных операциях обработки согласно настоящему изобретению, точно не известна, установлено, что эти микробы и их ферменты подвергаются воздействию экстремальных температур и значений рН во время прохождения аэробного метаболического процесса. По меньшей мере, в теОпределение штаммов аэробных и анаэ чение короткого периода порядка 24 ч на микробиологические продукты действует очень высокая нагрузка, которую, как предполагается, выдерживают только высокотермофильные микробы. Предполагается также, что патогенные микробы уничтожаются или навсегда изменяют свои естественные свойства, а те термофильные микробы, которые могут изменять свои свойства при температурах порядка 100°С, могут восстанавливать их при охлаждении, которое происходит примерно через 48 ч после добавления питательных веществ. После добавления питательных веществ происходит снижение не только температуры, но и значения рН примерно от 12-14 до примерно 7-8.Although the molecular structure of microbes and their enzymes resulting from individual processing operations according to the present invention is not precisely known, it has been established that these microbes and their enzymes are exposed to extreme temperatures and pH values during the passage of the aerobic metabolic process. At least, in the definition of aerobic strains and the short-term repetition of about 24 hours, microbiological products are subject to a very high load, which, as expected, only high-thermophilic microbes can withstand. It is also assumed that pathogenic microbes are destroyed or permanently change their natural properties, and those thermophilic microbes that can change their properties at temperatures of the order of 100 ° C can restore them during cooling, which occurs approximately 48 hours after the addition of nutrients. After the addition of nutrients, not only temperature decreases, but also pH values from about 12-14 to about 7-8.

Анализ продукта компостирования В табл. 3 представлены результаты лабораторного анализа - общего планшетного подсчета для определения типов бактерий в компостном материале с целью идентификации штаммов.Product Composting Analysis Figure 3 shows the results of laboratory analysis — a total plate count for determining the types of bacteria in the compost material to identify strains.

Таблица 3 : бактерий в продукте компостированияTable 3: Bacteria in the composting product

Наимен. штамма Name strain Первичная идентификация GCFAME Primary identification GCFAME Коэфф. подобия Coeff. similarities Коэфф. отличия Coeff. differences Первичная идентификация Biolog TM Primary identification of Biolog TM Тип пластин Type of plates Коэфф. подобия Coeff. similarities Коэфф. отличия Coeff. differences 3238-1 3238-1 Bacillus circulans CLIN Bacillus circulans CLIN 0,489 0.489 3,864 3,864 ближайший вид Bacillus insolitus closest view of Bacillus insolitus GP GP 0,921 0.921 0,962 0.962 3238-2 3238-2 Bacillus coagulans Bacillus coagulans 0,143 0.143 6,376 6.376 Bacillus pasteurii Bacillus pasteurii GP GP 0,791 0.791 2,976 2,976 3238-3 3238-3 Bacillus latersporus Bacillus latersporus 0,530 0.530 3,642 3,642 Bacillus insolitus Bacillus insolitus GP GP 0,900 0,900 1,260 1,260 3238-4 3238-4 Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus 0,607 0,607 3,232 3.232 Bacillus pasteurii Bacillus pasteurii GP GP 0,440 0.440 6,126 6,126 3238-5 3238-5 Micrococcus varians Micrococcus varians 0,350 0.350 6,684 6,684 ближайший вид Bacillus pasteurii closest view of Bacillus pasteurii GP GP 0,169 0.169 11,916 11,916 AN 3238-6 AN 3238-6 Prevotella veroralis Prevotella veroralis 0,001 0.001 10,900 10,900 AN 3238-7 AN 3238-7 Rothia denticariosa Rothia denticariosa 0,016 0.016 8,516 8.516 AN 3238-8 AN 3238-8 Staphylococcus epidermidis Staphylococcus epidermidis 0,005 0,005 9,753 9,753

Данные результаты получены при использовании стандартного способа подсчета бактериальных планшетов для выделения штаммов. В образце продукта компостирования найдены пять аэробных и три анаэробных штамма. После выделения штаммы индивидуально поместили на TSA. После инкубации в течение 24 ч планшеты TSA обработали по [Методике 1 стандарта GS-FAME] и с помощью клинической аэробной (CLIN[rev.3.80]) или анаэробной [ANER1]GCFAME баз данных. Затем приготовили суспензию аэробных штаммов в стерильном физиологическом растворе и загрузили для подготовки к анализу Bilog (TM) в соответствующие титрационные микропланшеты (грамотрицательные и грамположительные). Планшеты подвергали инкубации в течение 24 ч, а затем проанализировали по версии 3.5 базы данных Biolog (TM) с использованием автоматического ридера для микропланшетов. Коэффициенты подобия и отличия для каждого штамма, представленные в табл. 3, указывают на подобие и отличие относительно гипотетического среднего организма в базе данных. Организм в базе данных имеет коэффициент подобия, равный единице, и коэффициент отличия, равный нулю. Чем ближе соответствующие коэффициенты штамма к единице и нулю, тем больше он подходит к усредненному организму в базе данных. Хорошее соответствие имеет место при коэффициенте подобия, большем чем 0,5, и коэффициенте отличия, меньшем чем 7.These results were obtained using the standard method for counting bacterial plates for isolating strains. Five aerobic and three anaerobic strains were found in a sample of a composting product. After isolation, the strains were individually placed on TSA. After incubation for 24 hours, TSA plates were processed according to [Method 1 of GS-FAME] and using clinical aerobic (CLIN [rev.3.80]) or anaerobic databases [ANER1] GCFAME. Then, a suspension of aerobic strains was prepared in sterile saline and loaded to prepare the Bilog (TM) assay in appropriate microtiter plates (gram-negative and gram-positive). The plates were incubated for 24 hours and then analyzed according to version 3.5 of the Biolog database (TM) using an automatic microplate reader. The coefficients of similarity and differences for each strain are presented in table. 3 indicate the similarity and difference with respect to the hypothetical average organism in the database. An organism in a database has a coefficient of similarity equal to one, and a coefficient of difference equal to zero. The closer the corresponding coefficients of the strain to one and zero, the more it approaches the average organism in the database. A good match occurs when the similarity coefficient is greater than 0.5 and the difference coefficient is less than 7.

В табл. 4 представлены скорости роста аэробных и анаэробных бактерий согласно изобретению.In tab. 4 shows the growth rates of aerobic and anaerobic bacteria according to the invention.

Таблица 4Table 4

Суммарный подсчет гетеротро( Total heterotro count ( )ных планшетов ) tablets 24 ч 24 h 48 ч 48 h Типы Types Аэробный компост Aerobic compost 5,06х105 5.06 x 10 5 8,15х109 8.15x10 9 5 five Анаэробный компост Anaerobic compost 7,20х104 7.20x10 4 1,18х105 1.18x10 5 3 3

Биологическая переработка и удобренияBiological processing and fertilizers

Вторичным аспектом настоящего способа является смешивание концентрированной порции твердого материала, получаемого в результате описанного выше процесса и содержащего сохранившиеся живые или активные организмы, с водой и использование жидкой смеси для инокуляции и биологической переработки почвы, загрязненной углеводородными соединениями (например, при разливе топлива или утечки из баков) и хлорированными углеводородами (пестициды, полихлорированный дифенил и т.д.).The secondary aspect of this method is mixing a concentrated portion of solid material obtained from the process described above and containing preserved living or active organisms with water and using a liquid mixture for inoculation and biological treatment of soil contaminated with hydrocarbon compounds (for example, when fuel is spilled or leaked tanks) and chlorinated hydrocarbons (pesticides, polychlorinated diphenyl, etc.).

УдобренияFertilizers

Настоящие способы компостирования и биологической переработки сочетают около 50% микробиологических метаболических процессов и около 50% синтетических или ферментных процессов, в особенности внеклеточных процессов. Если способ согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения используется для получения побочного продукта, содержащего гипс, для применения в качестве сельскохозяйственного удобрения, то применяются такие питательные вещества, как сульфат аммония 21-0-0, тройной суперфосфат 0-45-0 и калий 0-0-60 в равных объемах. Эти добавки снижают значение рН до нейтрального и обеспечивают образование гипса (CaSO42H2O) по мере протекания реакции. Гипс является ценным удобрением, которое значительно дольше сохраняется в почве, чем другие удобрения, а также способствует сохранению в почве влаги. В зависимости от требований, предъявляемых к гипсу для конкретных типов культуры и почвы, процентное содержание гипса в конечном продукте компостирования может изменяться в диапазоне примерно от 3 до 12% за счет изменения количества добавляемых питательных веществ. При этом также в значительном количестве будет присутствовать фосфогипс, и его относительное содержание можно изменять в зависимости от относительного количества применяемого тройного суперфосфата (0-45-0).The present methods of composting and biological processing combine about 50% of microbiological metabolic processes and about 50% of synthetic or enzymatic processes, especially extracellular processes. If the method according to a preferred embodiment of the present invention is used to obtain a by-product containing gypsum for use as an agricultural fertilizer, then nutrients such as ammonium sulphate 21-0-0, ternary superphosphate 0-45-0 and potassium 0- are used. 0-60 in equal amounts. These additives reduce the pH to neutral and ensure the formation of gypsum (CaSO 4 2H 2 O) as the reaction proceeds. Gypsum is a valuable fertilizer that persists in the soil for much longer than other fertilizers, and also helps retain moisture in the soil. Depending on the gypsum requirements for specific types of crops and soil, the percentage of gypsum in the final composting product may vary in the range of about 3 to 12% due to changes in the amount of added nutrients. At the same time, phosphogypsum will also be present in a significant amount, and its relative content can be changed depending on the relative amount of the applied ternary superphosphate (0-45-0).

Биологическая переработкаBiological processing

Как указано выше, конечный продукт компостирования, получаемый предпочтительным способом компостирования, вместо использования в качестве органического удобрения может применяться для биологической переработки различных органических и углеводородных материалов. Получение и выделение таких полезных продуктов, как аминокислоты и жирные кислоты, дает значительный экономический эффект благодаря указанным способам.As indicated above, the final composting product obtained by the preferred composting method, instead of being used as an organic fertilizer, can be used for the biological processing of various organic and hydrocarbon materials. The production and isolation of useful products such as amino acids and fatty acids gives a significant economic effect due to these methods.

