RU2678528C2 - Препарат для биодеградации метанола и способ его получения - Google Patents
Препарат для биодеградации метанола и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678528C2 RU2678528C2 RU2016150217A RU2016150217A RU2678528C2 RU 2678528 C2 RU2678528 C2 RU 2678528C2 RU 2016150217 A RU2016150217 A RU 2016150217A RU 2016150217 A RU2016150217 A RU 2016150217A RU 2678528 C2 RU2678528 C2 RU 2678528C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vkpm
- methanol
- preparation
- biodegradation
- methylobacterium
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 141
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 4
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 claims abstract description 15
- 241000588624 Acinetobacter calcoaceticus Species 0.000 claims abstract description 13
- 241000589309 Methylobacterium sp. Species 0.000 claims abstract description 13
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 6
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 claims abstract 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 17
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- 241000894007 species Species 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000320412 Ogataea angusta Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000222124 [Candida] boidinii Species 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009739 binding Methods 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Virology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к биотехнологии и экологии и включает препарат для биодеградации метанола и способ его получения. Изобретения могут быть использованы для биодеградации загрязнений окружающей среды (почвы, грунтов, морских, пресных и минерализованных вод), а также технологических конструкций метанолом и сопутствующими нефтепродуктами. Предложены препарат для биодеградации метанола, включающий ассоциацию бактерий Bacillus megaterium ВКПМ В-607, Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603, Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 на природном сорбенте-ионообменнике и способ его получения. Способ получения препарата предусматривает раздельное культивирование штаммов бактерий Bacillus megaterium ВКПМ В-607, Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603 и Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 до содержания клеток 10-10мкл/мл. Смешивают культуральные жидкости штаммов до содержания бактерий 10мкл/мл с последующим напылением в виде аэрозоля на глауконитсодержащий сорбент. Осуществляют капиллярно-химическое обезвоживание смеси путем подачи подогретого до 40°С воздуха. При достижении влажности в конечном биопрепарате 4% процесс прекращают. Группа изобретений позволяет повысить эффективность очистки почв, сточных вод, водоемов и резервуаров от метанола. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к экобиотехнологии и экологии, а именно к композициям для биодеградации загрязнений окружающей среды, а также технологических конструкций, загрязненных метанолом.
Вопросы деструкции метанола приобретают все большее значение в связи с расширением производства и транспортировки газа, в ходе чего образуются твердые гидраты, способные вызывать серьезные проблемы, связанные с нарушением указанных технологических процессов. Для предупреждения образования гидратов в стволах скважин используют традиционные методы: поддержание безгидратных режимов, предупреждение отложений гидратов и подача ингибитора (метанола)на забой скважины [http://studopedia.ru/1_89858_gazogidrati-prichini-obrazovanie-meri-borbi.html.].
Крупнейшим потребителем метанола в Российской Федерации является газодобывающая отрасль. В связи с тем, что основная часть российского природного газа добывается в районах Крайнего Севера (90% добычи дает Ямало-Ненецкий автономный округ), при подготовке газа для закачки в трубопроводы при низкой температуре неизбежно возникает задача предотвращения образования газогидратов. Метанол является самым распространенным ингибитором гидратообразования, так как обладает лучшим соотношением цена - технологическая эффективность. Основным методом борьбы с гидратообразованием в газовой промышленности является использование ингибитора гидратообразования - метанола, что в свою очередь вызывает проблемы очистки окружающий среды от него и композиций, содержащих метанол. Для характерных термобарических условий эксплуатации шлейфов на северных месторождениях расход метанола или его водных растворов составляет до 300 г/1000 м3 газа. Кроме того, на объектах газовой промышленности разрешается использовать метанол как средство предотвращения или разрушения кристаллогидратных пробок в аппаратах, приборах и газопроводах, а также для обработки призабойных зон газовых скважин.
