RU2062669C1 - Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons - Google Patents

Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
RU2062669C1
RU2062669C1 RU93000662/13A RU93000662A RU2062669C1 RU 2062669 C1 RU2062669 C1 RU 2062669C1 RU 93000662/13 A RU93000662/13 A RU 93000662/13A RU 93000662 A RU93000662 A RU 93000662A RU 2062669 C1 RU2062669 C1 RU 2062669C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
hydrocarbons
microorganisms
aeration
oil
Prior art date
Application number
RU93000662/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93000662A (en
Inventor
И.А. Борзенков
ев С.С. Бел
С.С. Беляев
И.Ф. Глумов
Р.Р. Ибатуллин
М.В. Иванов
Н.А. Рощектаева
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Биотехинвест"
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 Акционерное общество закрытого типа "Биотехинвест" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Биотехинвест"
Priority to RU93000662/13A priority Critical patent/RU2062669C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2062669C1 publication Critical patent/RU2062669C1/en
Publication of RU93000662A publication Critical patent/RU93000662A/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: oil production. SUBSTANCE: invention relates with use of microorganisms to liquidate oil pollution on soil surface. Method involves aeration of polluted soil and addition of microorganism aqueous suspension and nitrogen and phosphorus mineral salts. Soil aeration method involves trench making parameters of which dependent on soil pollution degree with hydrocarbons. Aqueous suspension draining by trench and containing microorganism and mineral salts is collected and used periodically adding if necessary nitrogen and phosphorus salts. Microorganism source is concortium from water taken off from critical hole zone where soil is polluted with oil. EFFECT: improved method of soil treatment. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации нефтяных загрязнений на поверхности земли с помощью микроорганизмов. The invention relates to the field of the oil industry, in particular to methods for eliminating oil pollution on the earth's surface using microorganisms.

Известны методы ликвидации нефтяных загрязнений почвы, например снятие плодородного, а также загрязненного неплодородного слоев почвы, обваловка загрязненной территории минеральным грунтом и установка заграждений с целью ограничения района загрязнения /1/. Однако эти методы не обеспечивают восстановления плодородия загрязненной почвы. Known methods for eliminating oil pollution of the soil, for example, removing fertile as well as contaminated infertile layers, embankment of the contaminated area with mineral soil and installing fences to limit the area of pollution / 1 /. However, these methods do not provide restoration of the fertility of contaminated soil.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, предусматривающий рыхление почвы вспашкой с целью ее аэрации, внесение в нее специальной культуры бактерий и минеральных солей /2/. Вносимые в почву бактерии при наличии кислорода, азота, фосфора перерабатывают углеводороды в процессе своей жизнедеятельности до малотоксичных или безвредных кислородсодержащих соединений вплоть до углекислого газа, ликвидируя таким образом нефтяное загрязнение. Closest to the proposed one is a method involving loosening the soil by plowing for the purpose of aeration, introducing into it a special culture of bacteria and mineral salts / 2 /. Bacteria introduced into the soil in the presence of oxygen, nitrogen, and phosphorus process hydrocarbons during their life to low-toxic or harmless oxygen-containing compounds up to carbon dioxide, thus eliminating oil pollution.

Однако рыхление почвы вспашкой не позволяет аэрировать почву в зависимости от степени (глубины) ее загрязненности углеводородами и создавать в случае необходимости уклон на загрязненной почве, что снижает эффективность способа. However, loosening the soil by plowing does not allow aerating the soil, depending on the degree (depth) of its contamination with hydrocarbons and, if necessary, creating a slope on contaminated soil, which reduces the efficiency of the method.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности ликвидации нефтяных загрязнений и ее удешевление. The aim of the invention is to increase the effectiveness of the elimination of oil pollution and its cheapening.

Поставленная цель достигается тем, что в способе ликвидации углеводородных загрязнений почвы путем ее аэрации и внесения водной суспензии микроорганизмов и минеральных солей азота и фосфора для аэрации почвы в ней прокладывают траншеи, размеры и частота расположения которых зависят от степени загрязненности почвы углеводородами, а стекающую по траншеям водную суспензию микроорганизмов и минеральных солей собирают и используют циклически, добавляя при необходимости соли азота и фосфора. This goal is achieved by the fact that in the method of eliminating hydrocarbon contamination of the soil by aeration and introducing an aqueous suspension of microorganisms and mineral salts of nitrogen and phosphorus for aeration of the soil, trenches are laid in it, the size and frequency of which depend on the degree of soil contamination with hydrocarbons, and flowing down the trenches an aqueous suspension of microorganisms and mineral salts is collected and used cyclically, adding, if necessary, salts of nitrogen and phosphorus.

