RU2100485C1 - Устройство для очистки капиллярно-пористой среды - Google Patents

Устройство для очистки капиллярно-пористой среды Download PDF

Info

Publication number
RU2100485C1
RU2100485C1 RU96115093A RU96115093A RU2100485C1 RU 2100485 C1 RU2100485 C1 RU 2100485C1 RU 96115093 A RU96115093 A RU 96115093A RU 96115093 A RU96115093 A RU 96115093A RU 2100485 C1 RU2100485 C1 RU 2100485C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
oil
capillary
cleaning
anode
Prior art date
Application number
RU96115093A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96115093A (ru
Inventor
Дональд Анатольевич Исаков
Юрий Яковлевич Иоссель
Валерий Михайлович Саксон
Григорий Семенович Казаров
Сергей Анатольевич Кузнецов
Валерий Васильевич Липатов
Original Assignee
Дональд Анатольевич Исаков
Юрий Яковлевич Иоссель
Валерий Михайлович Саксон
Григорий Семенович Казаров
Сергей Анатольевич Кузнецов
Валерий Васильевич Липатов
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 Дональд Анатольевич Исаков, Юрий Яковлевич Иоссель, Валерий Михайлович Саксон, Григорий Семенович Казаров, Сергей Анатольевич Кузнецов, Валерий Васильевич Липатов filed Critical Дональд Анатольевич Исаков
Priority to RU96115093A priority Critical patent/RU2100485C1/ru
Priority to PCT/RU1997/000076 priority patent/WO1998002600A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2100485C1 publication Critical patent/RU2100485C1/ru
Publication of RU96115093A publication Critical patent/RU96115093A/ru
Priority to FI980583A priority patent/FI980583A0/fi

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/56Electro-osmotic dewatering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08Reclamation of contaminated soil chemically
    • B09C1/085Reclamation of contaminated soil chemically electrochemically, e.g. by electrokinetics
    • 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2401Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C2101/00In situ

