PL184203B1 - Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in vitro - Google Patents

Abstract

1. Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in vitro, znamienny tym, że tworzy się odpowiednio przygotowaną pryzmę zanieczyszczonego gruntu o określonym średnim stężeniu zanieczyszczeń o wysokości max. 3 m, korzystnie 1,2-1,4 m, z zainstalowanym do niej systemem biowentylacyjnym o wielkości dostosowanej do zapotrzebowania tlenowego określonego doświadczalnie dla danej partii gruntu w postaci układu przewodów powietrznych odpowiednio usytuowanych i podłączonych do pomp ssąco-tłoczących z możliwością regulacji natężenia przepływu powietrza w zależności od zapotrzebowania napowietrzania i do tak utworzonej i przygotowanej pryzmy dodaje się pożywkę w postaci odpowiednio dobranych nawozów mineralnych zawierających jony K+ NH4 i HPO4' w ilościach kilku procent w stosunku do ilości czyszczonego gruntu, przy czym ilość i skład pożywki określa się laboratoryjnie jak dla potrzeb rolnictwa, przy czym dodatkowo w przypadku gruntów o zwartej budowie dodaje się dla spulchnienia pryzmy wióry drzewne lub rozdrobnioną korę drzew, a następnie wprowadza się autochtoniczną mikroflorę bakteryjną wcześniej wyizolowaną z partii gruntu podlegającego oczyszczeniu i rozhodowaną do potrzebnych ilości po czym włącza się system biowentylacji i rozpoczyna się proces oczyszczenia gruntu w czasie, którego zanieczyszczone powietrze w postaci oparów z pryzmy gruntu odciąga się i kieruje się do specjalnego biofiltra w którym te same autochtoniczne mikroorganizmy co w pryzmie oczyszczają powietrze, przy czym proces, który poddaje się okresowej kontroli polegającej na utrzymywaniu optymalnych warunków życiowych mikroorganizmów i tempa biodegradacji przebiega przy zachowaniu temperatury pryzmy w granicach 0-40°C, korzystnie w przedziale 20-27°C, przy wilgotności oczyszczanej pryzmy w przedziale 50-80% oraz kwasowości w granicach pH 5-8, korzystnie w przedziale 6-7,5.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in vitro.

Znany jest z opisu zgłoszenia patentowego PCT/EP92/02030 sposób mikrobiologicznego oczyszczania gleby polegający na tym, ze pobiera się zanieczyszczoną glebę i rozdziela się na frakcją grubą i frakcję drobną. Frakcję drobną odkaża się w bioreaktorze, wodę technolo184 203 giczną odprowadza się do obiegu i odkażoną glebę, ewentualnie po domieszaniu frakcji grubej, odprowadza znów na składowisko, po czym następuje oddzielenie materiału grubego 0,5 mm na stopniu sitowym i ewentualnie oddziela się materiał lekki na stopniu sortowania i frakcję drobną wprowadza się w stan zawiesiny na stopniu płuczkowym, biologiczny rozkład zanieczyszczeń suspensji glebowej odbywa się za pomocą mikroorganizmów tlenowych instalacji bioreaktora, składającej się z reaktora barbotażowego i przyporządkowanego mu zbiornika nagazowania. Warunki technologiczne są kontrolowane za pomocą układów temperatury, wartości pH, zawartości O₂ w suspensji glebowej oraz ciśnienia i prędkości przepływu gazu i cieczy. Suspensję glebową zagęszcza się w reaktorze barbotażowym i wreszcie odwadnia ją na stopniu odwadniania.

Znany jest z opisu zgłoszeniowego WO 92/15372 sposób regeneracji gleby, w którym skażenie zawarte w glebie usuwa się na drodze płukania gleby, klasyfikowania, sortowania według gęstości i/lub flotowania, który polega na tym, że najpierw oznacza się zawartość organicznych substancji szkodliwych, zwłaszcza wielopierścieniowych węglowodorów oraz zawartość tworzywa lekkiego i najdrobniejsze ziarna, a następnie do tej gleby w zależności do oznaczonych zawartości substancji szkodliwych dodaje się środek adsorbcyjny, który starannie miesza się z tą glebą.

Znany jest z polskiego zgłoszenia P - 274610 sposób utylizacji porafinacyjnej ziem odbarwiających, który rozwiązuję zagadnienie przekształcenia porafinacyjnych ziem odbarwiających w użyteczny sproszkowany materiał obojętny. Sposób ten polega na tym, że w mieszalniku fluidyzacyjnym miesza się ziemię odbarwiająca w ilości 2 do 50% wagowych oraz proszkowy, nieorganiczny nośnik w ilości 50 do 98% wagowych, przy wzrastającej temperaturze złoża od temperatury otoczenia do 130°C.