Другим отличием способа является то, что в качестве микроорганизмов используют сообщество микроорганизмов, присутствующих в воде, отобранной из призабойной зоны скважины, разрабатывающей объект разработки, нефтью которого загрязнена почва. Another difference of the method is that as microorganisms use a community of microorganisms present in the water taken from the bottomhole zone of the well, developing the development object, the oil of which is contaminated with soil.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."

Известно, что углеводородокисляющие бактерии являются аэробными, т.е. необходимым элементом (условием) их жизнедеятельности является кислород. Прокладывание в загрязненной почве траншей определенной глубины, ширины, частоты в зависимости от степени загрязненности почвы углеводородами создает условия для активной аэрации почвы, что способствует быстрому развитию углеводородокисляющих бактерий и приводит к полной переработке углеводородного загрязнения. Кроме того, изменяя глубину траншей по длине, можно создать искусственный уклон с целью сбора водной суспензии микроорганизмов и питательных солей для повторного использования в циклической обработке. При этом в процессе многократного распыления водной суспензии над загрязненной поверхностью происходит дополнительная ее аэрация. It is known that hydrocarbon-oxidizing bacteria are aerobic, i.e. a necessary element (condition) of their life is oxygen. The laying of trenches in contaminated soil of a certain depth, width, frequency, depending on the degree of soil contamination with hydrocarbons creates conditions for active aeration of the soil, which contributes to the rapid development of hydrocarbon-oxidizing bacteria and leads to the complete processing of hydrocarbon pollution. In addition, by varying the depth of the trenches along the length, it is possible to create an artificial slope in order to collect an aqueous suspension of microorganisms and nutrient salts for reuse in a batch process. Moreover, in the process of repeated spraying of an aqueous suspension over a contaminated surface, its additional aeration occurs.

Все это повышает эффективность ликвидации углеводородных загрязнений почвы по сравнению с известным способом, где глубина и частота рыхления почвы вспашкой не позволяют в достаточной степени аэрировать весь объем загрязненного слоя почв и в малой степени зависят от степени ее загрязненности. All this increases the efficiency of elimination of hydrocarbon contamination of the soil in comparison with the known method, where the depth and frequency of loosening of the soil by plowing do not allow aerating the entire volume of the contaminated soil layer to a sufficient degree and to a small extent depend on its degree of contamination.

Известный способ в отличие от предлагаемого не предусматривает сбора и циклического использования водного раствора минеральных солей и биомассы бактерий. The known method, unlike the proposed one, does not provide for the collection and cyclic use of an aqueous solution of mineral salts and biomass of bacteria.

Другим отличием предлагаемого способа является использование в качестве микроорганизмов углеводородокисляющей микрофлоры, присутствующей в воде, отобранной из призабойной зоны скважины, разрабатывающей объект разработки, нефтью которого загрязнена почва. Эта микрофлора адаптирована к сырой нефти месторождения и при дополнительной аэрации и внесении биогенных элементов происходит активное размножение данных микроорганизмов и соответственно более полное и более быстрое уничтожение разлитой нефти. Another difference of the proposed method is the use as microorganisms of hydrocarbon-oxidizing microflora present in water taken from the bottom-hole zone of the well developing the development object, the oil of which is contaminated with soil. This microflora is adapted to the crude oil of the field, and with additional aeration and the addition of nutrients, the active propagation of these microorganisms occurs and, accordingly, a more complete and faster destruction of the spilled oil.

Все вышеприведенные признаки дают основание считать предлагаемый способ соответствующим критерию изобретения "изобретательский уровень". All of the above features give reason to consider the proposed method in accordance with the criteria of the invention "inventive step".

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом. In field conditions, the method is as follows.

Замеряют площадь загрязненного участка, пористость почвы, глубину проникновения углеводородов в почву, определяют средний молекулярный вес углеводородов и насыщенность почвы углеводородами. Рассчитывают объем воздуха, необходимого для окисления углеводородов до СО2, исходя из этого выбирают размер и частоту расположения траншей.Measure the area of the contaminated area, the porosity of the soil, the depth of penetration of hydrocarbons into the soil, determine the average molecular weight of hydrocarbons and soil saturation with hydrocarbons. The volume of air required for the oxidation of hydrocarbons to CO 2 is calculated, based on this, the size and frequency of the trenches are selected.

