RU2043312C1

RU2043312C1 - Method for purification of ground water polluted with oil products

Info

Publication number: RU2043312C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Середин; В.К. Рахмангулов; С.А. Илларионов; Л.Н. Водянников; А.Г. Чернов
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: environment protection. SUBSTANCE: method for purification of ground water polluted with oil products includes evaluation of pollution intensity of ground water, hole drilling, pumping out of ground water, its aeration and return to its bearing horizon. In so doing, preliminarily separated from ground water is bacterial culture of natural strain, and the most active bacteria are determined and their biomass is prepared. Water is pumped out with removal of settled matter from it, and with residual content of oil products in water of 0.1-1 g/l, prepared biomass is introduced into water in mixture with K-, N- and P-containing fertilizers and microelements. Pumping out of water, its settling and aeration are effected in hole, with periodic repetition of the process and subsequent introduction of biomass. EFFECT: higher efficiency. 2 cl

Description

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам устранения токсичного действия углеводородов на окружающую среду, в частности к способам очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений, и может быть использовано для очистки загрязненных почв, промышленных стоков в различных природно-климатических зонах. The invention relates to the protection of the environment, and in particular to methods of eliminating the toxic effects of hydrocarbons on the environment, in particular, to methods for purifying water and soil from oil pollution, and can be used to clean contaminated soils, industrial effluents in various climatic zones.

Известен способ очистки грунтовых вод, в котором грунтовые воды откачивают насосами, а затем снова возвращают в почву в чистом виде с большим содержанием в воде кислорода, ускоряющим биодеградацию загрязняющих веществ. Недостатком этого способа является невысокое качество очистки. A known method of purification of groundwater, in which groundwater is pumped out by pumps, and then returned to the soil in its pure form with a high oxygen content in the water, accelerating the biodegradation of pollutants. The disadvantage of this method is the low quality of cleaning.

В качестве прототипа является способ очистки загрязненных почв биологическим методом с применением чистого кислорода, который состоит из предварительного гидрологического исследования участка, бурения скважин, откачки воды, насыщения ее кислородом и закачки в объемы почв. Недостатком этого способа является длительность очистки и низкое качество очистки. As a prototype, there is a method for purifying contaminated soils by a biological method using pure oxygen, which consists of preliminary hydrological investigation of a site, drilling wells, pumping water, saturating it with oxygen and pumping it into soil volumes. The disadvantage of this method is the duration of cleaning and low quality cleaning.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить вредное воздействие на окружающую среду за счет сокращения времени воздействия и повышения качества очистки грунтовых вод. The proposed method allows to reduce the harmful effects on the environment by reducing the exposure time and improving the quality of groundwater treatment.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки грунтовых вод, загрязненных нефтепродуктами, включающим оценку степени загрязнения, бурение скважин, откачку грунтовых вод, аэрацию и возврат их в водоносный горизонт, предварительно выделяют бактериальную культуру природного штамма из грунтовой воды, определяют наиболее активные и нарабатывают их биомассу, после чего осуществляют откачку воды, удаляют из нее отстой и при остаточном содержании нефтепродуктов в воде 0,1-1 г/л вводят в воду биомассу в смеси с К, N, Р-содержащими удобрениями и микроэлементы. При этом откачку воды, ее отстой и аэрацию производят в скважине, периодически повторяя процесс, с последующим введением туда же биомассы. Выделение бактериальной культуры природного штамма из грунтовой воды обеспечивает получение биомассы, наиболее адаптированной в данных конкретных условиях, т.е. позволяющей быстро размножаться и эффективно очищать воду. Введение же биомассы в смеси с К, N, Р-содержащими удобрениями и микроэлементами создает для бактерий условия, позволяющие эффективно развиваться в грунтовых водах. The technical result is achieved by the fact that in the method of purification of groundwater contaminated with oil products, including assessing the degree of contamination, drilling wells, pumping groundwater, aeration and returning them to the aquifer, the bacterial culture of the natural strain is first isolated from groundwater, the most active ones are determined and they are produced their biomass, after which water is pumped out, sludge is removed from it and, with a residual oil content of 0.1-1 g / l in water, the biomass is mixed with K, N, P-containing udo by shaving and microelements. At the same time, water is pumped out, its sediment and aeration are produced in the well, periodically repeating the process, followed by the introduction of biomass there. Isolation of the bacterial culture of a natural strain from groundwater provides biomass that is most adapted to these specific conditions, i.e. allowing to multiply quickly and effectively purify water. The introduction of biomass in a mixture with K, N, P-containing fertilizers and microelements creates conditions for bacteria that allow it to efficiently develop in groundwater.