Znany jest z polskiego zgłoszenia P - 278195 sposób rekultywacji gruntów skażonych benzyną, który charakteryzuje się tym, że całą warstwę gruntów zdejmuje się mechanicznie, a w przypadku głębokiego skażenia przynajmniej do głębokości 200 cm i na dno powstałego zagłębienia wprowadza się matę o miąższości 10-50 cm utworzoną z gleby skażonej zmieszanej z popiołem dymnicowym w stosunku od 1,1 do 6,1 po czym na ułożoną i zagęszczoną matę wprowadza się pozostałą cześć skażonej gleby, na powierzchnię której wysiewa się fosfogips o naturalnym stanie uwilgotnienia w ilości od 200 do 1500 t/ha i wielokrotnie miesza się mechanicznie z glebą, a następnie pozostawia glebę w czarnym ugorze przynajmniej przez jeden sezon wegetacyjny wielokrotnie mieszając, po czym rekultywowany grunt wykorzystuje się zgodnie z przyjętym typem zagospodarowania terenu.

Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów zanieczyszczonej ziemi związkami organicznymi metodą in vitro według wynalazku polega na tym, że tworzy się pryzmę zanieczyszczonego gruntu o określonym średnim stężeniu zanieczyszczeń o wysokości max. 3 m, korzystnie 1,2 - 1,4 m z zainstalowanym do niej systemem biowentylacynym odpowietrzająco-napowietrzającym o wielkości dostosowanej do zapotrzebowania tlenowego określonego doświadczalnie dla danej partii gruntu w postaci układu przewodów powietrznych odpowiednio usytuowanych i podłączonych do pomp ssąco-tłoczących z możliwością regulacji natężenia przepływu powietrza w zależności od zapotrzebowania napowietrzania i do tak utworzonej i przygotowanej pryzmy dodaje się pożywkę w postaci odpowiednio dobranych nawozów mineralnych zawierających jony K+ NH4 i HPO© w ilościach kilku procent w stosunku do ilości czyszczonego gruntu, a ilość i skład pożywki określa się laboratoryjnie jak dla potrzeb rolnictwa, przy czym dodatkowo w przypadku gruntów o zwartej budowie dodatkowo dodaje się dla spulchnienia pryzmy wióry drzewne lub rozdrobnioną korę drzew. Do tak przygotowanej partii gruntu wprowadza się autochtoniczną mikroflorę bakteryjną wcześniej wyizolowaną z partii gruntu podlegającego oczyszczeniu i rozhodowaną do potrzebnych ilości, po czym włącza się system biowentylacji i rozpoczyna się proces oczyszczania gruntu w czasie, którego zanieczyszczone powietrze w postaci oparów z pryzmy gruntu odciąga się i kieruje się do specjalnego.biofiltrą w którym te same autochtoniczne mikroorganizmy co w pryzmie oczyszczają powietrze, przy czym proces, który podlega okresowej kontroli polegającej na utrzymywaniu optymalnych warunków życiowych mikroorganizmów i tempa biodegradacji przebiega przy zachowaniu temperatury pryzmy w granicach 0-40°C, korzystnie w przedziale

184 203

20-27°C, wilgotności oczyszczanej pryzmy w przedziale 50-80%, kwasowości utrzymywanej w granicach pH w przedziale 5-8, korzystnie 6,0-7,5. Sposób według wynalazku polega także na tym, że proces oczyszczania gruntu prowadzi się w czasie od 6 tygodni minimum do 6 miesięcy w zależności od rodzaju zanieczyszczeń, ich stężenia, struktury gruntu i innych zawartych w nim związków, a kontrolę przebiegu procesu . rozpoczyna się w czwartym tygodniu trwania biodegradacji i prowadzi z częstotliwością co 2 do 4 tygodni, przy czym temperaturę pryzmy utrzymuje się za pomocą systemu biowentylacji poprzez regulację natężenia przepływu powietrza, zaś wilgotność reguluje się poprzez zraszanie pryzmy wodą w przypadku spadku wilgotności poniżej dolnej granicy za właściwy poziom pH utrzymuje się, poprzez dozowanie jonowo wapnia, natomiast w przypadku gdy stężenie zanieczyszczeń w gruncie przekracza maksymalny dopuszczalny dla bakterii poziom ok. 20% zanieczyszczony grunt miesza się z gruntem nie zanieczyszczonym zmniejszając stężenia zanieczyszczeń w danej partii gruntu.

Sposób według wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania.

Partię gruntu w ilości około 500 m³ zanieczyszczonego związkami organicznymi po lotniczej bazie paliwowej o średnim stężeniu zanieczyszczeń 3587 mg/kg s.m. przygotowano w formie pryzmy o wysokości 1,2 m. Następnie w pryzmie zainstalowano system biowentylacyjny odpowietrzająco-napowietrzający o wydajności do 60 m3/h powietrza w postaci układu przewodów powietrznych odpowiednio usytuowanych i podłączonych do pomp ssącotłoczących i połączonych ze specjalnym biofiltrem. Do tak przygotowanej pryzmy gruntu dodano pożywkę w postaci dobranych nawozów mineralnych stosowanych w rolnictwie 0 określonej zawartości jonów K+ NH.,' i HPO,' w ilości 0,2% w stosunku do ilości gruntu. Następnie wprowadzono autochtoniczną mikroflorę bakteryjną wcześniej wyizolowaną z partii gruntu podlegającego oczyszczeniu w ilości 35 litrów.