В таблице приведены параметры двух участков с разной степенью загрязненности. The table shows the parameters of two sites with different degrees of pollution.

Как следует из стехиометрических расчетов, для окисления до CО2 1 м3 углеводорода с молекулярным весом 200 необходимо 12 тыс.м3 воздуха.As follows from stoichiometric calculations, for the oxidation to CO 2 1 m 3 of a hydrocarbon with a molecular weight of 200, 12 thousand m 3 of air are needed.

При расчете объема траншей следует учесть кратное увеличение аэрации за счет цикличности процесса (т.е. число циклов искусственных), а также дополнительную аэрацию, равную искусственной, за счет естественной циркуляции воздуха в длинных траншеях (число циклов естественных). Кроме того, аэрация увеличивается также за счет поверхностного воздухообмена. When calculating the volume of trenches, one should take into account a multiple increase in aeration due to the cyclical process (i.e., the number of artificial cycles), as well as additional aeration equal to artificial due to the natural air circulation in long trenches (the number of natural cycles). In addition, aeration is also increased due to surface air exchange.

Примем число искусственных циклов nиск=100, соответственно число естественных циклов nест=100. За счет поверхностного воздухообмена аэрация увеличивается в 2 раза.We take the number of artificial cycles n claim = 100, respectively, the number of natural cycles n eats = 100. Due to surface air exchange, aeration increases by 2 times.

С учетом этих факторов объем воздуха, потребный для окисления 1 м3 углеводородов в одном цикле, составит

Figure 00000001
.Given these factors, the volume of air required for the oxidation of 1 m 3 hydrocarbons in one cycle will be
Figure 00000001
.

Объем углеводородов (Vy/в) рассчитывается по формуле:
Для участка 1

Figure 00000002

Для участка 2
Figure 00000003

Объем воздуха (Vвоз), потребный для окисления углеводородов, соответственно составит:
VIвозд=0,6x12=7,2 м3
VIIвозд=0,6x100=60 м3
Приняв, что V воздуха V траншей l x h x L, где l, h и L соответственно ширина, глубина и длина траншеи, причем ширина и глубина задаются, можно рассчитать длину траншей и частоту их расположения на загрязненном участке.The volume of hydrocarbons (V y / in ) is calculated by the formula:
For plot 1
Figure 00000002

For plot 2
Figure 00000003

The volume of air (V cart ) required for the oxidation of hydrocarbons, respectively, will be:
V I air = 0.6x12 = 7.2 m 3
V II air = 0.6x100 = 60 m 3
Assuming that V air V trenches lxhx L, where l, h and L are respectively the width, depth and length of the trench, and the width and depth are specified, you can calculate the length of the trenches and their frequency in the contaminated area.

В данном конкретном случае ширина траншеи равна 0,15 м; глубина для участка I 0,3 м, для участка II 0,5 м. Отсюда

Figure 00000004
Figure 00000005

На участке I следует проложить 16 траншей, а на участке II 80 траншей, тогда длина их составит расчетную, при этом расположить их можно так: на участке I 8 вдоль, 8 поперек с частотой 1,25 м; на участке II 40 вдоль, 40 поперек с частотой 0,25 м.In this particular case, the width of the trench is 0.15 m; depth for plot I 0.3 m, for plot II 0.5 m. Hence
Figure 00000004
Figure 00000005

In section I, 16 trenches should be laid, and in section II, 80 trenches, then their length will be calculated, while they can be arranged as follows: in section I 8 along, 8 across with a frequency of 1.25 m; on site II 40 along, 40 across with a frequency of 0.25 m.

Кроме вышеперечисленных анализов, замеряют угол наклона загрязненного участка. Если он равен нулю, то глубину борозд по длине борозды увеличивают так, чтобы создать ее уклон 2-4o.In addition to the above analyzes, measure the angle of inclination of the contaminated area. If it is equal to zero, then the depth of the furrows along the length of the furrow is increased so as to create a slope of 2-4 o .

В емкости готовят водный раствор солей в пресной воде, например, следующего состава: (Na2HPO4 x 12H2O + KH2PO4) 0,1 г/л и NH4Cl 0,5 г/л.An aqueous solution of salts in fresh water is prepared in a container, for example, of the following composition: (Na 2 HPO 4 x 12H 2 O + KH 2 PO 4 ) 0.1 g / L and NH 4 Cl 0.5 g / L.

В этот раствор вводят культуру углеводородокисляющих бактерий в таком количестве, чтобы их концентрация в растворе была не менее 106 кл/мл.A culture of hydrocarbon-oxidizing bacteria is introduced into this solution in such an amount that their concentration in the solution is at least 10 6 cells / ml.