Важной дополнительной особенностью настоящего изобретения является универсальность бактерий, появляющихся на первой операции компостирования. Это означает, что они могут быть использованы для биологической переработки множества различных опасных или загрязняющих материалов и, следовательно, могут обеспечить более широкие возможности общего применения данного способа без необходимости экстенсивной аналитической подготовки с целью определения местоположения загрязнений, типа бактерий, необходимых для биологической переработки загрязнений, а также дают возможность превращения большей части загрязнений, обрабатываемых продуктами согласно настоящему изобретению, в такие полезные или безвредные материалы, как вода и двуокись углерода, а также в потенциально полезные кислоты.An important additional feature of the present invention is the universality of bacteria appearing in the first composting operation. This means that they can be used for biological processing of many different hazardous or polluting materials and, therefore, can provide greater opportunities for general application of this method without the need for extensive analytical preparation to determine the location of contaminants, such as bacteria, necessary for the biological processing of contaminants, and also make it possible to convert most of the impurities processed by the products according to the present invention into such p Leznov or innocuous materials such as water and carbon dioxide, as well as potentially useful acid.

Если конечный продукт компостирования согласно предпочтительному варианту реализации изобретения подлежит использованию в качестве агента для последующей биологической переработки органических или углеводородных материалов, предпочтительными питательными веществами для такого способа последующей переработки являются мочевина (46-0-0), нитрат аммония (32-0-0), фосфат (0-450) и поташ (0-0-30), причем массовое отношение содержания азота к сумме фосфора и калия равно 10 к 1. Такой способ последующей переработки может относиться к типу, описанному далее и иллюстрированному фиг. 5-7 и 9-10. Для биологической переработки почвы на месте ее нахождения содержание влаги может уменьшаться примерно до 20 мас.% при выполнении необходимых условий для протекания биологической реакции с ферментным катализом.If the final product of composting in accordance with a preferred embodiment of the invention is to be used as an agent for the subsequent biological processing of organic or hydrocarbon materials, urea (46-0-0), ammonium nitrate (32-0-0) are the preferred nutrients for this method of subsequent processing. , phosphate (0-450) and potash (0-0-30), and the mass ratio of nitrogen to the amount of phosphorus and potassium is 10 to 1. This method of subsequent processing can be of the type described gave her and the illustrated fig. 5-7 and 9-10. For biological processing of the soil at its location, the moisture content can be reduced to about 20 wt.% If the necessary conditions are met for the biological reaction to take place with enzyme catalysis.

Биологическая переработка смеси сырого парафинового масла и воды на месте в открытой ямеBiological processing of a mixture of crude paraffin oil and water at the site in an open pit

Другим вариантом реализации изобретения является биологическая переработка сырой парафинистой нефти в смеси с другими компостными материалами. Такое парафиновое сырье обычно находится в земляной яме и смешано с водой. В качестве первой операции вторичный варочный шлам, содержащий около 3-5 мас.% влаги, смешивают с лошадиным навозом в компостной куче, используя шлам в качестве смачивающего агента. После смешивания общее содержание влаги уменьшается примерно на 50 мас.%. Затем в яму добавляют весь мусор, главным образом бумажные продукты, в частности, журналы, картонные коробки, брошюры и газеты, для поглощения сырого масла и воды с образованием маслянистой мусорной смеси, имеющей в итоге среднее содержание углерода, составляющее 30% (300000 млн. ч.) суммарного содержания нефтяных углеводородов (СНУ) согласно инфракрасному спектрометрическому анализу 418.1. Затем обе смеси перемешивают вместе для получения смеси с желеобразной консистенцией. Спустя около десяти часов после начала биологической реакции, температура полученной смеси повышается примерно до 54°С (130°F). После 48 ч температура достигает примерно 71°С (160°F).Another embodiment of the invention is the biological processing of crude paraffin oil in a mixture with other compost materials. Such paraffinic raw materials are usually found in a pit of earth and mixed with water. As a first operation, secondary cooking sludge containing about 3-5% by weight of moisture is mixed with horse manure in a compost heap, using the sludge as a wetting agent. After mixing, the total moisture content is reduced by about 50% by weight. Then all the garbage is added to the pit, mainly paper products, in particular, magazines, cardboard boxes, brochures and newspapers, to absorb raw oil and water to form an oily trash mixture that has an average carbon content of 30% (300,000 million). h) the total content of petroleum hydrocarbons (SNU) according to infrared spectrometric analysis 418.1. Then both mixtures are mixed together to obtain a mixture with a jelly-like consistency. About ten hours after the start of the biological reaction, the temperature of the resulting mixture rises to about 54 ° C (130 ° F). After 48 hours, the temperature reaches about 71 ° C (160 ° F).

Количество ингредиентов в смеси составляет 110 кубических ярдов (около 84 м3) лошадиного навоза, около 2000 галлонов (около 7,6 м3) шлама, 50 кубических ярдов (около 38 м3) мусора и 25 кубических ярдов (около 19 м3) сырой парафинистой нефти.The number of ingredients in the mixture is 110 cubic yards (about 84 m 3 ) of horse manure, about 2000 gallons (about 7.6 m 3 ) of sludge, 50 cubic yards (about 38 m 3 ) of garbage and 25 cubic yards (about 19 m 3 ) crude paraffin oil.

Через 10 дней маслянистая консистенция исчезает и СНУ снижается примерно до 5000 частей на миллион. В это время компостную кучу можно перевернуть таким образом, чтобы наружные слои оказались внутри кучи. При таком же высоком содержании влаги, по меньшей мере, 60-75%, вся смесь биологически разлагается, при этом углеводороды подвергаются биологической переработке за счет постоянного микробиологического воздействия с ферментным катализом. Через 30 дней температура компостной кучи устанавливается равной примерно 54°С (130°F), и кучу переворачивают еще раз так, чтобы наружные слои снова оказались внутри для лучшего воздействия. В это время СНУ снижается до 2000-3000 частей на миллион. Через 60-90 дней значение СНУ становится меньшим 100 млн. ч., что является приемлемым уровнем удовлетворительной переработки углеводородов.After 10 days, the oily consistency disappears and the SNU drops to about 5,000 ppm. At this time, the compost pile can be flipped so that the outer layers are inside the pile. With the same high moisture content of at least 60-75%, the entire mixture is biologically decomposed, while the hydrocarbons are subjected to biological processing due to constant microbiological exposure with enzyme catalysis. After 30 days, the temperature of the compost pile is set to about 54 ° C (130 ° F), and the pile is turned over again so that the outer layers are inside again for better effect. At this time, SNU is reduced to 2000-3000 parts per million. After 60-90 days, the value of SNU becomes less than 100 million hours, which is an acceptable level of satisfactory processing of hydrocarbons.

Биологическая переработка подпочвенных слоев в месте их нахожденияBiological processing of subsoil layers at their location

Другой вариант реализации изобретения относится к использованию аэробного микробиологического продукта для биологической переработки подповерхностных или подземных загрязнений, образующихся, например, вследствие разлива или утечки вблизи закопанных резервуаров, обычно используемых для хранения бензина и других жидких продуктов, которые считаются вредными загрязнениями из-за их способности мигрировать сквозь почву или другие материалы грунта, смешиваться с грунтовыми водами и загрязнять их, делая непригодными для питья или, по меньшей мере, менее полезными. В Соединенных Штатах определено множество мест, где требуется биологическая очистка, прежде чем миграция загрязняющей жидкости зайдет слишком далеко. Во многих таких местах уже сделан ряд опытных скважин малого диаметра по предварительно разработанной схеме для отбора контрольных образцов из каждой скважины с целью периодического контроля и определения протяженности и изменения загрязнений. Загрязненные зоны в таких местах часто являются труднодоступными, поскольку они находятся на значительной глубине, возможно, измеряемой сотнями футов, под землей, или поскольку они находятся под тротуарами, зданиями или другими конструкциями, которые нельзя перемещать по различным причинам.Another embodiment of the invention relates to the use of an aerobic microbiological product for the biological treatment of subsurface or subsurface pollution, such as spills or leaks near buried tanks, commonly used to store gasoline and other liquid products that are considered harmful pollutants because of their ability to migrate through soil or other soil materials, mix with groundwater and pollute them, making them unsuitable for drinking or, necks least, less useful. In the United States, there are many places where biological treatment is required before the migration of contaminant fluid goes too far. In many of these places, a number of small diameter pilot wells have already been made according to a previously developed scheme for taking control samples from each well in order to periodically monitor and determine the extent and change of contaminants. Contaminated areas in such places are often difficult to access because they are at considerable depths, perhaps measured in hundreds of feet, underground, or because they are under pavements, buildings, or other structures that cannot be moved for various reasons.

Несмотря на то, что электроды с приложенным напряжением ранее использовались в аналогичных скважинах для отбора образцов, настоящее изобретение предполагает, что гарантированная биологическая переработка в таких зонах успешно и целесообразно реализуется в присутствии подходящих микробов и ферментов с необходимыми питательными веществами и достаточным количеством воды для обеспечения аэробной реакции микробиологического продукта с питательными веществами и подпочвенными загрязнениями, которые необходимо превратить в полезные продукты.Despite the fact that electrodes with applied voltage were previously used in similar wells for sampling, the present invention assumes that the guaranteed biological processing in such zones is successfully and expediently implemented in the presence of suitable microbes and enzymes with essential nutrients and sufficient water to ensure aerobic reactions of a microbiological product with nutrients and subsoil pollution that need to be turned into useful effects. ucts.

Как показано на фиг. 5-7, данный вариант выполнения изобретения предполагает использование, по меньшей мере, двух отдельных вертикально расположенных скважин или пробуренных шпуров малого диаметра, проходящих до глубины, по меньшей мере, равной глубине самого низкого уровня загрязненного подпочвенного слоя.As shown in FIG. 5-7, this embodiment of the invention involves the use of at least two separate vertically located wells or drilled small-diameter bore holes extending to a depth at least equal to the depth of the lowest level of the contaminated subsoil layer.