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроосмотической технике и предназначено для очистки объектов окружающей среды, имеющих капиллярно-пористую структуру (почвы, грунты и др.), загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Устройство для очистки капиллярно-пористой среды включает электроды - анод и катод, к которым подключен источник постоянного тока, емкость для очищающей жидкости, в качестве которой используется раствор нефтеокисляющих микроорганизмов. Устройство может иметь емкость для очищаемой среды, в которой располагаются горизонтально анод над катодом, выполненные перфорированными, а коллектор образован днищем корпуса и размещенным над ним катодом. Использование изобретения обеспечивает эффективную очистку капиллярно-пористой среды, загрязненной как тяжелыми металлами, так и средними и легкими фракциями нефти. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к электроосмотической технике и предназначено для очистки объектов окружающей среды, имеющих капиллярно-пористую структуру (почвы, грунты, шламы и т.п.), загрязненных нефтью и нефтепродуктами.
Известно устройство для очистки загрязненной почвы, содержащее введенные в почву и подпочвенный слой электроды, к которым подключен источник постоянного тока [1] Устройство содержит емкость для промывной воды, выполненную в виде бассейна, ограниченного земляными валиками по периметру очищаемой площади.
Устройство обеспечивает связывание катионной части загрязнений (тяжелых металлов, радионуклидов) в глинах, а анионы связываются с обменным кальцием и дают труднорастворимые соединения. Это является следствием электроосмотического движения растворов в глины.
Однако следует отметить, что устройство не обеспечивает эвакуацию загрязнителей. Оно лишь предотвращает их миграцию и уменьшает концентрирование тяжелых металлов и радионуклидов в зоне корнеобитания. То есть, загрязнения вообще не удаляются, а переводятся в связанном виде из почвы в подпочвенный слой.
Известно устройство для очистки капиллярно-пористой среды, включающее введенные в очищаемую среду электроды аноды и катоды, к которым подключен источник постоянного электрического тока. Устройство содержит емкость для очищающей жидкости с распределительной системой в виде труб, которые выведены в зону очистки капиллярно-пористой среды через аноды; аноды выполнены в виде перфорированных труб; имеется коллектор для сбора выделяющейся у катодов жидкости, выполненный в виде емкости, сообщающейся с полостями катодов, представляющих собой перфорированные трубы [2] Это устройство принято нами за прототип настоящего изобретения.
При работе устройства под действием постоянного электрического тока возникает электроосмотическое движение жидкости, при этом осуществляется эффективная очистка почвы от тяжелых металлов, уксусной кислоты, фенолов. С помощью устройства могут удаляться в той или иной степени свободно лежащие, не вошедшие в структуру грунта тяжелые фракции нефти. Загрязнения собираются в коллекторе и затем удаляются вместе с отработанной жидкостью.
Однако устройство по патенту США не обеспечивает удаление из очищаемой среды легких, средних и тяжелых фракций нефти, вошедших в структуру грунта. При этом очищающая жидкость после ее поступления в коллектор теряется вместе с загрязнителями. Повторное ее использование конструкцией этого устройства не предусмотрено. Если в качестве очищающей жидкости используется раствор реагентов, влияющих на загрязнители почвы в процессе ее очистки, то это обстоятельство обусловливает нерациональную трату этих реагентов.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания такого устройства для очистки капиллярно-пористой среды, базирующегося на использовании электроосмотического эффекта, которое обеспечило бы многократное использование очищающей жидкости и позволило бы осуществить эффективную очистку капиллярно-пористой среды, загрязненной нефтью и нефтепродуктами.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в устройстве для очистки капиллярно-пористой среды, включающем введенные в очищаемую среду электроды аноды и катод, к которым подключен источник постоянного тока, емкость для очищающей жидкости с распределительной системой, выведенной в зону очистки капиллярно-пористой среды, и коллектор для сбора выделяющейся у катода жидкости, коллектор соединен посредством магистрали с распределительной системой, выведенной в зону очистки капиллярно-пористой среды, при этом емкость для очищающей жидкости содержит раствор нефтеокисляющих микроорганизмов. Магистраль, соединяющая коллектор для сбора выделяющейся у катода жидкости с распределительной системой, выведенной в зону очистки, может содержать фильтр. Электроды могут быть выполнены в виде горизонтальных перфорированных пластин, размещенных в открытом сверху корпусе, анод расположен над катодом, катод размещен над днищем корпуса, при этом коллектор для сбора выделяющейся у катода жидкости образован между катодом и днищем корпуса.
Анализ уровня техники, включающий поиск по источникам патентной и научно-технической информации, позволяет ввиду отсутствия аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам изобретения, сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна".
Благодаря реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения) объект приобретает следующие важные новые свойства (технический результат):
обеспечивается циркуляция и соответственно многократное использование рабочей жидкости, что позволяет повторно использовать содержащиеся в ней очищающие капиллярно-пористую среду вещества, в данном изобретении - нефтеокисляющие микроорганизмы;
благодаря тому, что емкость для очищающей жидкости содержит в качестве последней раствор нефтеокисляющих микроорганизмов, происходит эффективная очистка среды от нефти и нефтепродуктов до допустимого уровня;
эффективность микробиологической очистки, в свою очередь, повышается ввиду воздействия на этот процесс электроосмотического движения жидкости, при этом обеспечивается диссипация микроорганизмов на заданную глубину по всей зоне очистки, увеличивается уровень содержания кислорода в этой зоне в связи с его выделением в процессе электролиза и благодаря интенсивной циркуляции очищающей жидкости.
Заявителем не установлены какие-либо источники информации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достижение указанного выше технического результата.
Эти обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие предложенного технического решения критерию "изобретательский уровень".
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства; на фиг.2 вариант устройства по п.2 формулы с горизонтальным размещением электродов.
Устройство в конкретном примере реализации включает анод 1, выполненный в виде трубы с внутренним диаметром 50 мм, введенной в очищаемую среду, в частности в почву, на глубину 1 м. Находящаяся над поверхностью почвы часть анода 1 выполнена сплошной, погруженная в почву снабжена перфорацией. Катод 2 также выполнен в виде трубы, погруженной в почву на глубину 1 м и снабженной перфорацией в заглубленной в грунт части. Внутренний диаметр катода 2 80 мм. К аноду 1 и катоду 2 подключен источник 3 постоянного электрического тока с напряжением 300 В, состоящий из силового трансформатора и тиристорного выпрямителя. Соединение источника 3 с электродами осуществлено посредством токопроводов 4. Расстояние между анодом и катодом 1,5 м. Устройство содержит емкость 5 для очищающего раствора, которая снабжена распределительной системой 6, выведенной в зону очистки. Коллектором 7 для сбора выделяющейся у катода 2 жидкости служит верхняя часть катода 2, которая не имеет перфорации. Коллектор 7 посредством магистрали 8, в которую включены центробежный насос 9 и центрифуга 10, сообщается с распределительной системой 6. Емкость 5 содержит раствор 11 нефтеокисляющих микроорганизмов. В конкретном устройстве, описываемом в качестве примера реализации, использован раствор, содержащий консорциум нефтеокисляющих микроорганизмов: Pseudomonas putida ПИ Ко-1 и Pseudomonas fluorescence ПИ-896 при массовом соотношении 5 и 9 мас. соответственно. В качестве минеральных добавок применены: аммофос 1 мас. и карбамид 2 мас. Биопрепарат разведен водой в концентрации 9 г/л, при этом титр водного раствора составляет 1•1011 кл/мл. Температура раствора составляет 20-22oC.
В варианте устройства по фиг.2 анод 1 и катод 2 выполнены в виде горизонтальных перфорированных пластин, размещенных в открытом сверху коробчатом корпусе 12. Анод 1 расположен сверху, катод 2 снизу. Расстояние между катодом 2 и днищем корпуса 12 составляет 150 мм. Коллектор 7 в этом случае образован между катодом 2 и днищем корпуса 12. Этот вариант устройства предназначен для очистки грунтов с нарушенной структурой. Очищаемый грунт размещен как между анодом 1 и катодом 2, так и над анодом 1. Расстояние между анодом и катодом составляет 1,2 м.
Устройство работает следующим образом. Из емкости 5 раствор 11 с нефтеокисляющими микроорганизмами поступает через распределительную систему 6 в зону очистки, частично непосредственно, частично через перфорированный участок анода 1, заглубленный в грунт. К аноду 1 и катоду 2 подключают источник 3 постоянного электрического тока. Создается электрическое поле с напряженностью 200 В/м.
В почве, загрязненной нефтью, имеются несмешивающиеся жидкости вода и нефть. На границе раздела "частицы грунта вода", "вода нефть" образуются двойные электрические слои. Движение ионов двойных электрических слоев приводит к перемещению границы раздела двух жидкостей. Ионы, движущиеся в воде, вовлекают в движение поровую влагу, содержащуюся в почве, раствор 11 с нефтеокисляющими микроорганизмами, а также частично нефть. Таким образом создается упорядоченное электроосмотическое движение раствора 11 с микроорганизмами и нефти от анода к катоду. Сначала в катодах 2 собирается поровая влага. Затем происходит распределение по всей зоне очистки раствора 11 с нефтеокисляющими микроорганизмами. Микроорганизмы разлагают углеводороды нефти на углекислый газ и воду. Под действием электроосмотических сил они в процессе работы устройства собираются в полости катодов 2 и в коллекторе 7, откуда с помощью насоса 9 по магистрали 8 снова подаются в распределительную систему 6. В случае необходимости раствор очищается от загрязнений с помощью центрифуги 10.
Описанный цикл повторяется до того момента, когда будет достигнута требуемая степень очистки почвы. Раствор 11 нефтеокисляющих микроорганизмов в процессе работы устройства может периодически обогащаться с доведением его концентрации до исходных значений.
Вариант устройства по фиг. 2 работает аналогичным образом. Раствор 11 орошает грунт, расположенный над анодом 1, и затем через перфорацию в аноде 1 проникает в грунт, находящийся между анодом 1 и катодом 2. В результате электроосмотических процессов жидкость с нефтеокисляющими микроорганизмами собирается в коллекторе 7 между катодом 2 и днищем корпуса 12 и снова подается в распределительную систему 6.
После окончания процесса очистки грунт удаляют и на его место укладывают следующую порцию грунта, подлежащего очистке.
Предложенное устройство обеспечивает циркуляцию очищающей жидкости - раствора нефтеокисляющих микроорганизмов, при этом происходит многократное использование этого раствора и соответственно экономится микробиологический препарат. Устройство обеспечивает эффективную очистку капиллярно-пористой среды, загрязненной как тяжелыми, так и средними и легкими фракциями нефти.
Устройство может быть изготовлено с применением обычных конструкционных материалов в заводских условиях, что определяет, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию "промышленная применимость".