Однако использование ингибиторов на основе метанола имеет ряд серьезных недостатков, к которым прежде всего относятся: - очень высокая токсичность (как при действии паров, так и при попадании на кожные покровы и внутрь организма), а также высокая пожароопасность; - возможность выпадения солей при смешивании с сильно минерализованной пластовой водой и, как следствие, солеотложения в промысловых коммуникациях; - эффект ускоренного роста кристаллогидратов в присутствии разбавленных водных растворов метанола недостаточной концентрации для предупреждения гидратов; - высокая упругость паров метанола (нормальная температура кипения ~ 65°C), связанная с этим его очень высокая растворимость в сжатом природном газе и, соответственно, повышенный удельный расход метанола. Кроме того, в многочисленных операциях по сливу-наливу метанола увеличивают риск загрязнения окружающей среды и отравления обслуживающего персонала.
В настоящее время для очистки воды от метанола предлагается использовать стандартные технологии очистки, такие, как активный ил [R. Hatfield, Industrial and Engeneering Chemistry", 1967, N. 2].
Недостатком их является низкая скорость деградации, необходимость дополнительной очистки образующихся органических соединений.
К биодеградации метанола способны также многие микроорганизмы (бактерии, дрожжи, микроскопические грибы). При этом, основными агентами биодеградации метанола являются бактерии. Существует группа метилотрофных дрожжей, к которым относится культура Candida boidinii, использующих в качестве источника углерода и энергии метанол, [www.elib.grsu.by/doc/8324; BY 3278, 2000].
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ очистки сточных вод от метанола, заключающийся в их нейтрализации и обработке дрожжами Hansenula polymorpha и Candida quilliermondii [SU 963960, 1982].
Недостатком способа является ограниченная область применения (очистка сточных вод), нестабильность и недостаточная эффективность.
Задачей, решаемой авторами являлось создание более эффективного биопрепарата-метанолдеструктора.
Технической задачей являлось создание композиции микроорганизмов, способных эффективно перерабатывать метанол и сопутствующие нефтепродукты.
Технический результат достигался созданием ассоциации культур бактерий Bacillus megaterium ВКПМ В-607; Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603; Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780, иммобилизованных на природном глауконитсодержащим сорбенте с титром 107-1010 мкл/г.
Увеличение концентрации клеток (больше 1010 мкл/г) не приведет к значительному увеличению скорости деструкции загрязнителя, однако неоправданно увеличит стоимость работ по очистке так как увеличение скорости биодеструкции будет незначительным по сравнению с увеличением стоимости препарата. При концентрации клеток микроорганизмов меньше 107 КОЕ/г в биопрепарате, технический результат не достигается, вследствие снижения требуемой скорости биодеструкции загрязнителя.
Все штаммы биопрепарата выделены из почвы и не патогенны для теплокровных животных и гидробионтов, депонированы во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ).
Известен штамм Bacillus megaterium ВКМ В-396 (RU 2147181, 2000) входит в состав биопрепарата «Альбит» повышающего урожай растений и защищающего их от болезней.
Штамм Bacillus megaterium ВКПМ В-607 в доступных для анализа патентах не представлен и ранее не применялся в препарат для деградации метанольных загрязнений.
Известен способ (RU 2410170 С2, B09C 1/10, C12N /26 10.07.2010) включающий внесение в грунт сорбента, активных по отношению к имеющемуся в грунте органическому загрязнителю микроорганизмов и азотного минерального удобрения с последующим увлажнением. Причем в качестве сорбента используют термически обработанную при температуре 200-300°C глауконитовую породу с содержанием глауконита 40-90%, а в качестве микроорганизмов используют бактериальный препарат в виде лиофильно высушенного сухого порошка с активностью, равной численности углеводородокисляющих клеток 1-100 млрд в 1 г препарата, при этом сорбент и бактериальный препарат перемешивают при соотношении 500-1000 г бактериального препарата на 1 т сорбента.
Недостатком данного способа является низкая выживаемость микроорганизмов на поверхности азотных удобрений и как следствие завышенная начальная концентрация клеток, а так же непродолжительный срок хранения биопрепарата.