Если известен источник загрязнения почвы углеводородами (например, девонская нефть залежи N 302), то из ПЗ скважины, расположенной на этой залежи, отбирают воду, анализируют ее на наличие УОБ и при их содержании в воде не менее 106 кл/мл отбирают в цистерну 2 м3 воды, добавляют туда расчетное количество солей азота и фосфора так, чтобы концентрация их равнялась первоначальной, и натриевую соль уксусной кислоты до концентрации 2 г/л. Затем раствор аэрируют и каждые 12 часов проводят анализ на содержание углеводородокисляющих бактерий. Раствор можно использовать при концентрации углеводородокисляющих бактерий не ниже 106кл/мл.If the source of soil contamination with hydrocarbons is known (for example, Devonian oil of reservoir N 302), then water is taken from the wellhead located on this reservoir, it is analyzed for the presence of DRR, and when their content in the water is at least 10 6 cells / ml, they are taken into the tank 2 m 3 of water, add the calculated amount of salts of nitrogen and phosphorus there so that their concentration is equal to the original, and the sodium salt of acetic acid to a concentration of 2 g / l. Then the solution is aerated and a hydrocarbon-oxidizing bacteria analysis is carried out every 12 hours. The solution can be used at a concentration of hydrocarbon-oxidizing bacteria of at least 10 6 cells / ml.

Независимо от способа получения раствора микроорганизмов, водный их раствор в питательной среде разбрызгивают над загрязненной почвой в количестве не менее 1 л/м2.Regardless of the method of obtaining a solution of microorganisms, their aqueous solution in a nutrient medium is sprayed over contaminated soil in an amount of at least 1 l / m 2 .

Стекающий по бороздам раствор собирают в емкость или в специальное углубление. После анализа его на содержание минеральных солей и добавления при необходимости недостающего количества вновь разбрызгивают его над загрязненным участком. The solution flowing along the furrows is collected in a container or in a special cavity. After analyzing it for the content of mineral salts and adding, if necessary, the missing amount, again spray it over the contaminated area.

Анализ суспензии на содержание микроорганизмов не производят, так как в процессе уничтожения углеводородов их численность увеличивается. An analysis of the suspension for the content of microorganisms is not performed, since in the process of destruction of hydrocarbons, their number increases.

Процесс разбрызгивания раствора повторяют до тех пор, пока анализы почвы с загрязненного участка не покажут отсутствие в ней углеводородов. The process of spraying the solution is repeated until soil tests from the contaminated area show the absence of hydrocarbons in it.

Анализ проводится через 10-15 суток, т.е. после прохождения микробиологических процессов. The analysis is carried out after 10-15 days, i.e. after undergoing microbiological processes.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в более полном и быстром прохождении микробиологических процессов за счет создания оптимальных соотношений воздуха и углеводородов по всему объему загрязнения, а также наращивания и многократного использования культуры углеводородокисляющих микроорганизмов и наработанных ими поверхностно-активных веществ в циклическом режиме. The technical and economic advantage of the proposed method compared to the prototype is a more complete and faster passage of microbiological processes by creating optimal ratios of air and hydrocarbons over the entire volume of pollution, as well as increasing and reusing the culture of hydrocarbon-oxidizing microorganisms and the surface-active substances produced by them in cyclic mode.

Литература:
1) В. Д. Колеватов. Рекультивация земель, загрязненных при бурении скважин. Охрана природы в районах добычи нефти Татарии; Альметьевск, 1980, с.52-57.
Literature:
1) V. D. Kolevatov. Reclamation of land contaminated when drilling wells. Nature protection in the areas of oil production in Tatarstan; Almetyevsk, 1980, p. 52-57.

2) Рекультивация земель, загрязненных нефтью. ЭИ, сер. Защита от коррозии и охрана окружающей среды, М. 1991, вып 6, с.52-56. ТТТ1 2) Reclamation of lands contaminated with oil. EI, ser. Corrosion protection and environmental protection, M. 1991, issue 6, S. 52-56. TTT1

Claims (3)