Claims (3)

1. Устройство для очистки капиллярно-пористой среды, содержащее анод и катод, установленные в очищаемой среде и соединенные с источником постоянного тока, емкость с очищающей жидкостью и соединенную с ней распределительную систему, размещенную над зоной очистки капиллярно-пористой среды, коллектор сбора жидкости у катода, отличающееся тем, что коллектор соединен с распределительной системой посредством магистрали, а в качестве очищающей жидкости емкость содержит раствор нефтеокисляющих организмов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено емкостью для капиллярно-пористой среды, в которой горизонтально расположены анод над катодом, выполненные в виде перфорированных пластин, а коллектор образован днищем корпуса и размещенным над ним катодом.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что коллектор соединен с распределительной системой посредством центрифуги.
RU96115093A 1996-07-17 1996-07-17 Устройство для очистки капиллярно-пористой среды RU2100485C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96115093A RU2100485C1 (ru) 1996-07-17 1996-07-17 Устройство для очистки капиллярно-пористой среды
PCT/RU1997/000076 WO1998002600A1 (fr) 1996-07-17 1997-03-18 Dispositif de nettoyage d'un milieu capillaire et poreux
FI980583A FI980583A0 (fi) 1996-07-17 1998-03-17 Laitteisto kapillaaristen ja huokoisten aineiden puhdistamiseksi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96115093A RU2100485C1 (ru) 1996-07-17 1996-07-17 Устройство для очистки капиллярно-пористой среды