Согласно фиг. 5, система 10 биологической подпочвенной переработки установлена в грунте 1 2, имеющем поверхность 1 4 и загрязненную зону 1 6, расположенную на глубине примерно от 5 до 10 футов (примерно от 1,5 до 3,0 м) от поверхности 1 4. Положительно заряженная скважина 18 расположена вертикально, проходя от поверхности 1 4 вниз через загрязненную зону 1 6 в данном случае на глубину около 1 0 футов (примерно 3,0 м). Вкладыш 20 проходит по всей длине скважины 18, плотно прилегая к внутренней поверхности шпура, и имеет торцевую заглушку на нижнем заделанном конце 22. Вкладыш 20 имеет отверстия 24, расположенные в его нижней части в пределах загрязненной зоны 16, т.е. нижних пяти футов (около 1,5 м). Вкладыш 20 может быть изготовлен из поливинилхлоридной (ПВХ) трубки. Отверстия 24 имеют диаметр около 1/4 дюйма (около 6,3 мм) и проходят сквозь стенку вкладыша 20. Перфорированная часть ПВХ трубки может быть обычной индикаторной ПВХ трубкой скважины с множеством мелких дугообразных, расширяющихся к периферии прорезей, проходящих вдоль длины перфорированного участка трубки. Положительно заряженный коаксиальный электрод 26 размещен внутри скважины 18 концентрично с вкладышем 20 и проходит практически по всей ее глубине, при этом нижняя часть электрода длиной 5 футов (около 1,5 м) сообщается с загрязненным участком 1 6 грунта через отверстия 24 во вкладыше 20. Коаксиальный электрод 26 изготовлен из стандартной медной трубки диаметром от 3/4 до 1 дюйма (примерно от 2,0 до 2,5 см) и перфорирован отверстиями 28, имеющими диаметр около 1/8 дюйма (около 0,3 см) с интервалом 3 дюйма (около 7,6 см) на длине электрода 26, соответствующей перфорированному участку вкладыша 20, предпочтительно не менее 2 футов (около 61 см) перфорированного участка вкладыша 20. На электрод 26 подают положительный заряд путем подключения к электрическому генератору 30 постоянного тока с помощью проводника 32.According to FIG. 5, the biological soil treatment system 10 is installed in the ground 1 2 having a surface 1 4 and a contaminated zone 1 6 located at a depth of about 5 to 10 feet (about 1.5 to 3.0 m) from the surface 1 4. Positive charged well 18 is located vertically, passing from the surface 1 4 down through the contaminated zone 1 6 in this case to a depth of about 1 0 feet (approximately 3.0 m). The liner 20 passes along the entire length of the well 18, tightly adjacent to the inner surface of the hole, and has an end cap at the lower embedded end 22. The liner 20 has holes 24 located in its lower part within the contaminated zone 16, i.e. lower five feet (about 1.5 m). The liner 20 may be made of a polyvinyl chloride (PVC) tube. The holes 24 have a diameter of about 1/4 inch (about 6.3 mm) and pass through the wall of the liner 20. The perforated portion of the PVC tube may be a conventional indicator PVC tube well with many small arcuate, extending to the periphery of the slots, passing along the length of the perforated tube . The positively charged coaxial electrode 26 is placed inside the well 18 concentrically with the liner 20 and extends almost throughout its depth, while the lower part of the electrode 5 feet long (about 1.5 m) communicates with the contaminated soil section 1 6 of the soil through the holes 24 in the liner 20. The coaxial electrode 26 is made of a standard copper tube with a diameter of 3/4 to 1 inch (about 2.0 to 2.5 cm) and is perforated with holes 28 having a diameter of about 1/8 inch (about 0.3 cm) with an interval of 3 inches (about 7.6 cm) on the length of the electrode 26, corresponding to the performance The injected area of the liner 20, preferably at least 2 feet (about 61 cm) of the perforated section of the liner 20. Positive charge is applied to the electrode 26 by connecting to a DC electric generator 30 using a conductor 32.

Отрицательно заряженная скважина 34 находится на некотором расстоянии от положительно заряженной скважины 18 и предпочтительно расположена в той части загрязненной зоны 16, которая удалена от положительно заряженной скважины 18. Отрицательно заряженная скважина 34 может иметь конфигурацию, идентичную конфигурации положительно заряженной скважины 18. Скважина 34 содержит вкладыш 36 с торцевой заглушкой 38, нижняя часть которого имеет находящиеся на ней отверстия 40. Отрицательно заряженный концентричный электрод 42 может быть идентичен по конфигурации положительно заряженному электроду 26 и расположен внутри скважины 34, проходя практически по всей ее глубине, при этом нижняя часть электрода 42 длиной 5 футов (около 1,5 м) сообщается с загрязненным участком 1 6 грунта через отверстия 40 во вкладыше 36. Электрод 42 изготовлен из стандартной медной трубки аналогично электроду 26 и перфорирован отверстиями 44, расположенными аналогично отверстиям 28 в электроде 26. На электрод 42 подают отрицательный заряд путем подключения к электрическому генератору 30 постоянного тока с помощью проводника 46. Верхняя часть отрицательно заряженного электрода 42 соединена с баком 48 посредством шланга 50, по которому из бака 48 в электрод 42 поступает поток жидкости.The negatively charged well 34 is located at some distance from the positively charged well 18 and is preferably located in that part of the contaminated zone 16 that is remote from the positively charged well 18. The negatively charged well 34 may have a configuration identical to that of the positively charged well 18. The well 34 contains an insert 36 with an end cap 38, the lower part of which has holes 40 on it. The negatively charged concentric electrode 42 may be identical in configuration the positively charged electrode 26 and is located inside the well 34, passing through almost its entire depth, while the lower part of the electrode 42 with a length of 5 feet (about 1.5 m) communicates with the contaminated soil section 1 6 through the holes 40 in the liner 36. Electrode 42 made of a standard copper tube similar to electrode 26 and perforated with holes 44 arranged similarly to holes 28 in electrode 26. Negative charge is applied to electrode 42 by connecting to an electric DC generator 30 using conductor 46. The upper part of the negatively charged electrode 42 is connected to the tank 48 by means of a hose 50, through which liquid flows from the tank 48 to the electrode 42.

На фиг. 6 показаны отрицательно заряженная скважина 34, отрицательно заряженный электрод 42 и его соединение со шлангом 50 в увеличенном масштабе.FIG. 6 shows the negatively charged well 34, the negatively charged electrode 42 and its connection to the hose 50 on an enlarged scale.

На фиг. 7а представлен вид сверху типичной схемы расположения скважин с фиг. 5 для случая круговой загрязненной зоны 16, при этом отрицательно заряженная скважина 34 расположена в центре зоны 1 6 загрязнения, а несколько положительно заряженных электродов размещены через равные промежутки вблизи периметра зоны 1 6 загрязнения и находятся на одинаковом расстоянии от центральной отрицательно заряженной скважины 18. Хотя относительные заряды могут быть обратными, наиболее удобно подавать жидкость из бака 48 (см. фиг. 5) к одному отрицательному электроду. Для показанного на фигуре случая шесть пар скважин образуются шестью положительно заряженными скважинами 1 8 и одной отрицательно заряженной скважиной 34.FIG. 7a is a top view of a typical well pattern of FIG. 5 for the case of a circular contaminated zone 16, while the negatively charged well 34 is located in the center of the contaminated zone 1 6, and several positively charged electrodes are placed at regular intervals near the perimeter of the contaminated zone 1 6 and are at the same distance from the central negatively charged well 18. Although relative charges can be reversed; it is most convenient to supply liquid from tank 48 (see FIG. 5) to one negative electrode. For the case shown in the figure, six pairs of wells are formed by six positively charged wells 1 8 and one negatively charged well 34.

На фиг. 7b показан вид сверху типичной схемы расположения скважин с фиг. 5 для случая прямоугольной зоны 1 6 загрязнения, при этом несколько отрицательно заряженных скважин 34 размещены вдоль одной стороны загрязненной зоны 1 6, и соответствующее количество положительно заряженных скважин 1 8 расположены вдоль противоположной стороны загрязненной зоны 1 6. Для показанного на фигуре случая три пары скважин образуются тремя положительно заряженными скважинами 1 8 и тремя отрицательно заряженными скважинами 34.FIG. 7b is a top view of a typical well pattern of FIG. 5 for the case of a rectangular contamination zone 1 6, with several negatively charged wells 34 placed along one side of the contaminated zone 1 6, and the corresponding number of positively charged wells 1 8 are located along the opposite side of the contaminated zone 1 6. For the case shown in the figure, three pairs of wells they are formed by three positively charged wells 1 8 and three negatively charged wells 34.

При выполнении способа питательные вещества, микробы и вода для поддержания подпочвенной переработки поступают самотеком по шлангу 50 из бака 48, расположенного на поверхности 1 4, в избирательно регулируемых количествах. Достаточное количество воды добавляют в скважины для обеспечения миграции бактерий в материал грунта, если загрязнения находятся не ниже уровня грунтовых вод. Вода, содержащая несколько унций аэробных бактерий и питательных веществ, включая нитраты или мочевину и фосфаты, поступает самотеком в скважину через полый отрицательный электрод, перфорированный отверстиями 44. На электроды в течение нескольких часов подают напряжение для стимулирования или активирования микробов и горизонтального перемещения микробов, ферментов и питательных веществ через загрязненную зону для их взаимодействия с питательными веществами с целью проведения гидролиза с ферментным катализом субстрата в присутствии воды, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для продолжения аэробной биологической переработки загрязнений даже после отключения электропитания от сварочного генератора.When performing the method, nutrients, microbes and water for maintaining the subsoil processing flow by gravity through the hose 50 from the tank 48 located on the surface 1 4, in selectively controlled quantities. Enough water is added to the wells to ensure the migration of bacteria into the soil material, if the contamination is not below the groundwater level. Water containing several ounces of aerobic bacteria and nutrients, including nitrates or urea and phosphates, flows by gravity into the well through a hollow negative electrode perforated with holes 44. Voltage is applied to the electrodes for several hours to stimulate or activate microbes and move the microbes and enzymes horizontally. and nutrients through the contaminated zone for their interaction with nutrients in order to carry out hydrolysis with enzyme catalysis of the substrate in the presence of water to provide enough oxygen to continue aerobic biological processing of pollutants even after disconnecting the power supply from the welding generator.

Наличие миграции питательных веществ и микробов было продемонстрировано при разделении электродов на расстояние в 50 футов (около 1 5 м) после четырех часов подачи напряжения от генератора постоянного тока снижением содержания нитратов со 1 45 млн. ч. до 5-8 млн. ч. около отрицательного электрода, в то время как около положительного электрода содержание нитратов увеличилось от менее чем одной части на миллион примерно до 1 5 млн. ч. Наблюдалось также снижение загрязняющих соединений ВТЕХ. Дополнительные питательные вещества в водном растворе можно периодически подавать в отрицательную скважину или в обе скважины для поддержания аэробной биологической переработки загрязнений. Как и в других вариантах реализации настоящего изобретения, гидролиз субстрата с ферментным катализом при наличии влаги и микробиологическое воздействие на питательные вещества могут продолжаться в аэробных условиях без аэрации или подачи кислорода в загрязненную массу каким-либо иным образом. Такие гидролитические реакции в присутствии воды продолжаются в течение длительного времени после прекращения подачи на воду электрического напряжения от электродов.The presence of nutrient and microbial migration was demonstrated when the electrodes were separated by 50 feet (about 1–5 m) after four hours of applying voltage from a DC generator by reducing the nitrate content from 1 45 ppm to 5–8 ppm. negative electrode, while near the positive electrode, the nitrate content increased from less than one part per million to about 1 5 million hours. There was also a decrease in VTEX pollutants. Additional nutrients in an aqueous solution can be periodically supplied to a negative well or to both wells to maintain aerobic biological processing of pollutants. As in other embodiments of the present invention, hydrolysis of a substrate with enzymatic catalysis in the presence of moisture and microbiological effects on nutrients can continue under aerobic conditions without aeration or oxygen supply to the contaminated mass in any other way. Such hydrolytic reactions in the presence of water continue for a long time after cessation of the supply of electric voltage to water from the electrodes.