Po wprowadzeniu mikroorganizmów do gruntu uruchomiono system biowentylacyjny i rozpoczął się proces biodegradacji zanieczyszczeń. W trakcie prowadzonego procesu zanieczyszczone powietrze odciągane jest i kierowane do specjalnego biofiltra, w którym te same autochtoniczne mikroorganizmy co w pryzmie gruntu oczyszczają powietrze. Proces prowadzony jest przy zachowaniu temperatury pryzmy w granicach 22°C, kwasowości w granicach pH - 7,5 i wilgotności w przedziale od 70 do 80% i pod okresową, kontrolą co 2 tygodnie począwszy od czwartego tygodnia rozpoczęcia biodegradacji przez okres 12 tygodni.

Po sześciu tygodniach biodegradacji zanieczyszczeń partia oczyszczanego gruntu wykazała stężenie zanieczyszczeń 491 x 10- kg/kg s.m, a po 12 tygodniach w oczyszczanej partii gruntu uzyskano śladowe średnie stężenie zanieczyszczeń wynoszące poniżej 1x 10- kg/kg s.m.

Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in vitro według wynalazku rozwiązuje wiele problemów związanych z biodegeneracją zanieczyszczeń i pozwala osiągać stopień oczyszczania zgodnie z wymaganiami określonymi w przepisach, a uzależniony od ich dalszego zagospodarowania.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów ziemi zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in vitro, znamienny tym, że tworzy się odpowiednio przygotowaną pryzmę zanieczyszczonego gruntu o określonym średnim stężeniu zanieczyszczeń o wysokości max. 3 m, korzystnie 1,2-1,4 m, z zainstalowanym do niej systemem biowentylacyjnym o wielkości dostosowanej do zapotrzebowania tlenowego określonego doświadczalnie dla danej partii gruntu w postaci układu przewodów powietrznych odpowiednio usytuowanych i podłączonych do pomp ssąco-tłoczących z możliwością regulacji natężenia przepływu powietrza w zależności od zapotrzebowania napowietrzania i do tak utworzonej i przygotowanej pryzmy dodaje się pożywkę w postaci odpowiednio dobranych nawozów mineralnych zawierających jony K+ NH/ i HPO₄ w ilościach kilku procent w stosunku do ilości czyszczonego gruntu, przy czym ilość i skład pożywki określa się laboratoryjnie jak dla potrzeb rolnictwa, przy czym dodatkowo w przypadku gruntów o zwartej budowie dodaje się dla spulchnienia pryzmy wióry drzewne lub rozdrobnioną korę drzew, a następnie wprowadza się autochtoniczną mikroflorę bakteryjną wcześniej wyizolowaną z partii gruntu podlegającego oczyszczeniu i rozhodowaną do potrzebnych ilości po czym włącza się system biowentylacji i rozpoczyna się proces oczyszczenia gruntu w czasie, którego zanieczyszczone powietrze w postaci oparów z pryzmy gruntu odciąga się i kieruje się do specjalnego biofiltra w którym te same autochtoniczne mikroorganizmy co w pryzmie oczyszczają powietrze, przy czym proces, który poddaje się okresowej kontroli polegającej na utrzymywaniu optymalnych warunków życiowych mikroorganizmów i tempa biodegradacji przebiega przy zachowaniu temperatury pryzmy w granicach 0-40°C, korzystnie w przedziale 20-27°C, przy wilgotności oczyszczanej pryzmy w przedziale 50-80% oraz kwasowości w granicach pH 5-8, korzystnie w przedziale 6-7,5.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku, gdy stężenie zanieczyszczeń w gruncie przekracza maksymalny dopuszczalny dla bakterii poziom ok. 20% zanieczyszczony grunt miesza się z gruntem nie zanieczyszczonym zmniejszając stężenie zanieczyszczeń w danej partii gruntu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces oczyszczania gruntu prowadzi się w czasie od 6 tygodni minimum do 6 miesięcy w zależności od rodzaju zanieczyszczeń, ich stężenia, struktury gruntu i zawartych w nim innych związków.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontrolę procesu rozpoczyna się w czwartym tygodniu trwania biodegradacji i prowadzi z częstotliwością co 2 do 4 tygodni.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę pryzmy utrzymuje się za pomocą systemu biowentylacji gruntu poprzez regulację natężenia przepływu powietrza.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku spadku wilgotności pryzmy poniżej dolnej granicy pryzmy zrasza się ją wodą,
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze właściwy poziom pH w pryzmie utrzymuje się poprzez dozowanie do pryzmy jonowo wapnia.