Откачка воды из грунта и удаление отстоя позволяют максимально очистить воду и, соответственно, значительно сократить срок очистки грунтовых вод от нефтепродуктов. Pumping water from the soil and removing sludge can maximize water purification and, accordingly, significantly reduce the time for purification of ground water from oil products.

В целом, совокупность предлагаемых технических приемов обеспечивает эффективную очистку воды за счет сокращения времени вредного воздействия на окружающую среду и повышение качества очистки. In general, the totality of the proposed techniques provides effective water treatment by reducing the time of harmful effects on the environment and improving the quality of treatment.

Способ осуществляется следующим способом. На участке, загрязненном нефтепродуктами, производят гидрогеологические исследования, т.е. пробурив скважины, оконтуривают участок загрязнения почв и водоносного горизонта и оценивают степень загрязнения. Из скважин отбирают пробы воды, из которых в лабораторных условиях выделяют штаммы микроорганизмов, которые наиболее активно деструктируют углеводороды нефти. Подбирают минеральные компоненты и микроэлементы, обеспечивающие повышенную эффективность бактерий к поглощению углеводородных соединений. Затем наращивают объем биомассы, необходимый для очистки вод участка. После этого в пробуренных скважинах обеспечивают подъем воды в скважину. В случае необходимости подкачивают воду насосами, а если давление пласта достаточное, то вода под естественным напором поднимается в скважину. В скважине воду оставляют до образования нефтяного отстоя, который затем удаляют механическим путем. После этого через скважину осуществляют аэрацию пласта. The method is carried out in the following way. In the area contaminated with oil products, hydrogeological studies are performed, i.e. after drilling wells, they outline the area of soil and aquifer contamination and assess the degree of pollution. Water samples are taken from the wells, from which in laboratory conditions strains of microorganisms are isolated that most actively destroy oil hydrocarbons. Mineral components and microelements are selected that provide increased bacteria efficiency for the absorption of hydrocarbon compounds. Then increase the amount of biomass needed to clean the waters of the site. After that, drilled wells provide the rise of water into the well. If necessary, pump water with pumps, and if the reservoir pressure is sufficient, then water under natural pressure rises into the well. Water is left in the well until the formation of oil sludge, which is then removed mechanically. After that, aeration of the formation is carried out through the well.

Аэрация способствует улучшению условий жизнедеятельности микроорганизмов, которые количественно доминируют в почвах и являются основными деструкторами углеводородов, и в то же время способствует равномерному распределению компонентов нефти и нефтепродуктов в почве (воде) и увеличению активной поверхности. Aeration helps to improve the living conditions of microorganisms that quantitatively dominate in soils and are the main hydrocarbon destructors, and at the same time contribute to a uniform distribution of oil and oil products in the soil (water) and increase the active surface.

В результате этого в объеме грунтов (вод) создаются аэробные условия и происходит ускорение развития биоценоза. Затем весь процесс повторяют до тех пор, пока в воде содержание остаточного нефтепродукта не составит 0,1-1 г/л. При остаточном содержании нефтепродукта менее 0,1 г/л практически нет необходимости производить дополнительную очистку (механическую), а содержание нефтепродуктов более 1 мг/л не позволит осуществлять биоочистку, на это понадобится слишком много времени, т.е. экономически нецелесообразно. As a result of this, aerobic conditions are created in the volume of soils (waters) and the development of biocenosis is accelerated. Then the whole process is repeated until the residual oil content in the water is 0.1-1 g / l. If the residual oil content is less than 0.1 g / l, there is practically no need to perform additional cleaning (mechanical), and the oil content of more than 1 mg / l will not allow bio-treatment, it will take too much time, i.e. not economically feasible.

При остаточном содержании нефтепродуктов 0,1-1 г/л в скважину вводят наработанную биомассу из предварительно выделенных штаммов микроорганизмов в объеме, необходимом для очистки водоносного пласта, рассчитанном по известным методикам. With a residual oil content of 0.1-1 g / l, the accumulated biomass from previously isolated microorganism strains is introduced into the well in the amount necessary to clean the aquifer, calculated by known methods.