В другом опыте при удалении электродов примерно на 430 футов (около 131 м), 80 галло19 нов (около 303 л) раствора с высокой концентрацией питательных веществ подали через отрицательный электрод в загрязненную массу грунта с недостатком питательных веществ на глубине от 7 до 12 футов (примерно от 2,1 до 3,7 м), при этом отрицательный электрод был экранирован на глубине первых 7 футов (около 2,1 м) и открыт в зоне загрязненного слоя высотой 5 футов (около 1,5 м) посредством перфорации в ПВХ трубке.In another experiment, when removing electrodes about 430 feet (about 131 m), 80 gallo19 (about 303 l) of a solution with a high nutrient concentration, was fed through a negative electrode to a contaminated soil mass with nutrient deficiency at a depth of 7 to 12 feet ( from about 2.1 to 3.7 m), while the negative electrode was shielded at a depth of the first 7 feet (about 2.1 m) and opened in the zone of the contaminated layer 5 feet high (about 1.5 m) by perforation in PVC the tube.

Между двумя вертикальными электродами противоположной полярности электрическое поле постоянного тока, как видно из сказанного выше, имело бы форму овала или мяча для американского футбола. При использовании нескольких электродов эти формы можно накладывать по любой желаемой схеме. Один или несколько отрицательных электродов могут быть расположены в центре круговой зоны, как показано на фиг. 7а, или вдоль одной стороны или в виде сетки, как показано на фиг. 7b, чтобы обозначить горизонтально проходящую зону, содержащую одно или несколько полей постоянного электрического тока.Between the two vertical electrodes of opposite polarity, the DC electric field, as can be seen from the above, would have the shape of an oval or a ball for American football. When using multiple electrodes, these forms can be applied according to any desired pattern. One or more negative electrodes may be located in the center of the circular zone, as shown in FIG. 7a, either along one side or in the form of a grid, as shown in FIG. 7b to indicate a horizontally passing zone containing one or more fields of direct electric current.

Удовлетворительные испытания были проведены с использованием сварочного генератора постоянного тока Lincoln 200, имеющего двигатель мощностью 70 л.с. и рассчитанного на постоянный ток в 200 А при напряжении 40 В для эксплуатации в качестве источника напряжения. При опытах генератор был настроен на 110 А, хотя ток в сети во время проведения опытов составлял примерно от 3 до 5 А. Биологическая переработка жидких отходов в контейнереSatisfactory tests were carried out using a Lincoln 200 DC welding generator having a 70 hp motor. and designed for a constant current of 200 A at a voltage of 40 V for operation as a voltage source. During the experiments, the generator was set to 110 A, although the current in the network during the experiments was approximately from 3 to 5 A. Biological processing of liquid waste in a container

Кроме описанного выше способа биологической переработки на месте, когда остаточные разложенные компоненты могут быть оставлены в месте их нахождения, возможно применение данного изобретения с целью обработки загрязнений с их удалением, т.е. помещение определенного количества жидких отходов или загрязненного твердого материала или грунта в контейнер для биологической переработки. Пригодными для биологической переработки считаются загрязнения следующих категорий:In addition to the on-site biological processing method described above, when residual decomposed components can be left at their location, it is possible to apply this invention to the treatment of contaminants with their removal, i.e. placing a certain amount of liquid waste or contaminated solid material or soil in a container for biological treatment. The following categories are considered suitable for biological processing:

I. Нефтяное сырьеI. Petroleum

A. АсфальтA. Asphalt

B. ПарафинB. Paraffin

C. Смоляной песокC. Pitch sand

D. КреозотD. Creosote

II. Хлорированные соединенияIi. Chlorinated compounds

A. Трихлорэтилен (ТХЭ)A. Trichlorethylene (THE)

B. Перхлорэтилен (ПХЭ)B. Perchlorethylene (PCE)

C. МетиленхлоридC. Methylene chloride

D. Все прочие хлорированные растворителиD. All other chlorinated solvents

E. ПестицидыE. Pesticides

1. ДДТ1. DDT

2. ДДД2. DDD

3. ДДЭ3. DDE

4. Токсафен4. Toxaphen

5. Диэлдрин5. Dieldrin

6. Хлордан6. Chlordane

7. Дихлорэтан7. Dichloroethane

F. Фенольные соединенияF. Phenolic compounds

G. Полихлорированный дифенилG. Polychlorinated diphenyl

H. ГербицидыH. Herbicides

III. ГликолиIii. Glycols

A. ЭтиленA. Ethylene

B. ДиэтиленB. Diethylene

C. ТриметиленC. Trimethylene

IV. АминыIv. Amines

A. ЭтаноламинA. Ethanolamine

B. АлкалинаминB. Alkalinamin

V. КраскиV. Paints

A. ЭмалевыеA. Enamel

B. ЭпоксидныеB. Epoxy

C. УретановыеC. Urethane

D. КсилольныеD. Xylene

E. ИмроновыеE. Imronovye

VI. Автомобильные жидкостиVi. Automotive fluids

A. Трансмиссионные жидкостиA. Transmission Fluids

B. Тормозные жидкостиB. Brake Fluids

C. Моторные маслаC. Engine oils

VII. Осадки в бакахVII. Sediments in the tanks

A. Баки с сырой нефтьюA. Crude Oil Tanks

B. Баки с дизельным масломB. Diesel oil tanks

VIII. Рафинировочный шламViii. Refining slime

A. СтиролA. Styrene

B. ПарафинB. Paraffin

C. УретанC. Urethane

D. АсфальтD. Asphalt

E. АнтраценE. Anthracene

F. ПиринF. Pirin

G. Угольные смолыG. Coal resins

Большую часть, если не все из указанных веществ, можно обрабатывать в контейнерах различного размера в зависимости от количества материала, подлежащего переработке.Most, if not all, of these substances can be processed in containers of various sizes depending on the amount of material to be recycled.

Пример 2. Способ такой обработки в соответствии с одним из вариантов выполнения изобретения может быть осуществлен в инертном пластмассовом барабане объемом 55 галлонов (около 208 л), выполненном из материала ПВХ (см. фиг. 1 0) и предназначенном для переработки жидких субстратов, в частности, углеводородов. Барабан ставят на основание и заполняют песком, оставляя свободными до верха около 10-12 дюймов (около 25-31 см). Около 5-15 галлонов (около 19-57 л) жидкого субстрата смешивают с песком для покрытия поверхности частиц песка. Добавляют в барабан чистую воду до уровня, превышающего на несколько дюймов смесь песка и отходов, а также небольшое количество посева аэробных микробов и некоторое количество питательных веществ. Гидролиз субстрата с ферментным катализом при наличии воды и воздействие микробов на питательные вещества происходят при аэробных условиях без необходимости аэрации или подачи кислорода в смесь иным образом. Цвет воды в верхней части барабана является визуальным показателем, который позволяет установить окончание процесса биологической переработки. Когда цвет воды становится темным, указывая на окончание этого процесса, жидкость удаляют из барабана, оставляя около 6 дюймов (около 16 см) на дне в качестве микробного посева для дополнительной обработки. Переработанные отходы можно удалить через дренажный клапан, расположенный в периферии нижней части барабана и имеющий ручное или дистанционное управление. Отдельные дренажные клапаны можно использовать для того, чтобы, с одной стороны, поддерживать субстрат в контейнере на уровне 6 дюймов (около 16 см) для микробного посева, и, с другой стороны, обеспечивать полное удаление переработанного субстрата. После окончания слива в песок добавляют дополнительное количество отходов и предпочтительно выдерживают смесь для осаждения около одного часа, чтобы дать возможность субстрату мигрировать через песок и покрыть частицы песка. Затем барабан снова заполняют чистой водой, как описано выше, и добавляют питательные вещества для следующей операции обработки.Example 2. The method of such processing in accordance with one embodiment of the invention can be carried out in an inert plastic drum with a volume of 55 gallons (about 208 liters), made of PVC material (see Fig. 1 0) and intended for processing liquid substrates, in particular hydrocarbons. The drum is placed on the base and filled with sand, leaving about 10-12 inches (about 25-31 cm) free to the top. About 5-15 gallons (about 19-57 liters) of the liquid substrate are mixed with sand to cover the surface of the sand particles. Clean water is added to the drum to a level that exceeds a few inches of the mixture of sand and waste, as well as a small amount of seeding aerobic microbes and some nutrients. Hydrolysis of the substrate with enzymatic catalysis in the presence of water and the effect of microbes on nutrients occur under aerobic conditions without the need for aeration or the supply of oxygen to the mixture in any other way. The color of water at the top of the drum is a visual indicator that allows you to set the end of the process of biological processing. When the color of the water turns dark, indicating the end of this process, the liquid is removed from the drum, leaving about 6 inches (about 16 cm) at the bottom as a microbial culture for additional processing. Recycled waste can be removed through a drain valve located in the periphery of the lower part of the drum and having a manual or remote control. Separate drainage valves can be used to, on the one hand, maintain the substrate in the container at 6 inches (about 16 cm) for microbial culture, and, on the other hand, ensure the complete removal of the recycled substrate. After the end of the discharge into the sand, an additional amount of waste is added and preferably the mixture is kept for precipitation for about one hour to allow the substrate to migrate through the sand and cover the sand particles. The drum is then refilled with clean water, as described above, and nutrients are added for the next processing operation.

Повторные операции биологической переработки можно выполнять через регулярные интервалы времени. Данный способ можно использовать на промышленном предприятии или в аналогичной организации, где постоянно вырабатываются вредные отходы при непрерывном процессе изготовления или обработки продукции. Если подлежащий переработке субстрат представляет собой какой-либо определенный материал, то при воздействии на него ферментов, вероятно, получится один или несколько определенных побочных продуктов в виде аминокислот или жирных кислот. Продукты, сливаемые из барабана после переработки, могут затем подвергаться сепарации для выделения любого нужного продукта - аминокислот или жирных кислот. Такие продукты обычно имеют значительную рыночную цену, и их продажа может явиться основой для широкого проведения процесса рециклирования, а также снизить стоимость утилизации вредных отходов.Repeated biological processing operations can be performed at regular intervals. This method can be used in an industrial enterprise or in a similar organization, where hazardous waste is constantly produced during a continuous process of manufacturing or processing products. If the substrate to be processed is any particular material, then when exposed to enzymes it is likely to produce one or more specific by-products in the form of amino acids or fatty acids. Products that are drained from the drum after processing can then be separated to isolate any desired product — amino acids or fatty acids. Such products usually have a significant market price, and their sale can be the basis for extensive recycling, as well as reduce the cost of disposal of hazardous waste.