Техническая задача решалась путем создания ассоциации бактерий Bacillus megaterium ВКПМ В-607; Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603; Acinetobacter calcoa-ceticus ВКПМ В-3780 иммобилизованной на глауконитсодержащем носителе при концентрации микроорганизмов 108-1010 клеток/г и технологии получения нового биопрепарата.
Доля клеток отдельных бактерий в препарате составляет: Bacillus megaterium ВКПМ В-607 - 15-25%; Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603 - 30-50%; Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 - 30-50%.
Лучшие результаты были получены при следующем соотношении штаммов: Bacillus megaterium ВКПМ В-607 - 20%; Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603 - 40%; Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 - 40%.
Увеличение концентрации клеток более 1010 мкл/г не приведет к значительному увеличению скорости деструкции загрязнителя, однако неоправданно увеличит стоимость работ по очистке, так как увеличение скорости биодеструкции будет незначительным по сравнению с увеличением стоимости препарата. При концентрации клеток микроорганизмов менее 107 КОЕ/г в биопрепарате, технический результат не достигается, вследствие снижения требуемой скорости биодеструкции загрязнителя.
Наиболее эффективным и экономически выгодным является препарат с клеточным титром 109 колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 г препарата, получивший условное наименование «БИОМ-М».
Используемый в составе препарата глауконит является алюмосиликатом, в котором катионы находятся в легко извлекаемой форме. Катионы, входящие в состав глауконита, легко замещаются находящими в избытке в окружаемой среде элементами. Слоистая структура минерала его ионообменные свойства предопределяют его высокие сорбционные свойства по отношению к нефтепродуктам, радионуклидам и токсичным элементам. Способность глауконита депонировать воду и низкая десорбция (медленное высвобождение) позволяет эффективно иммобилизовать на его поверхности микроорганизмы и их метаболиты. При этом скорость химической реакции связывания такова, что глауконит способен в течение незначительного времени перевести загрязнители в связанное безопасное состояние, а микробное сообщество удобно может их утилизировать. Еще одно преимущество глауконита, то, что он увеличивает диффузию кислорода и влаги в почве, что обеспечивает оптимальный водный, газо-воздушный и тепловой режим для роста численности микроорганизмов, как иммобилизованных на нем, так и содержащихся в почве. При этом усиливается активность метаболитных ферментов и значительно увеличивается энергия всех биохимических процессов. Вместе с тем глауконит содержит значительное количество биогенных элементов - подвижного калия, фосфора и микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов и роста растений. Так как он в итоге представляет собой минеральное удобрение, то после применения биопрепарата отпадает необходимость его утилизации.
В качестве глауконит содержащего носителя может использоваться как чистый глауконит, так и глауконитовую породу, содержащую от 60 до 80% глауконита.
Способ получения препарата состоит в следующем. Микроорганизмы биопрепарата Bacillus megaterium ВКПМ В-607; Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603; Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 выращиваются раздельно в биореакторе до содержания 1011-1012 мкл/мл, известными способом и, затем готовят микробную ассоциацию смешиванием в одной емкости расчетных долей культуральных жидкостей до содержания 1012 мкл/мл с последующим капиллярно-химическим обезвоживанием смеси путем ее напыления в виде аэрозоля в специальном смесителе на сорбент. При иммобилизации смесь постоянно фонтанирует в смесителе, за счет подачи подогретого до 40°C воздуха и при достижение влажности в конечном биопрепарате 4% процесс прекращается. Для интенсификации процесса иммобилизации проводится дополнительная термическая обработка глауконита до остаточной влажности 4% и среднего диаметра частиц 600 мкм.
Наиболее экономически оправдано проводить процесс при содержании глауконита в носителе не менее 60%.
Разработанный биопрепарат обладает одновременно способностью сорбировать (купировать) и утилизировать загрязнение широкого диапазона, может использоваться как для очистки почв и воды, так и различных конструкций хранения и переработки метанола.
При этом при его утилизации он способен эффективно стимулировать рост зеленной массы на обрабатываемом участке и тем самым усиливать воздействие микрофлоры в широком диапазоне температур от 4°C до 40°C.
Сущность изобретения поясняется примерами.