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2100485C1 true RU2100485C1 (ru) 1997-12-27
RU96115093A RU96115093A (ru) 1998-03-10

Family

ID=20183792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96115093A RU2100485C1 (ru) 1996-07-17 1996-07-17 Устройство для очистки капиллярно-пористой среды

Country Status (3)

Country Link
FI (1) FI980583A0 (ru)
RU (1) RU2100485C1 (ru)
WO (1) WO1998002600A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002062498A1 (fr) * 2001-02-09 2002-08-15 Valery Vasilievich Lipatov Procede bioelectrique permettant de nettoyer le sol pollue par des contaminants organiques et dispositif correspondant
RU207249U1 (ru) * 2020-12-28 2021-10-20 Николай Сергеевич Шулаев Устройство для электрохимической очистки нефтезагрязненного грунта

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103221157B (zh) * 2010-12-01 2015-04-22 英派尔科技开发有限公司 为防止溢流的地下诱生孔阻塞

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2562314B1 (fr) * 1984-03-27 1989-02-17 Commissariat Energie Atomique Procede pour recuperer le plutonium contenu dans des dechets solides
US5074986A (en) * 1989-06-06 1991-12-24 Massachusetts Institute Of Technology Electroosmosis techniques for removing materials from soil
US5137608A (en) * 1989-11-30 1992-08-11 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Electrochemical decontamination of soils or slurries
US5240570A (en) * 1992-01-29 1993-08-31 General Electric Company Surfactant augmented in-situ removal of PCBs from soil by electroosmosis
FR2691649B1 (fr) * 1992-05-29 1995-06-02 Extramet Sa Procédé de décontamination des terres polluées par des métaux.
US5476992A (en) * 1993-07-02 1995-12-19 Monsanto Company In-situ remediation of contaminated heterogeneous soils

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SU, авторское свидетельство, 1708196, кл. A 01 G 25/00, 1992. 2. US, патент, 5074986, кл. C 25 C 1/22, 1991. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002062498A1 (fr) * 2001-02-09 2002-08-15 Valery Vasilievich Lipatov Procede bioelectrique permettant de nettoyer le sol pollue par des contaminants organiques et dispositif correspondant
RU207249U1 (ru) * 2020-12-28 2021-10-20 Николай Сергеевич Шулаев Устройство для электрохимической очистки нефтезагрязненного грунта

Also Published As

Publication number Publication date
FI980583A (fi) 1998-03-17
FI980583A0 (fi) 1998-03-17
WO1998002600A1 (fr) 1998-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3079109B2 (ja) 地下水中のハロゲン化汚染物質の除去方法
US5240570A (en) Surfactant augmented in-situ removal of PCBs from soil by electroosmosis
RU2100485C1 (ru) Устройство для очистки капиллярно-пористой среды
KR100341957B1 (ko) 석유계 기름 오염토양의 정화방법 및 장치
CN110255754A (zh) 一种高浓度有机污染地下水的修复方法
CN207418477U (zh) 一种乳化液废水处理移动设备及系统
EP0046155A1 (en) Process and apparatus for slime and sludge dewatering
Le Hécho et al. Industrial site soils contaminated with arsenic or chromium: Evaluation of the electrokinetic method
KR20030066901A (ko) 동전기 지반(토양) 정화 처리 효율 향상과 후처리 겸용전극부 개발
KR20060036961A (ko) 유기오염물로 오염된 동전기 지반(토양) 정화 처리시스템
CN1424266A (zh) 一种油田污水的生物处理方法及其激活剂
CN213012419U (zh) 一种污水水油分离过滤装置
KR20030062988A (ko) 진공배수 기법과 동전기 현상의 복합 기법(진공-동전기배수정화 기법)에 의한 준설 슬러리 및 광미의 정화와탈수처리
KR101469248B1 (ko) 지하수 정화장치
JP7002981B2 (ja) 汚染土の除染方法
KR20060036813A (ko) 준설 슬러리 및 광미의 정화와 탈수처리공법 및 장치
RU2177380C1 (ru) Устройство для биоэлектрической очистки грунта от органических загрязнений
RU2125121C1 (ru) Способ очистки грунта от органических загрязнений
CN101264952A (zh) 利用天然沸石去除污泥填埋场渗滤液中氨氮的方法
RU2122904C1 (ru) Способ очистки капиллярно-пористой среды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами
JPH11253924A (ja) 重金属汚染土壌の浄化方法及び浄化用電解槽
TCHAMANGO Dr et al. Treatment of a Worn mineral oil Effluent by Electrocoagulation using aluminium Electrodes
RU2712692C1 (ru) Способ очистки грунтовых вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов
KR200374324Y1 (ko) 중금속오염물로 오염된 동전기 지반(토양) 정화 처리장치
JP5254554B2 (ja) 油の分解装置及び油の分解方法、並びに油汚染地下水の浄化方法