Среди различных типов побочных продуктов биологической переработки при использовании настоящего изобретения имеются жирные кислоты, которые вырабатываются в результате микробиологического воздействия на углеводороды, и аминокислоты, вероятно, образующиеся в основном в результате разложения или разрушения (лизиса) микробов. Очевидно, что извлечение жирных кислот как побочных продуктов переработки может иметь определенный коммерческий потенциал. Они имеют сравнительно высокую концентрацию - около одного процента от массы образцов.Among the various types of biological processing byproducts using the present invention are fatty acids, which are produced as a result of microbiological effects on hydrocarbons, and amino acids, probably formed mainly as a result of decomposition or destruction (lysis) of microbes. It is obvious that the extraction of fatty acids as by-products of processing may have a certain commercial potential. They have a relatively high concentration - about one percent by weight of the samples.

При биологической переработке загрязненных твердых веществ или почвы загрязненный материал можно вводить в реактор отдельно или в смеси с песком или другой твердой средой. После биологической переработки твердый материал следует периодически удалять из реактора. Пример биологической переработки загрязненной почвы рассматривается ниже.When biological processing of contaminated solids or soil contaminated material can be introduced into the reactor alone or in a mixture with sand or other solid medium. After biological processing, the solid material should be periodically removed from the reactor. An example of the biological processing of contaminated soil is discussed below.

Таким образом, затраты на извлечение указанных продуктов не должны быть чрезмерно высокими (стоимость продукции принимается практически равной нулю). Во-вторых, потребность рынка в жирных кислотах очень велика, при этом в смеси, полученной при проведении опытов, преобладали наиболее ценные жирные кислоты с относительно длинными углеродными цепями (С10 и более). На практике представляется вероятной возможность регулирования в некоторой степени состава смеси получаемых жирных кислот за счет изменения условий биологической переработки.Thus, the cost of extracting these products should not be excessively high (the cost of production is assumed to be practically zero). Secondly, the market demand for fatty acids is very high, while in the mixture obtained during the experiments, the most valuable fatty acids with relatively long carbon chains (C10 and more) prevailed. In practice, it seems likely that some of the composition of the mixture of fatty acids can be controlled to some extent by changing the conditions of biological processing.

В результате биологической переработки почвы, загрязненной нефтью, в месте ее нахождения или в контейнере с помощью микроорганизмов согласно настоящему изобретению получают смеси аминокислот и жирных кислот, которые потенциально могут быть извлечены в виде ценных продуктов. Хорошо известно, что воздействие микробов на углеводороды с длинной цепью может приводить к образованию органических кислот с различной длиной цепи. Кроме того, по мере старения клеток микробы могут разрушаться, выделяя содержащиеся в них соединения в окружающую среду. При этом другие микроорганизмы обычно захватывают эти выделившиеся соединения и используют их. В этой связи можно ожидать обнаружения как органических кислот, так и аминокислот, продуктов разложения белков в тех участках, где популяции микробов активно воздействуют на углеводороды с длинной цепью.As a result of biological processing of soil contaminated with oil, at its location or in a container with the help of microorganisms according to the present invention, mixtures of amino acids and fatty acids are obtained, which can potentially be extracted as valuable products. It is well known that the effect of microbes on long-chain hydrocarbons can lead to the formation of organic acids with different chain lengths. In addition, as cells age, microbes can break down, releasing the compounds they contain into the environment. However, other microorganisms usually capture these released compounds and use them. In this regard, we can expect the detection of both organic acids and amino acids, the products of protein decomposition in those areas where microbial populations actively affect long-chain hydrocarbons.

Существует обширный рынок органических кислот и аминокислот. Если экономично получать эти соединения из смеси продуктов биологической переработки и продавать их на этом рынке, то можно снизить или даже устранить расходы на переработку отходов в месте их нахождения.There is an extensive market for organic acids and amino acids. If it is economical to obtain these compounds from a mixture of biological products and sell them on this market, then it is possible to reduce or even eliminate the costs of recycling waste at their location.

Биологическая переработка почвы в месте ее нахождения с использованием открытой ямыBiological processing of soil at its location using an open pit

Способ согласно настоящему изобретению применили для ямы (см. фиг. 9) с размерами 12x18x2 фута глубиной (примерно 3,6х5,5х0,7 м) до начала общего уровня нефтяного углеводорода в почве, формирующего яму примерно на 20%. В центре ямы установили вертикальную трубку, проходящую в грунт ниже уровня ямы для экстрагирования продуктов биологической переработки. Обработку начали с создания бассейна путем добавления в яму около 40 баррелей (6,36 м3) воды, удобрения и около 10 унций (около 283 г) конечного продукта компостирования согласно настоящему изобретению. Через каждые несколько дней из ямы удаляли воду темного цвета и затем добавляли чистую воду и удобрение или питательное вещество.The method according to the present invention was applied to a pit (see FIG. 9) with dimensions of 12x18x2 feet deep (about 3.6 x5.5 x0.7 m) prior to the onset of the overall level of petroleum hydrocarbon in the soil, forming a hole about 20%. In the center of the pit, a vertical tube was installed, extending into the ground below the level of the pit to extract biological processing products. The treatment began by creating a basin by adding about 40 barrels (6.36 m 3 ) of water, fertilizer and about 10 ounces (about 283 g) of the final composting product according to the present invention to the pit. Every few days dark water was removed from the pit and then pure water and fertilizer or nutrient were added.

Были отобраны образцы, представляющие исходный материал до проведения испытания, микробиологически обработанный шлам со дна обрабатываемого бассейна, грунт с глубины нескольких футов от дна бассейна и образец с очень большой глубины - около 50 футов (около 15,2 м) от дна бассейна. Образцы жидкости не отбирали.Samples representing the source material before the test, microbiologically treated sludge from the bottom of the treated pool, soil from a depth of several feet from the bottom of the pool and a sample from a very great depth — about 50 feet (about 15.2 m) from the bottom of the pool were selected. No fluid samples were taken.

Твердые образцы анализировали путем экстракции с разными растворителями с последующим анализом экстракта с использованием различных средств для определения отдельных аминокислот, общего содержания жира, а также отдельных жирных кислот (насыщенных и ненасыщенных). В большинстве случаев результаты анализа представлены в виде процента от неэкстрагированного образца. См. табл. 5 и 6 ниже.Solid samples were analyzed by extraction with various solvents, followed by analysis of the extract using various means to determine individual amino acids, total fat, and individual fatty acids (saturated and unsaturated). In most cases, the results of the analysis are presented as a percentage of the non-extracted sample. See tab. 5 and 6 below.

Таблица 5Table 5

Аминокислоты, вырабатываемые при однократной биологической переработке на месте отходов сырой парафинистой нефти в земляной ямеAmino acids produced by a single biological treatment at the site of waste crude paraffin oil in the pit

Анализы Analyzes Результаты results Общее содержание жира Total fat 7,41% 7.41% Протеаза Protease Не обнаружено Not found Протеин Protein 56 мг/100 г 56 mg / 100 g Липаза Lipase Не обнаружено Not found П P рофиль аминокислот amino acid profile Аспартиновая кислота Aspartic acid 1,63 мг/100 г 1.63 mg / 100 g Тирозин Tyrosine 5,20 мг/100 г 5.20 mg / 100 g Валин Valin 4,42 мг/100 г 4.42 mg / 100 g Метионин Methionine 4,87 мг/100 г 4.87 mg / 100 g Цистеин Cysteine 1,12 мг/100 г 1.12 mg / 100 g Изолейцин Isoleucine 3,16 мг/100 г 3.16 mg / 100 g Лейцин Leucine 3,33 мг/100 г 3.33 mg / 100 g Фенилаланин Phenylalanine 4,51 мг/100 г 4.51 mg / 100 g Лизин Lysine 5,01 мг/100 г 5.01 mg / 100 g Глютаминовая кислота Glutamic acid 0,84 мг/100 г 0.84 mg / 100 g Серин Serine 2,20 мг/100 г 2.20 mg / 100 g Глицин Glycine 2,33 мг/100 г 2.33 mg / 100 g Гистидин Histidine 3,19 мг/100 г 3.19 mg / 100 g Аргинин Arginine 3,64 мг/100 г 3.64 mg / 100 g Треонин Threonine 2,12 мг/100 г 2.12 mg / 100 g Аланин Alanine 1,92 мг/100 г 1.92 mg / 100 g Пролин Proline 7,28 мг/100 г 7.28 mg / 100 g Насыщенная жирная кислота Saturated fatty acid 1,48% 1.48% Моиоиепасыщеипый жир Mole fatty fat 0,76% 0.76% Полиненасыщенный жир Polyunsaturated fat 0,22% 0.22%

Таблица 6Table 6

Жирные кислоты, вырабатываемые при однократной биологической переработке на месте отходов сырой парафинистой нефти в земляной ямеFatty acids produced by a single biological treatment at the site of waste crude paraffin oil in the pit

Состав Composition Формула | Содержание, % Formula | Content% Профиль жирных кислот Fatty acid profile Каприлат Caprilate С8:0 C8: 0 0,74 0.74 Капрат Caprat С10:0 C10: 0 6,94 6.94 Лаурат Laurat С12:0 C12: 0 5,43 5.43 Миристат Myristate С14:0 C14: 0 4,68 4.68 Пальмитат Palmitate С16:0 C16: 0 1,73 1.73 Пальмитолеат Palmitoleate С16:1 C16: 1 1,33 1.33 Стеарат Stearate С18:0 C18: 0 1,21 1.21 Олеат Oleate С18:1 C18: 1 4,86 4.86 Линолеат Linoleate С18:2 C18: 2 2,17 2.17

Линоленат Linolenate С18:3 C18: 3 0,47 0.47 Арахидат Arahidat С20:1 C20: 1 0,37 0.37 Эйкозенат Eykozenat С22:0 C22: 0 <0,1 <0.1 Бегенат Begenat С22:1 C22: 1 2,88 2.88 Эрукат Erukat С24:0 C24: 0 2,85 2.85 Лигноцерат Lignocerate 2,18 2.18 Суммарное содержание насыщенных жирных кислот The total content of saturated fatty acids 3,34 3.34 Суммарное содержание мононенасыщенных жирных кислот The total content of monounsaturated fatty acids 1,15 1.15 Суммарное содержание полиненасыщенных жирных кислот The total content of polyunsaturated fatty acids 0,34 0.34 Суммарное содержание жира Total fat 12,70 12.70

Общее содержание жирных кислот в твердой фазе составляет приблизительно 1 мас.%. Жирные кислоты являются летучими и одновременно малорастворимыми, что дает возможность их отделения и очистки сравнительно простым (и дешевым) способом дистилляции и фракционной кристаллизации.The total fatty acid content in the solid phase is about 1% by weight. Fatty acids are volatile and at the same time poorly soluble, which allows their separation and purification using a relatively simple (and cheap) method of distillation and fractional crystallization.