Практически способ был осуществлен следующим образом. Стеклянный сосуд емкостью 2 л заполняли карьерным песком, который равномерно смешивали с пара-ксилолом до конечной концентрации 0,06 г/л. Для аэрации загрязненного песка кислородом воздуха, введения минеральной среды и суспензии микроорганизмов, окисляющих пара-ксилол, вставляли в сосуд две медные трубки с внутренним диаметром 2 мм и расстоянием между ними 70 мм. Общий объем песка составлял 500 см³, на каждый 1 см³ песка приходилось около 10⁶ микробных клеток, деструктирующих пара-ксилол. Поверхность в банке заливали парафином. В состав минеральной среды, закачиваемой в песок, входили следующие соединениями: NH₄Cl, KNО₃, NaH₂РО₄, MgCl₂ и микроэлементы Fe, Zn, Ni, Mn, Mo, Cu, B и Se.In practice, the method was carried out as follows. A glass vessel with a capacity of 2 l was filled with quarry sand, which was uniformly mixed with para-xylene to a final concentration of 0.06 g / l. To aerate contaminated sand with atmospheric oxygen, introduce a mineral medium and a suspension of para-xylene oxidizing microorganisms, two copper tubes with an inner diameter of 2 mm and a distance between them of 70 mm were inserted into the vessel. The total volume of sand was 500 cm ³ , for every 1 cm ^{3 of} sand there were about 10 ⁶ microbial cells that degrade para-xylene. The surface of the jar was poured with paraffin. The composition of the mineral medium injected into the sand included the following compounds: NH ₄ Cl, KNO ₃ , NaH ₂ PO ₄ , MgCl ₂ and trace elements Fe, Zn, Ni, Mn, Mo, Cu, B, and Se.

За 18 сут инкубирования при температуре 20^оС было деструктировано 77,2% пара-ксилола.For 18 days incubation ^at 20 ° C was degraded 77.2% paraxylene.

Применение предлагаемого способа позволит значительно сократить время очистки воды и повысить качество ее очистки. The application of the proposed method will significantly reduce the time of water purification and improve the quality of its purification.

Практическая реализация способа в полевых условиях осуществлялась следующим образом. Проведена оценка степени загрязнения грунтов и подземных вод нефтепродуктами путем бурения скважин, отбора проб, их анализами и камеральной обработкой. Выявлены концентрации нефтепродуктов в грунтах и подземных водах, которые изменяются от 2,0 до 5,0 г/л. Установлены пути и механизм миграции нефтепродуктов. Установлены площади загрязнения нефтепродуктами, т.е. произведено их оконтуривание. После чего в скважинах под естественным напором вода, загрязненная нефтепродуктами, поднялась на 4-6 м. В течение 24 ч в скважинах образовался отстой, мощностью 0,1-0,6 м. Отстой удаляли из скважин желонкой. После чего в скважину подавали воздух в течениe 2 ч объемом 30 м³/ч. Аналогичные процессы повторяли 18 раз до концентрации нефтепродукта в воде 0,2 г/л. Затем в скважину вводилась биомасса, полученная и нарощенная из проб воды, в смеси с нитроаммофоской и микроэлементами Zn, Mn, Mo, В, Cu в объеме 100 л в одну скважину. За 2,5 месяца степень очистки составила 68,3%The practical implementation of the method in the field was carried out as follows. The degree of contamination of soil and groundwater by oil products by drilling wells, sampling, their analysis and off-site processing has been assessed. Concentrations of oil products in soils and groundwaters have been identified, which vary from 2.0 to 5.0 g / l. The ways and mechanism of oil product migration are established. The areas of pollution by oil products, i.e. outlined them. After that, in wells under natural pressure, water contaminated with oil products rose by 4-6 m. Within 24 hours, sludge was formed in the wells, with a thickness of 0.1-0.6 m. Sludge was removed from the wells by a bailer. After that, air was supplied into the well for 2 hours with a volume of 30 m ³ / h. Similar processes were repeated 18 times to a concentration of oil in water of 0.2 g / l. Then, biomass obtained and grown from water samples was introduced into the well, in a mixture with a nitroammophos and trace elements Zn, Mn, Mo, B, Cu in a volume of 100 l per well. For 2.5 months, the degree of purification was 68.3%

Claims

1. METHOD FOR PURIFICATION OF UNDERGROUND WATER CONTAMINATED WITH OIL PRODUCTS, including assessment of the degree of contamination, well drilling, pumping of groundwater, aeration and returning them to the aquifer, characterized in that bacterial cultures of natural strains are isolated before pumping out of groundwater, and the most active strains are determined and they produce biomass, and after pumping out, sludge is removed from the water and, with a residual oil content of 0.1 to 1.0 g / l, biomass is introduced in a mixture with K, N, P-containing fertilizers and microelements.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pumping water, its sludge, aeration and treatment with biomass is produced periodically in the well.