1. Способ ликвидации углеводородных загрязнений почвы путем ее аэрации и внесения водной суспензии микроорганизмов и минеральных солей азота и фосфора, отличающийся тем, что для аэрации почвы в ней прокладывают траншеи, размеры и частоту расположения которых рассчитывают, исходя из степени загрязненности почвы углеводородами, при этом объем траншей равен объему воздуха, необходимого для окисления углеводородов до углекислого газа, а стекающую по траншеям водную суспензию микроорганизмов и минеральных солей собирают и используют для последующего внесения. 1. The method of eliminating hydrocarbon contamination of the soil by aeration and the introduction of an aqueous suspension of microorganisms and mineral salts of nitrogen and phosphorus, characterized in that for aeration of the soil in it lay trenches, the size and frequency of which are calculated based on the degree of soil contamination with hydrocarbons, while the volume of the trenches is equal to the volume of air necessary for the oxidation of hydrocarbons to carbon dioxide, and the aqueous suspension of microorganisms and mineral salts flowing down the trenches is collected and used for next application. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что собранную суспензию микроорганизмов и минеральных солей используют циклически, добавляя при необходимости соли азота и фосфора. 2. The method according to claim 1, characterized in that the collected suspension of microorganisms and mineral salts is used cyclically, adding, if necessary, salts of nitrogen and phosphorus. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют сообщество микроорганизмов, присутствующих в воде, отобранной из призабойной зоны скважины, нефтью которой загрязнена почва. 3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that as microorganisms use a community of microorganisms present in the water taken from the bottomhole zone of the well, the oil of which is contaminated with soil.
RU93000662/13A 1993-01-10 1993-01-10 Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons RU2062669C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93000662/13A RU2062669C1 (en) 1993-01-10 1993-01-10 Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93000662/13A RU2062669C1 (en) 1993-01-10 1993-01-10 Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2062669C1 true RU2062669C1 (en) 1996-06-27
RU93000662A RU93000662A (en) 1997-01-10

Family

ID=20135304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93000662/13A RU2062669C1 (en) 1993-01-10 1993-01-10 Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2062669C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU719532B2 (en) * 1996-12-24 2000-05-11 Rudolf Lodewyk Veldman Aeration of soil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рекультивация земель, загрязненных нефтью. Эй, сер. защита от коррозий и охрана окружающей среды, М., 1991, выл. 6, с. 52-56. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU719532B2 (en) * 1996-12-24 2000-05-11 Rudolf Lodewyk Veldman Aeration of soil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schot et al. Human impact on regional groundwater composition through intervention in natural flow patterns and changes in land use
Zaman et al. Changes in mineral N, microbial biomass and enzyme activities in different soil depths after surface applications of dairy shed effluent and chemical fertilizer
Skaggs et al. Hydrologic and water quality impacts of agricultural drainage∗
Cogger On-site septic systems: the risk of groundwater contamination
Ciravolo et al. Pollutant movement to shallow ground water tables from anaerobic swine waste lagoons
US20030196375A1 (en) Method of producing deep-rooted trees for phytoremediation applications
Takeda et al. The effects of burrowing of Helice tridens (De Haan) on the soil of a salt-marsh habitat
RU2062669C1 (en) Method of liquidation of soil pollution with hydrocarbons
Keeley et al. The effects of irrigation with meatworks-fellmongery effluent on water quality in the unsaturated zone and shallow aquifer
Schwintzer Nutrient and water levels in a small Michigan bog with high tree mortality
RU2107042C1 (en) Method of cleaning polluted underground waters
JP3051047B2 (en) Purification method and purification system for contaminated soil using soil microorganisms
Koerselman et al. Dynamic hydrochemical and vegetation gradients in fens
Dierberg et al. Tertiary treatment of municipal wastewater by cypress domes
Kudeyarova et al. Study of landscape-agrogeochemical balance of nutrients in agricultural regions (Part I: Phosphorus)
Greenberg et al. Reclamation of sewage water
Mosley et al. The effects of humates on remediation of hydrocarbon and salt contaminated soils
RU2759738C9 (en) Complex for cleaning groundwater contaminated with dissolved petroleum products and a method for cleaning groundwater contaminated with dissolved petroleum products
Olson Wetland vegetation, environmental factors, and their interaction in strip mine ponds, stockdams, and natural wetlands
RU2083069C1 (en) Method for biological reclamation of fertile soils contaminated with oil-containing sewage water in steppe, forest-steppe and semiarid zones (versions)
RU2043312C1 (en) Method for purification of ground water polluted with oil products
Berkman The pH value of some Texas soils and its relation to the incidence of certain woody plant species
Nelson Biogeochemical variables in bottom sediments of the Rappahannock River estuary
SU909135A1 (en) Composition for lowering crude oil viscosity
Ashley Effects of hypolimnetic aeration on functional components of the lake ecosystem

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050111