Пример 1. Препарат получают следующим образом. Микроорганизмы биопрепарата выращивают раздельно при условиях: Bacillus megaterium ВКПМ В-607 (штамм-1) (культивирование на сусло-агаре при pH 7,0, 30°C, в течение 48 часов); Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603 (штамм-2) (культивирование на среде: KH2PO4. -3,0, KH2PO4 - -3,0, NH4NO3 - 1,0, MgCh -0,1, *метанол - 5,0 мл, агар - 15,0, вода диет. - 1,0 л, pH=7,6, *Метанол добавить после стерилизации, t -30° Инкубация 2-4 суток); Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 (штамм-3) (культивирование на МПА; среда L: (г/л): дрож. экстракт-5,0; пептон-15,0; NaCl-5,0; агар-15,0; вода дист-1,0 л., t-25-28°C) до содержания 1011-1012 мкл/мл каждого штамма, затем в реакторе при 25°C смешивается определенное соотношение культуральных жидкостей (20,40,40 массовых частей), полученную микробную ассоциацию захолаживают в реакторе при температуре 14-16°C. Глауконит препарата измельчается на шаровой мельнице до 50% содержания частиц размером 500-600 мкм, просеивается через сита №600 и досушивается до остаточной влажности 4% при температуре 190°С в сушильных шкафах. Приготовление биопрепарата осуществляется методом капиллярно-химического обезвоживания на глауконите смешивание ассоциации с глауконитом осуществляется, в специализированном смесителе обеспечивающим смешиванием в одном объеме расчетных долей культуральных жидкостей с глауконитом до содержания 109 мкл/мл. Процесс в смесителе осуществляется напылением расчетного количества (10 л) микробного аэрозоля ассоциации микроорганизмов на фонтанирующий слой глауконита (50 кг) при температуре теплоносителя - воздуха (стерильного) 40°C и скорости 10 м/с. Иммобилизация завершается при достижении влажности в конечном биопрепарате 4% и содержании живых бактериальных клеток 109 мкл/г. Биопрепарат расфасовывается в полимерные ведра по 5 кг, крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем по 10 кг.
Пример 2 По технологии примера 1 было получено 7 вариантов препарата с различным соотношением клеток Bacillus megaterium ВКПМ В-607; Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603; Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780, с концентрацией клеток от 107 до 1010 кл/г,
Испытания проводились по следующей технологии. Колбы Эрленмейера (объемом 750 мл) заполняли 100 мл морской воды с концентрацией соли - 21% и содержащей 0,5% нефти и 5% метанола, затем к содержимому колбы добавили 20 мг выбранного сухого биопрепарата. Колбы инкубировали на качалке (100 об/мин) при 5°C, 18 и 30°C при pH 7,0. Через 48 ч наблюдался осадок загрязнителя на дне колб. Определение метанола проводили по РД 52.24.423-2005. Степень очистки приведена в таблице 1.
Лучшие результаты были получены для препарата 1. Дальнейшие испытания проводили с препаратом 1.
Полученные результаты свидетельствуют о перспективности биопрепарата для очистки морской воды, сточных вод и других водных объектов от метанола, в том числе при его загрязнении нефтепродуктами.
Пример 3. В 10 колб Эрленмейера вносили по 100 мл дистилированной воды с начальным значением pH 4-12. В каждую колбу добавляли 3% метанола и вносили по 1 г биопрепарата 1. Колбы инкубировали на качалке (120 об/мин) при 18-20°C. Через 4 сут в каждой колбе определяли содержание метанола. Результаты представлены в табл. 2.
Как видно из табл. 1, биопрепарат способен утилизировать метанол в широком интервале значений pH, что позволяет использовать его для очистки почв и воды различной кислотности без их предварительной нейтрализации.
Пример 4. Участок тундровой почвы был загрязнен метанолом с начальным содержанием метанола 835 мг на дм почвы. Для очистки почвы на 1 м обрабатываемой площади вносится 1 л озерной воды, 1 г биопрепарата. Средняя температура в период обработки составляла 14°C. Через 14 дней содержание метанола в почве составляло < 0,01 мг на 1 кг почвы, т.е. около 99% метанола было утилизировано.