Специфический побочный продукт, получаемый при биологической переработке подпочвенного слояThe specific by-product obtained by the biological processing of the subsoil

Предполагается, что продукт компостирования, получаемый при биологической переработке согласно настоящему изобретению, не является специфическим по отношению к обрабатываемым и биологически перерабатываемым субстратам. Однако, как следует из дальнейшего описания, все побочные продукты, получаемые таким способом переработки, специфичны для конкретного субстрата, т.е. побочный продукт будет зависеть от состава разлагаемого субстрата.It is assumed that the composting product obtained by biological processing according to the present invention is not specific to the processed and biologically processed substrates. However, as follows from the further description, all by-products obtained by this method of processing are specific for a particular substrate, i.e. the byproduct will depend on the composition of the decomposable substrate.

Примером получения аминокислоты из вредных отходов является получение тирозина в результате биологического разложения почвы, загрязненной токсафеном, с использованием микробиологических продуктов согласно настоящему изобретению. Токсафен представляет собой одно из соединений с высокой устойчивостью к биологическому воздействию вследствие большого содержания хлора, составляющего около 70%. На фиг. 8 показан бак для биологической переработки почвы, загрязненной токсафеном. Применяемые при этом технологические операции аналогичны тем, которые используются для биологической переработки отходов в контейнере, описанной выше. Чистую воду добавляют до желаемого уровня (около 3 дюймов - около 7,6 см) над загрязненной почвой. Кроме того, добавляют небольшое количество посева аэробных микробов, полученных при компостировании способом согласно настоящему изобретению, а также некоторое количество питательных веществ. Г идролиз субстрата с ферментным катализом в присутствии воды и микробиологическое воздействие на загрязнение происходят при аэробных условиях без аэрации или подачи кислорода в почву каким-либо иным образом. Цвет воды на поверхности бака становится тем25 ным, и жидкость, содержащую продукт биологической переработки - тирозин - декантируют или иным образом сливают до уровня почвы. Затем снова добавляют воду и повторяют процесс до окончания достаточной биологической переработки. Токсафен широко использовался в качестве пестицида до тех пор, пока он не был запрещен ЕРА в начале 1980-х годов. Результаты анализа продукта биологической переработки токсафена представлены ниже в табл. 7.An example of the production of an amino acid from hazardous waste is to obtain tyrosine as a result of the biological decomposition of soil contaminated with toxaphene using microbiological products according to the present invention. Toxaphene is one of the compounds with a high resistance to biological effects due to the high chlorine content of about 70%. FIG. 8 shows a tank for biological treatment of soil contaminated with toxaphene. The technological operations used here are similar to those used for the biological processing of waste in the container described above. Clean water is added to the desired level (about 3 inches - about 7.6 cm) over contaminated soil. In addition, a small amount of seeding aerobic microbes obtained by composting using the method of the present invention is added, as well as some nutrients. Hydrolysis of the substrate with enzymatic catalysis in the presence of water and microbiological effects on pollution occur under aerobic conditions without aeration or oxygen supply to the soil in any other way. The color of the water on the surface of the tank becomes dark, and the liquid containing the product of biological processing - tyrosine - is decanted or otherwise drained to the level of the soil. Then add water again and repeat the process until the end of a sufficient biological processing. Toxaphene was widely used as a pesticide until it was banned by the EPA in the early 1980s. The results of the analysis of the product of biological processing toxaphene are presented below in table. 7

Таблица 7Table 7

Анализы аминокислот в продукте биологической переработки токсафенаAnalyzes of amino acids in the product of biological processing toxaphene

Анализ Analysis Результаты results Профиль аминокислот Amino acid profile Аланин Alanine Не обнаружено Not found Альпартиновая кислота Alpartinic acid Не обнаружено Not found Тирозин Tyrosine 53000 млн. ч. 53,000 million hours Валин Valin Не обнаружено Not found Метионин Methionine Не обнаружено Not found Цистеин Cysteine Не обнаружено Not found Изолейцин Isoleucine Не обнаружено Not found Лейцин Leucine Не обнаружено Not found Фенилаланин Phenylalanine Не обнаружено Not found Лизин Lysine Не обнаружено Not found Г идроксипролин Idroxyproline Не обнаружено Not found Глютаминовая кислота Glutamic acid Не обнаружено Not found Серин Serine Не обнаружено Not found Глицин Glycine Не обнаружено Not found Гистидин Histidine Не обнаружено Not found Аргинин Arginine Не обнаружено Not found Треонин Threonine Не обнаружено Not found Пролин Proline Не обнаружено Not found Протеин Protein 5,38 % 5.38% Насыщенная жирная кислота Saturated fatty acid <0,1 <0.1 Мононенасыщенный жир Monounsaturated fat <0,1 <0.1 Полиненасыщенный жир Polyunsaturated fat <0,1 <0.1 Суммарное содержание жира Total content fat 0,30% 0.30%

Эти результаты определяют специфичность реакции биологической переработки согласно настоящему изобретению при обработке токсафена с образованием аминокислоты тирозина в качестве исключительного аминокислотного продукта.These results determine the specificity of the biological processing reaction of the present invention when treating toxaphene to form the amino acid tyrosine as an exclusive amino acid product.

Описанная выше процедура может применяться для биологической переработки любых загрязненных почв или иных твердых веществ, загрязненных продуктами, поддающимися биологической переработке.The procedure described above can be used for the biological processing of any polluted soils or other solids contaminated with products that can be biologically processed.

Теория процесса биологической переработкиTheory of the process of biological processing

Реакцию гидролиза можно ускорять абиотически или биотически. Некоторые источники подтверждают, что гидролиз происходит быстрее при участии микробов. Ферментный гидролиз ускоряется, если ферменты удерживают реагирующие элементы в правильной позиции, повышая скорости взаимодействия. Таким образом обеспечивается устранение неблагоприятных изменений энергии активации. Полученные комплексы соединения и фермента впоследствии разделяются под действием воды. Конечный результат аналогичен тому, как если бы непосредственное воздействие на комплексы оказывала только вода. При операциях, использующих уникальные продукты компостирования согласно настоящему изобретению для биологической переработки почвы и грунтовых вод, загрязненных нефтью и хлорированными соединениями, были собраны представленные выше данные, которые показывают, что гидролиз с ферментным катализом является главным механизмом разложения при способе обработки согласно настоящему изобретению.The hydrolysis reaction can be accelerated abiotically or biotically. Some sources confirm that hydrolysis occurs faster with the participation of microbes. Enzyme hydrolysis is accelerated if the enzymes hold the reacting elements in the correct position, increasing the speed of interaction. This ensures the elimination of adverse changes in the activation energy. The resulting compound and enzyme complexes are subsequently separated by the action of water. The end result is the same as if only water had a direct effect on the complexes. In operations using the unique composting products of the present invention for biological processing of soil and groundwater contaminated with oil and chlorinated compounds, the above data was collected, which show that hydrolysis with enzyme catalysis is the main decomposition mechanism of the treatment method of the present invention.

Содержание влаги было ограничивающим фактором как для скоростей (кинетика), так и для степени протекания (термодинамика) реакций, что и ожидалось для реакции гидролиза. Результаты обработки показали низкую специфичность субстрата. Дехлорирование обычно сопровождалось повышением растворимости, что также ожидалось при реакции гидролиза. Так, например, в процессе исследования способности к переработке теоретическая растворимость токсафена повысилась в 15 раз (от 3 до 45 млн. ч.). Нуклеофильное дегалогенирование путем нуклеофильной замены галогенных групп является обычным при реакциях с ферментным катализом и приводит к повышению растворимости вследствие гидроксилирования.The moisture content was the limiting factor for both the rates (kinetics) and the degree of flow (thermodynamics) of the reactions, which was expected for the hydrolysis reaction. The processing results showed low substrate specificity. Dechlorination was usually accompanied by an increase in solubility, which was also expected during the hydrolysis reaction. For example, in the process of investigating the ability to process, the theoretical solubility of toxaphene increased 15 times (from 3 to 45 million hours). Nucleophilic dehalogenation by nucleophilic substitution of halogen groups is common in reactions with enzyme catalysis and leads to an increase in solubility due to hydroxylation.

Реакции с участием бактериальных культур согласно настоящему изобретению протекают быстрее, чем это ожидалось даже при использовании передовых биотехнологий. Алифатические соединения с длинной цепью разлагаются почти так же легко, как и алифатические соединения с короткой цепью. Высокие скорости реакции, наряду с дехлорированием, увеличением растворимости и разложением различных соединений (включая такие тяжелые соединения, как парафин и асфальт), указывают на то, что эти реакции протекают при пониженной энергии активации, что представляет собой явление, характерное для действия фермента.Reactions involving bacterial cultures according to the present invention proceed faster than expected even when using advanced biotechnology. Long-chain aliphatic compounds decompose almost as easily as short-chain aliphatic compounds. High reaction rates, along with dechlorination, an increase in solubility and decomposition of various compounds (including such heavy compounds as paraffin and asphalt), indicate that these reactions take place at a reduced activation energy, which is a phenomenon characteristic of the action of the enzyme.

Побочные продукты биологической переработки согласно настоящему изобретению включают аминокислоты, которые пользуются спросом на рынке. Насыщение обрабатывающих растворов аминами, аминокислотами и карбоновыми кислотами, которые являются типичными продуктами реакций гидролиза, ингибировало разложение соединений. Оказалось, что насыщение обрабатывающих растворов полярными побочными продуктами нейтрализует активные участки молекул воды, эффективно снижая их реакционную способность. Этот вариант аналогичен низкому содержанию влаги. Разложение соединений возобновляется после экстрагирования кислот и пополнения пресной водой для продолжения разложения. Соленая вода, как предполагается, является еще более эффективной.By-products of biological processing according to the present invention include amino acids that are in demand in the market. Saturation of treatment solutions with amines, amino acids and carboxylic acids, which are typical products of hydrolysis reactions, inhibited the decomposition of compounds. It turned out that the saturation of the treatment solutions with polar by-products neutralizes the active sites of water molecules, effectively reducing their reactivity. This option is similar to low moisture content. Decomposition of compounds is resumed after extraction of acids and replenishment with fresh water to continue decomposition. Salt water is supposed to be even more efficient.