Пример 5. Испытание биопрепарата проводили с использованием в качестве источника загрязнения озерную воду, содержащую в 1 литре 8405 мг метанола. К содержимому добавляли сухой порошок биопрепарата 1 (20,0 мг). Температура выращивания составляла 30°C, pH среды 7,0. В результате получили степень утилизации метанола 99,9%. Это свойство биопрепарата позволяет рекомендовать его для очистки почв, емкостей и др. объектов от метанольных загрязнений.
Заявляемый биопрепарат характеризуется высокой степенью очистки на уровне 99% и уменьшением времени культивирования, а также более высокой скоростью утилизации метанола и широкой областью применения для очистки от метанольных продуктов водной поверхности (морей, океанов), сточных вод газо- и нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, почвы и т.д.
Биопрепарат апробирован в природных условиях. Нормы расхода препарата приведены в таблице 3.
Приведенные данные показали, что при использовании изобретения удалось создать эффективный, простой и экономичный биопрепарат - метанолдеструктор с высокой метанолутилизирующей активностью, простым и рентабельным режимом получения перспективный для очистки метанолзагрязненных почв, сточных вод, водоемов и резервуаров, в частности, в районах с коротким тепловым периодом.
Claims (5)
1. Препарат для биодеградации метанола на основе микроорганизмов, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов он содержит ассоциацию бактерий Bacillus megaterium ВКПМ В-607, Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603, Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780, иммобилизованную на природном глауконитсодержащем носителе в количестве 107-1010 клеток/г.
2. Препарат по п. 1, отличающийся тем, что доля клеток отдельных видов бактерий в препарате составляет: Bacillus megaterium ВКПМ В-607 - 15-25%, Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603 - 30-50%, Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 - 30-50%.
3. Препарат по п. 1, отличающийся тем, что доля клеток отдельных видов бактерий в препарате составляет: Bacillus megaterium ВКПМ В-607 - 20%, Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603 - 40%, Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 - 40%.
4. Препарат по п. 1, отличающийся тем, что содержание глауконита в сорбенте составляет не менее 60 мас.%.
5. Способ получения препарата для биодеградации метанола по п. 1, включающий культивирование бактерий и нанесение их клеток на носитель, отличающийся тем, что культуры Bacillus megaterium ВКПМ В-607, Methylobacterium sp. ВКПМ В-5603, Acinetobacter calcoaceticus ВКПМ В-3780 выращивают раздельно до содержания 1011-1012 мкл/мл, затем готовят микробную ассоциацию смешиванием в одной емкости расчетных долей культуральных жидкостей до содержания бактерий 1012 мкл/мл с последующим напылением в виде аэрозоля на глауконитсодержащий сорбент с последующим капиллярно-химическим обезвоживанием смеси путем подачи подогретого до 40°С воздуха и при достижении влажности в конечном биопрепарате 4% процесс прекращают.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150217A RU2678528C2 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Препарат для биодеградации метанола и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150217A RU2678528C2 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Препарат для биодеградации метанола и способ его получения |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016150217A RU2016150217A (ru) | 2018-06-20 |
| RU2016150217A3 RU2016150217A3 (ru) | 2018-12-11 |
| RU2678528C2 true RU2678528C2 (ru) | 2019-01-29 |
Family
ID=62619412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150217A RU2678528C2 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Препарат для биодеградации метанола и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2678528C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147181C1 (ru) * | 1999-09-07 | 2000-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Альбит" | Препарат для повышения урожая растений и защиты их от болезней |
| RU2410170C2 (ru) * | 2008-12-29 | 2011-01-27 | Вячеслав Иванович Быков | Способ очистки загрязненного грунта |
| RU2012126442A (ru) * | 2012-06-25 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЕГА-эко" | Консорциум штаммов бактерий-нефтедеструкторов acinetobacter calcoaceticus и acinetobacter radioresistens для очистки почвы и сточных вод от нефти и нефтепродуктов |
-
2016
- 2016-12-20 RU RU2016150217A patent/RU2678528C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147181C1 (ru) * | 1999-09-07 | 2000-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Альбит" | Препарат для повышения урожая растений и защиты их от болезней |
| RU2410170C2 (ru) * | 2008-12-29 | 2011-01-27 | Вячеслав Иванович Быков | Способ очистки загрязненного грунта |
| RU2012126442A (ru) * | 2012-06-25 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЕГА-эко" | Консорциум штаммов бактерий-нефтедеструкторов acinetobacter calcoaceticus и acinetobacter radioresistens для очистки почвы и сточных вод от нефти и нефтепродуктов |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| МАЛАНИЧЕВА Н.А., КОЗЛОВ Д.Г. и др. Антимикробная активность представителей вида Bacillus megaterium, Микробиология, 2012, т. 81, N 2, с. 196-204. * |
| МАЛАНИЧЕВА Н.А., КОЗЛОВ Д.Г. и др. Антимикробная активность представителей вида Bacillus megaterium, Микробиология, 2012, т. 81, N 2, с. 196-204. МИНДУБАЕВ А.З. и др. "Биодеградации ксенобиотиков". Обзор. Бутлеровские сообщения, 2013, т. 33, N 3, с. 1 - 37. * |
| МИНДУБАЕВ А.З. и др. "Биодеградации ксенобиотиков". Обзор. Бутлеровские сообщения, 2013, т. 33, N 3, с. 1 - 37. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016150217A3 (ru) | 2018-12-11 |
| RU2016150217A (ru) | 2018-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0436758B2 (ru) | ||
| Semenyuk et al. | Effect of activated charcoal on bioremediation of diesel fuel-contaminated soil | |
| CN108486006B (zh) | 一种油泥石油降解复合酶的制备方法与应用 | |
| CN104803721B (zh) | 一种油基钻井废弃物的生物堆肥处理方法 | |
| RU2465216C1 (ru) | Способ очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов | |
| US5496723A (en) | Strains of Acinetobacter species (bicoccum), Arthrobacter species, and Rhodococcus species, and a method for biological purification from oil spills and pollutions, using said strains | |
| Narmanova et al. | Biological products for soil and water purification from oil and petroleum products | |
| CN109455891A (zh) | 一种用于含油污泥的复合生物修复制剂 | |
| RU2681831C2 (ru) | Препарат для биодеградации нефтепродуктов и способ его получения | |
| RU2410170C2 (ru) | Способ очистки загрязненного грунта | |
| Ule et al. | Myco-enhanced Bioremediation in Open Field Crude Oil Contaminated Soil Using Mucor racemosus and Aspergillus niger | |
| RU2516412C2 (ru) | Препарат для очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений и способ его получения | |
| Wemedo et al. | Biodegradation potential of bacteria isolated from crude oil polluted site in South South, Nigeria | |
| RU2678528C2 (ru) | Препарат для биодеградации метанола и способ его получения | |
| RU2571219C2 (ru) | Препарат для биодеградации нефтепродуктов "биоионит" и способ его получения | |
| WO2020022933A1 (ru) | Способ ремедиации загрязненных земель | |
| RU2093478C1 (ru) | Способ очистки воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровой раствор | |
| RU2365438C2 (ru) | Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов | |
| RU2114174C1 (ru) | Консорциум дрожжей candida maltosa для биодеградации нефтезагрязнений | |
| RU2615464C1 (ru) | Препарат для очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов | |
| Archegova et al. | Optimization of the purification of soil and water objects from oil using biosorbents | |
| RU2317162C1 (ru) | Препарат для микробиологической очистки нефтяных шламов и загрязненного нефтепродуктами грунта | |
| TWI589694B (zh) | 具有苯和／或萘降解能力的瓊氏不動桿菌ｄｓ４４分離株及其用途 | |
| RU2142997C1 (ru) | Штамм arthrobacter sp. для разложения сырой нефти и нефтепродуктов | |
| Verma et al. | Role of microbial biofilms in bioremediation: Current perspectives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190212 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200916 |