Предполагается, что ферментный гидролиз является основным механизмом разложения, используемым в предложенном способе обработки загрязненной почвы. Ферментная природа культуры увеличивает скорость разложения и снижает специфичность субстрата к обработке. Благодаря повышенным уровням энергии при гидролизе с ферментным катализом такие технологические приемы, как напуск (вдувание) воздуха и экстрагирование почвы паром (с вытеснением свежим воздухом) могут оказаться абсолютно ненужными.It is assumed that enzymatic hydrolysis is the main decomposition mechanism used in the proposed method of treating contaminated soil. The enzymatic nature of the culture increases the rate of decomposition and reduces the specificity of the substrate for processing. Due to the increased energy levels during hydrolysis with enzymatic catalysis, such technological methods as air lapping (blowing) and soil extraction with steam (with fresh air displaced) may be absolutely unnecessary.

Несмотря на то, что при использовании способа согласно настоящему изобретению метаболические и ферментные процессы, как правило, происходят в анаэробной среде, хорошо известный ферментный аммиак и неприятные запахи, часто сопровождающие анаэробные процессы, сведены к минимуму. Это является особенно желательным для проведения компостирования на свалках, расположенных вблизи жилых районов. Желательно так же свести к минимуму неприятные запахи в производственных или промышленных зонах.Despite the fact that when using the method according to the present invention, the metabolic and enzymatic processes, as a rule, occur in an anaerobic environment, the well-known enzymatic ammonia and unpleasant odors, often accompanying anaerobic processes, are minimized. This is particularly desirable for composting in landfills located near residential areas. It is also desirable to minimize unpleasant odors in industrial or industrial areas.

Другие варианты в пределах данного изобретения очевидны из приведенных примеров, при этом предполагается, что настоящее описание иллюстрирует особенности изобретения, включенные в прилагаемую формулу.Other variations within the scope of the present invention are apparent from the examples given, it being understood that the present description illustrates the features of the invention included in the accompanying claims.

Claims (9)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ биологической переработки среды, содержащей углеводородные загрязнения, при котором:1. The method of biological processing of the medium containing hydrocarbon pollution, in which: А. Осуществляют воздействие на углеводородные загрязнения указанной среды in-situ жизнеспособной культуры аэробных бактерий, полученной путемA. Carry out the impact on hydrocarbon pollution of the specified environment in-situ viable culture of aerobic bacteria obtained by - смешивания массы бытовых твердых отходов с навозом и вторичным шламом сточных вод для образования компостной кучи биомассы, при этом указанные навоз и шлам сточных вод содержат достаточное количество влаги и природных бактерий, в том числе аэробных бактерий, для компостирования указанной массы;- mixing the mass of household solid waste with manure and secondary sewage sludge to form a compost heap of biomass, while these manure and sewage sludge contain a sufficient amount of moisture and natural bacteria, including aerobic bacteria, for composting the specified mass; - выдерживания указанной компостной кучи для прохождения автотермальной реакции в течение начального периода времени, при этом длительность указанного начального периода определяется временем достижения указанной компостной кучей температуры примерно от 46°С (115°F) до примерно 60°С (140°F);- keeping said compost heap to undergo an autothermal reaction during an initial period of time, wherein the duration of said initial period is determined by the time that said compost heap reaches a temperature of about 46 ° C (115 ° F) to about 60 ° C (140 ° F); - добавления к указанной компостной куче и распределения в ней щелочного материала для быстрого увеличения значения рН в указанной компостной куче, по меньшей мере, до 1 0;- adding to said compost heap and distributing alkaline material therein to rapidly increase the pH in said compost heap to at least 1 0; - выдерживания указанной компостной кучи для прохождения автотермальной реакции в течение второго периода времени, при этом длительность указанного второго периода определяется временем достижения указанной компостной кучей температуры, по меньшей мере, равной 82°С (180°F);- keeping said compost heap to undergo an autothermal reaction for a second period of time, wherein the duration of said second period is determined by the time the specified compost heap reaches a temperature of at least 82 ° C (180 ° F); - добавления питательных веществ, выбранных из группы, включающей неорганические соединения азота, фосфора, серы и калия, в указанную компостную кучу для поддержания непрерывности метаболических реакций в указанной компостной куче; и- adding nutrients selected from the group comprising inorganic compounds of nitrogen, phosphorus, sulfur and potassium to said compost heap to maintain the continuity of metabolic reactions in said compost heap; and - выдерживания указанной компостной кучи для дальнейшего прохождения автотермальной реакции в течение третьего периода времени при добавлении воды в достаточном количестве для поддержания влажности в указанной куче на уровне примерно от 60 до примерно 82% в течение указанного третьего периода времени, при этом указанный третий период времени заканчивается после разложения указанной биомассы с образованием непатогенного компостного продукта;- maintaining the specified compost heap for further autothermal reaction during the third period of time with the addition of water in sufficient quantity to maintain humidity in the specified heap at a level of from about 60 to about 82% for the specified third period of time, while the specified third period of time ends after decomposition of the specified biomass with the formation of non-pathogenic compost product; - проведения указанной реакции в течение указанного третьего периода времени в отсутствие механической аэрации компостной кучи или добавления газообразного кислорода в указанную компостную кучу с получением жизнеспособной культуры аэробных бактерий, которая может биологически перерабатывать хлорированные углеводороды и углеводороды с длинной цепью, включая парафин и асфальт, в присутствии питательных веществ и воды для биологической переработки указанных углеводородов путем гидролиза углеводородов с ферментным катализом;- carrying out the specified reaction for the specified third period of time in the absence of mechanical aeration of the compost heap or adding gaseous oxygen to the specified compost heap to obtain a viable culture of aerobic bacteria that can biologically process chlorinated hydrocarbons and long-chain hydrocarbons, including paraffin and asphalt, in the presence of nutrients and water for the biological processing of these hydrocarbons by hydrolysis of hydrocarbons with enzymatic catalysis; B. Обеспечивают присутствие достаточного количества питательных веществ и влаги для поддержания биологической переработки указанных углеводородов;B. Provide the presence of sufficient nutrients and moisture to support the biological processing of these hydrocarbons; C. Проводят гидролиз указанных углеводородных загрязнений с ферментным катализом;C. Carry out the hydrolysis of these hydrocarbon contaminants with enzymatic catalysis; D. Периодически удаляют водный раствор, содержащий продукты биологической переработки, из места проведения процесса биологической переработки на месте;D. Periodically remove the aqueous solution containing biological products from the place of biological processing in place; E. Добавляют пресную воду в указанное место в количестве, примерно равном количеству, удаляемому на указанной выше стадии D;E. Add fresh water to the indicated location in an amount approximately equal to the amount removed in the above step D; G. Последовательно повторяют указанную стадию D удаления водного раствора и указанную стадию Е добавления воды до достижения достаточной степени биологической переработки указанного участка.G. The indicated step D of removing the aqueous solution and the indicated step E of adding water are successively repeated until a sufficient degree of biological processing of the indicated site is achieved. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная среда является подповерхностным слоем почвы или указанная среда расположена в яме.2. The method according to claim 1, characterized in that said medium is a subsurface soil layer or said medium is located in a pit. 3. Система in-situ подземной биологической переработки горизонтального слоя грунта на участке (1 2), загрязненном органическим или углеводородным материалом, отличающаяся тем, что включает:3. The in-situ system of underground biological processing of the horizontal soil layer in the area (1 2) contaminated with organic or hydrocarbon material, characterized in that it includes: А. По меньшей мере, две скважины (18, 34) малого диаметра, проходящие вертикально от поверхности (14) указанного участка (12) грунта до уровня, расположенного, по меньшей мере, непосредственно под указанным слоем (16) грунта, подлежащим биологической переработке;A. At least two small diameter wells (18, 34) extending vertically from the surface (14) of said soil section (12) to a level located at least directly below said soil layer (16) to be biologically processed ; B. При этом каждая указанная скважина (18, 34) содержит наружную трубу (20, 36), в которой находится вертикально расположенный электрод (26, 42), проходящий до уровня указанного слоя (1 6);B. Moreover, each specified well (18, 34) contains an outer pipe (20, 36), in which there is a vertically located electrode (26, 42), passing to the level of the specified layer (1 6); C. Источник (30) электропитания постоянного электрического тока;C. Source (30) of direct current electric power supply; D. Средства (46) для подключения первого электрода (42), расположенного в первой из указанных скважин (34), к отрицательному полюсу указанного источника (30) электропитания;D. Means (46) for connecting the first electrode (42) located in the first of these wells (34) to the negative pole of the specified power source (30); E. Средства (32) для подключения второго электрода (26), расположенного во второй из указанных скважин (18), к положительному полюсу указанного источника (30) электропитания;E. Means (32) for connecting the second electrode (26) located in the second of these wells (18) to the positive pole of the specified power source (30); F. При этом, по меньшей мере, наружная труба (36) одной указанной скважины (34) перфорирована на уровне указанного слоя (1 6);F. In this case, at least the outer pipe (36) of one of said wells (34) is perforated at the level of said layer (1 6); G. Средства (48, 50) для подачи в одну указанную скважину (34) достаточного количества водной смеси, содержащей бактерии, выполняющие биологическую переработку, для обеспечения протекания реакции биологической переработки;G. Means (48, 50) for supplying to one specified well (34) a sufficient amount of an aqueous mixture containing bacteria that perform biological processing to ensure the course of the biological processing reaction; H. При этом указанную реакцию биологической переработки стимулируют указанными электродами (26, 42), а на указанные электроды подают напряжение от указанного источника (30) электропитания; иH. In this case, the specified biological processing reaction is stimulated by the indicated electrodes (26, 42), and the voltage from the specified power source (30) is supplied to the indicated electrodes; and I. Средства для активирования указанного источника (30) электропитания с целью создания электрического поля между указанными электродами (26, 42), при этом происходит указанная реакция биологической переработки, поддерживаемая водой, с продвижением из указанной первой скважины (34) в указанную вторую скважину (18) в пределах указанного слоя (16) для постепенной биологической переработки указанного слоя in-situ.I. Means for activating the specified source (30) of power supply in order to create an electric field between the indicated electrodes (26, 42), wherein the specified biological processing reaction is supported by water, moving from the specified first well (34) to the specified second well ( 18) within the specified layer (16) for the gradual biological processing of the specified layer in situ. 4. Система для in-situ подземной биологической переработки по п.3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, первый указанный электрод (42) в указанной первой скважине (34) представляет собой электропроводную трубку, которая имеет отверстия (44) на уровне указанного слоя (16), при этом, по меньшей мере, часть указанной водной смеси подают через указанную электропроводную трубку.4. An in-situ underground biological processing system according to claim 3, characterized in that at least the first said electrode (42) in said first well (34) is an electrically conductive tube that has openings (44) at a level the specified layer (16), while at least part of the specified aqueous mixture is fed through the specified conductive tube. 5. Система для in-situ подземной биологической переработки по п.3, отличающаяся тем, что несколько пар противоположно заряженных электродов (26, 42) располагают в нескольких соответствующих скважинах (18, 34) для пропускания указанных водных смесей через соответствующие различные части загрязненного слоя.5. An in-situ underground biological processing system according to claim 3, characterized in that several pairs of oppositely charged electrodes (26, 42) are located in several corresponding wells (18, 34) for passing said water mixtures through the corresponding different parts of the contaminated layer . 6. Система для in-situ подземной биологической переработки по п.3, отличающаяся тем, что содержит бак (48) на поверхности указанного участка для регулируемой подачи из него самотеком части указанной смеси в указанную первую скважину (34).6. The system for in-situ underground biological processing according to claim 3, characterized in that it contains a tank (48) on the surface of the indicated section for controlled supply by gravity of a portion of the mixture to the specified first well (34). 7. Способ in-situ подземной биологической переработки горизонтального слоя (16) на участке (12) грунта, загрязненного органическим или углеводородным материалом, отличающийся тем, что включает операции, в которых:7. An in-situ method for underground biological processing of a horizontal layer (16) in a section (12) of soil contaminated with organic or hydrocarbon material, characterized in that it includes operations in which: A. Осуществляют введение смеси воды и бактерий, выполняющих биологическую переработку, в первый участок указанного слоя (1 6);A. The mixture of water and bacteria performing biological processing is introduced into the first section of the specified layer (1 6); B. Воздействуют на указанный слой (16) постоянным электрическим полем, имеющим положительный полюс и отрицательный полюс, при этом указанный положительный полюс находится в непосредственной близости от указанного первого участка указанного слоя; иB. Affect said layer (16) with a constant electric field having a positive pole and a negative pole, wherein said positive pole is in close proximity to said first portion of said layer; and C. Проводят реакцию биологической очистки в зоне реакции, расположенной в непосредственной близости от указанного первого участка, при этом влияние указанного электрического поля заставляет перемещаться указанную зону реакции через указанный слой (1 6) от указанного первого участка ко второму участку, находящемуся в непосредственной близости от указанного отрицательного полюса.C. A biological treatment reaction is carried out in a reaction zone located in the immediate vicinity of said first section, wherein the influence of said electric field forces said reaction zone through said layer (1 6) from said first section to a second section in close proximity to specified negative pole. 8. Способ in-situ подземной биологической переработки по п.7, отличающийся тем, что указанные бактерии, которые выполняют биологическую переработку, содержат жизнеспособную культуру аэробных бактерий, полученную способом по п.5, а указанная реакция биологической переработки протекает в основном за счет гидролиза с ферментным катализом материала, загрязненного органическими или углеводородными соединениями.8. The in-situ method of underground biological processing according to claim 7, characterized in that said bacteria that perform biological processing contain a viable aerobic bacteria culture obtained by the method according to claim 5, and said biological processing reaction proceeds mainly due to hydrolysis with enzymatic catalysis of material contaminated with organic or hydrocarbon compounds. 9. Способ in-situ подземной биологической переработки по п.8, отличающийся тем, что воду добавляют в указанный первый участок в период протекания указанной реакции биологической переработки.9. The in-situ method of underground biological processing according to claim 8, characterized in that water is added to the specified first section during the course of the specified biological processing reaction.
EA199700229A 1995-03-13 1996-03-13 Biomass reduction and bioremediation processes and products EA000660B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40271195A 1995-03-13 1995-03-13
PCT/US1996/003775 WO1996028400A1 (en) 1995-03-13 1996-03-13 Biomass reduction and bioremediation processes and products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199700229A1 EA199700229A1 (en) 1998-02-26
EA000660B1 true EA000660B1 (en) 1999-12-29

Family

ID=23593018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199700229A EA000660B1 (en) 1995-03-13 1996-03-13 Biomass reduction and bioremediation processes and products

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0817763A4 (en)
EA (1) EA000660B1 (en)
WO (1) WO1996028400A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4144C1 (en) * 2011-09-22 2012-07-31 ГЛАВНЕНКО Николае Process for waste-free production from humus-containing substances of a fertilizer and a biostimulant for growth and development of plants
RU2552173C2 (en) * 2010-08-19 2015-06-10 Ньюфосс Холдинг Б.В. Processing of biomass of vegetable origin and method of its combustion

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1007712C2 (en) 1997-12-05 1999-06-08 Biosoil B V In-situ method for cleaning a bottom portion contaminated with halogenated products, especially chlorinated products.
AU2002328381A1 (en) * 2001-07-04 2003-01-21 Naturem Environnement Method for treating waste, devices and compositions for carrying out said method
FR2826884B1 (en) * 2001-07-04 2004-06-25 Philippe Brisset PROCESS FOR THE TREATMENT OF HOUSEHOLD OR INDUSTRIAL WASTE AND APPLICATION FACILITIES THEREOF
US6878179B2 (en) 2001-12-31 2005-04-12 Microbes, Inc. Fertilizer compositions and methods of making and using same
EP2138245B1 (en) * 2008-06-26 2011-10-12 Biodermol S.r.l. Process for decontaminating soils polluted by at least one pollutant among hydrocarbons, dioxin and phenols
WO2012115587A1 (en) 2011-02-25 2012-08-30 Delaval Holding Ab Method and system for the sanitization of a digestate in the production of biogas
RU2516454C2 (en) * 2012-06-22 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Method of obtaining organic-mineral compost
RU2516468C2 (en) * 2012-06-22 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Method of reclamation of agricultural lands
RU2536457C1 (en) * 2013-07-15 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Method of improvement of soil fertility
CN103691737B (en) * 2014-01-09 2015-04-08 江苏麦可博生物环保工程技术有限公司 Combined process for ex-situ remediation of degradation-resistant organic contaminated soil by microorganisms
ES2555358B1 (en) * 2015-03-03 2016-10-04 Acciona Agua, S.A.U. Biological pretreatment method for hydrolysis processes
CN106925598B (en) * 2017-03-08 2019-02-15 上海应用技术大学 A kind of garbage degradation sorting device and garbage degradation method for sorting
US10676907B2 (en) * 2017-06-19 2020-06-09 David Jay MAST Organic waste treatment process and device
RU2020112487A (en) 2017-09-07 2021-10-07 МАКФИННИ, ЭлЭлСи METHODS FOR BIOLOGICAL PROCESSING OF HYDROCARBON-CONTAINING SUBSTANCES AND DEVICE FOR THEIR IMPLEMENTATION
CN111170790A (en) * 2020-02-11 2020-05-19 刘文治 Method for preparing water-soluble liquid fertilizer from household classified kitchen waste

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4743287A (en) * 1984-09-24 1988-05-10 Robinson Elmo C Fertilizer and method
US5169782A (en) * 1991-02-12 1992-12-08 Rey Tech, Inc. Apparatus and method for processing organic refuse
US5466273A (en) * 1994-04-28 1995-11-14 Connell; Larry V. Method of treating organic material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3252246B2 (en) * 1993-03-09 2002-02-04 木村 美津代 Fermented products and their manufacturing method
WO1996019420A1 (en) * 1994-12-20 1996-06-27 Mitsuyo Kimura Fermentation product and process for producing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4743287A (en) * 1984-09-24 1988-05-10 Robinson Elmo C Fertilizer and method
US5169782A (en) * 1991-02-12 1992-12-08 Rey Tech, Inc. Apparatus and method for processing organic refuse
US5466273A (en) * 1994-04-28 1995-11-14 Connell; Larry V. Method of treating organic material

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552173C2 (en) * 2010-08-19 2015-06-10 Ньюфосс Холдинг Б.В. Processing of biomass of vegetable origin and method of its combustion
RU2625223C2 (en) * 2010-08-19 2017-07-12 Ньюфосс Холдинг Б.В. Method for plant origin biomass processing and method for combustion
US10190769B2 (en) 2010-08-19 2019-01-29 Newfoss Holding B.V. Process for the conversion of biomass of plant origin, and a combustion process
US10982849B2 (en) 2010-08-19 2021-04-20 Newfoss Holding B.V. Process for the conversion of biomass of plant origin, and a combustion process
MD4144C1 (en) * 2011-09-22 2012-07-31 ГЛАВНЕНКО Николае Process for waste-free production from humus-containing substances of a fertilizer and a biostimulant for growth and development of plants

Also Published As

Publication number Publication date
EP0817763A4 (en) 2000-05-31
EP0817763A1 (en) 1998-01-14
WO1996028400A1 (en) 1996-09-19
EA199700229A1 (en) 1998-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Englert et al. Bioremediation of petroleum products in soil
Okoh et al. Remediation of petroleum hydrocarbon polluted systems: exploiting the bioremediation strategies
Morgan et al. Hydrocarbon degradation in soils and methods for soil biotreatment
US20220204372A1 (en) Soil-Based Flow-Through Rhizosphere System For Treatment Of Contaminated Water And Soil
EA000660B1 (en) Biomass reduction and bioremediation processes and products
Maletić et al. Petroleum hydrocarbon biodegradability in soil–implications for bioremediation
US9034633B2 (en) Method for bioremediation of highly aromatic hydrocarbon wastes
Demque et al. Land treatment of diesel contaminated sand
Kuhad et al. Biological remediation of petroleum contaminants
US5501973A (en) Treatment for contaminated material
Husain et al. Microorganisms: An eco-friendly tools for the waste management and environmental safety
US5770436A (en) Treatment for contaminated material
Onwuka et al. Bioremediation of Crude oil polluted soil using Poultry droppings
RU2402495C2 (en) Method of processing acid tar (versions)
Balba et al. Organic contaminants and microorganisms
Amaral Landfarming of oily wastes: design and operation
Shuaibu A study on the feasibility of integrated-composting as a method for the remediation of hydrocarbon-contaminated soils under intense rainfall conditions
Majekodunmi et al. Biostimulation potentials of chicken dropping on spent oil contaminated soil from automobile workshorps in Keffi, Nasarawa State Nigeria
JYOTHI SREE et al. Bioremediation of Contaminants in Soil.
Soczó et al. Review of soil treatment techniques in The Netherlands
Infanta from Industrial Wastewater and its Bioremediation
Snyman The microbiology of ex situ bioremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated soil.
Olasumbo et al. Biostimulation potentials of chicken dropping on spent oil contaminated soil from automobile workshops in Keffi, Nasarawa State NigeriaBiostimulation potentials of chicken dropping on spent oil contaminated soil from automobile workshops in Keffi, Nasarawa State Nigeria
Jain et al. Biodegradation/Bioremediation for Soil and Water
David Aerobic Treatment and Biodegradation of Palm Oil Mill Effluent by Indigenous Microorganisms

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU