RU59643U1

RU59643U1 - DEVICE FOR THE ACTIVATION OF BIOLOGICAL CLEANING OF OIL OF RESERVOIRS, WATERFLOW TERRITORIES, POLLUTED WATER OF BARNES AND SLUDGE DRINKERS

Info

Publication number: RU59643U1
Application number: RU2006129502/22U
Authority: RU
Inventors: Мария Юрьевна Маркарова
Original assignee: Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2006-12-27

Abstract

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при ликвидации нефтяных загрязнений в местах разливов нефти и нефтепродуктов при их добыче, транспортировке, хранении.The utility model relates to the field of environmental protection and can be used in the elimination of oil pollution in the areas of oil spills and oil products during their production, transportation, storage.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить уровень растворенного кислорода в 60-70 раз в течение суток на объем воды не менее 20000 м³, при этом одновременно активировать биологическую очистку вод от остаточной нефти, в том числе локализованной на поверхности, осевшей на дно и растворенной в воде.The proposed technical solution allows to increase the level of dissolved oxygen 60-70 times during the day by a volume of water of at least 20,000 m ³ , while simultaneously activating the biological treatment of water from residual oil, including localized on the surface, settled to the bottom and dissolved in water .

Технический результат достигается тем, что установка для активации биологической очистки от нефти водоемов содержит раму на грузовых поплавках, регулирующих уровень погружения, воронку с заборным соплом, зафиксированную на раме и снабженную насосом с выходным патрубком, конфузорное сопло, для увеличения напора струи на выходе, соединенное через трубопровод с выходным патрубком, колпак в виде полусферы, расположенный над конфузорным соплом. Установка дополнительно содержит помпу с распылителем на конце, предназначенную для подачи раствора биопрепарата на водную поверхность и выполненную с возможностью осевого вращения.The technical result is achieved by the fact that the installation for activating biological treatment of oil from reservoirs contains a frame on cargo floats that regulate the level of immersion, a funnel with a suction nozzle fixed on the frame and equipped with a pump with an outlet pipe, a confuser nozzle connected to increase the pressure of the jet at the outlet, connected through a pipeline with an outlet pipe, a cap in the form of a hemisphere located above the confuser nozzle. The installation additionally contains a pump with a spray at the end, designed to supply a solution of a biological product to the water surface and made with the possibility of axial rotation.

Description

Известен способ очистки воды водоемов и донных отложений от загрязненных нефтью и нефтепродуктами (патент РФ 2260652, МПК Е 02 В 15/04, опубл. 20.09.2005 г.), включающий аэрацию воды и флотацию донных отложений для активации биологической очистки.A known method of purification of water of reservoirs and bottom sediments from contaminated with oil and oil products (RF patent 2260652, IPC E 02 B 15/04, publ. September 20, 2005), including aeration of water and flotation of bottom sediments to activate biological treatment.

Из описания следует, что при осуществлении способа в условиях производства для активации окислительных процессов может быть использован аэратор типа АЭ-1 (www.fid-tech.com), выбранный за прототип, который содержит трубу с насадкой на конце для подачи воздуха в слой воды с одновременным перемешиванием.From the description it follows that when implementing the method in a production environment, an AE-1 type aerator (www.fid-tech.com) selected for the prototype, which contains a pipe with a nozzle at the end to supply air to the water layer, can be used to activate oxidative processes with simultaneous stirring.

Известное устройство не позволяет осуществлять эффективное насыщение воды кислородом, и как следствие, активация окислительных процессов не значительна. Слабое аэрирование не эффективно при очистке донных отложений.The known device does not allow for the effective saturation of water with oxygen, and as a result, the activation of oxidative processes is not significant. Weak aeration is not effective in cleaning bottom sediments.

Применение предложенной полезной модели является эффективным в различных климатических зонах, в том числе и в экстремальных условиях Крайнего Севера, и может быть использовано для очистки проточных и стоячих водоемов, заболоченных территорий и загрязненных вод амбаров и шламонакопителей.The application of the proposed utility model is effective in various climatic zones, including in extreme conditions of the Far North, and can be used to clean flowing and standing reservoirs, wetlands and polluted waters of barns and sludge collectors.

Технический результат достигается тем, что установка для активации биологической очистки от нефти водоемов, предназначенная для насыщения воды кислородом, включающая трубу, соединенную с насосом, согласно технического решения, содержит раму на грузовых поплавках, регулирующих уровень погружения, воронку с заборным соплом, зафиксированную на раме и снабженную насосом с выходным патрубком, конфузорное сопло, для увеличения напора струи на выходе, соединенное через трубу с выходным патрубком, колпак в виде полусферы, расположенный над конфузорным соплом.The technical result is achieved by the fact that the installation for activating biological treatment of oil from reservoirs, designed to saturate water with oxygen, including a pipe connected to a pump, according to the technical solution, contains a frame on cargo floats that regulate the level of immersion, a funnel with a suction nozzle fixed on the frame and equipped with a pump with an outlet pipe, a confuser nozzle, for increasing the pressure of the jet at the outlet, connected through a pipe to the outlet pipe, a cap in the form of a hemisphere located above fuzornym nozzle.

Установка дополнительно содержит помпу с распылителем на конце, предназначенную для подачи раствора биопрепарата на водную поверхность и выполненную с возможностью осевого вращения.The installation additionally contains a pump with a spray at the end, designed to supply a solution of a biological product to the water surface and made with the possibility of axial rotation.

На рис.1 представлен общий вид установки.Fig. 1 shows the general view of the installation.

Установка содержит раму 1, укрепленную на грузовых поплавках 2, регулирующих уровень погружения, воронку 3 с заборным соплом 4, насос 5 с выходным патрубком 6, установленный в воронке 3, конфузорное сопло 7 для увеличения напора струи на выходе, соединенное трубой 9 с выходным патрубком 6, расположенный над конфузорным соплом 7, колпак 8 в виде полусферы.The installation comprises a frame 1 mounted on cargo floats 2, regulating the level of immersion, a funnel 3 with an intake nozzle 4, a pump 5 with an outlet pipe 6 installed in a funnel 3, a confuser nozzle 7 for increasing the pressure of the jet at the outlet, connected by a pipe 9 to the outlet pipe 6, located above the confuser nozzle 7, the cap 8 in the form of a hemisphere.

Установка дополнительно содержит помпу 10 с распылителем на конце, предназначенную для подачи раствора биопрепарата на водную поверхность, и выполненную с возможностью осевого вращения,The installation further comprises a pump 10 with a spray at the end, designed to supply a biological product solution to the water surface, and made with the possibility of axial rotation,

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Установка с помощью якоря фиксируется в определенном месте водоема. С помощью поплавков 2 выставляют уровень погружения.Installation using an anchor is fixed in a specific place in the reservoir. Using floats 2 set the level of immersion.

Загрязненная вода через заборное сопло 4 из толщи поступает в воронку 3 и подается через трубу 9 в конфузорное сопло 7 и затем под давлением на полусферу 8, разбиваясь о которую, жидкость обогащается кислородом и в распыленном состоянии отраженным потоком под давлением поступает в водоем. Регулирование уровня погружения заборного сопла позволяет осуществлять забор загрязненной воды на любом уровне.The contaminated water through the intake nozzle 4 from the thickness enters the funnel 3 and is fed through the pipe 9 to the confuser nozzle 7 and then under pressure into the hemisphere 8, breaking about which, the liquid is enriched with oxygen and in the sprayed state the reflected stream enters the reservoir under pressure. Regulation of the level of immersion of the intake nozzle allows the intake of contaminated water at any level.

Эффективность аэрации определялась увеличением уровня растворенного кислорода в 60-70 раз в течение суток на объем воды не менее 20000 м³.Aeration efficiency was determined by increasing the level of dissolved oxygen 60-70 times during the day by a volume of water of at least 20,000 m ³ .

Процесс биологической очистки воды может быть активизирован препаратом нефтеокисляющего действия в комплексе с минеральными удобрениями.The process of biological water purification can be activated by an oil-oxidizing agent in combination with mineral fertilizers.

При этом перед началом очистки с помощью помпы 10 с распылителем на поверхность водоема равномерно наносят (разбрызгивают) раствор препарата нефтеокисляющего действия и удобрения. За счет осевого вращения, распыление осуществляют диаметрально, т.е. во все стороны вокруг водозаборной воронки, при этом регулируется дальность распыления. Препарат предварительно приготавливается в емкости, установленной, например, на плавающей платформе.In this case, before starting cleaning using a pump 10 with a spray, a solution of the oil-oxidizing agent and fertilizer is uniformly applied (sprayed) to the surface of the reservoir. Due to axial rotation, spraying is carried out diametrically, i.e. in all directions around the water intake funnel, while the spray range is adjustable. The drug is pre-prepared in a container mounted, for example, on a floating platform.

Предлагаемая установка прошла производственное испытание в Республике Коми в зоне аварийного разлива. Опытный участок представлял собой заболоченное кустарничково-пушицево-осоковое понижение площадью около 2 га. В результате действий по локализации аварийного разлива и уборки нефти образовался искусственный The proposed installation passed the production test in the Komi Republic in the emergency spill zone. The experimental plot was a boggy shrub-cotton grass-sedge depression with an area of about 2 hectares. As a result of actions to localize the emergency spill and oil recovery, an artificial

водоем (до 1-1.5 м глубиной). Слой нефти на дне затопленного участка местами достигал 50-70 см.reservoir (up to 1-1.5 m deep). The oil layer at the bottom of the flooded area in some places reached 50-70 cm.

Перед началом активизации процесса десорбции нефти из толщи грунта в воду и перед активизацией биоразложения углеводородов с водной глади участка с помощью нефтесборного оборудования убрали поверхностную нефть. Уборка производилась путем локализации боновыми заграждениями нефтяного пятна и последующей откачки нефтесодержащей жидкости (НСЖ) вакуумбочками.Before the start of the activation of the process of desorption of oil from the soil into water and before the activation of the biodegradation of hydrocarbons from the surface of the plot using oil-collecting equipment, surface oil was removed. Cleaning was carried out by localization of an oil slick with booms and subsequent pumping out of an oily liquid (NSS) in vacuum mills.

Для очистки водоема от остаточной концентрации нефти было установлено 5 экспериментальных установок.To clean the reservoir of residual oil concentration, 5 experimental plants were installed.

После внесения препарата и минерального удобрения, экспериментальные установки перевели в рабочий режим (подключили). В целом за период работ установки работали 1,5 месяца в течение 8 часов.After making the drug and mineral fertilizer, the experimental units were switched to the operating mode (connected). In general, during the period of operation of the installation, they worked 1.5 months for 8 hours.

Через одну неделю после начала обогащения воды кислородом в водоеме зафиксировали значительное увеличение массы микрофлоры (в 600-800 раз), наряду с этим наблюдали увеличение в воде концентрации растворенных нефтепродуктов. Это связано с тем, что в почво-грунте активизировались процессы микробиологической деятельности, которые привели к изменению качественного состава остаточной нефти. Анализ изменения состава фракций нефти показал увеличение содержания растворимых соединений, сопровождающих микробиологическое разложение тяжелых парафинов.One week after the start of water enrichment with oxygen in the reservoir, a significant increase in the mass of microflora was recorded (600-800 times), along with this, an increase in the concentration of dissolved oil products in water was observed. This is due to the fact that the processes of microbiological activity have intensified in the soil, which have led to a change in the qualitative composition of the residual oil. Analysis of changes in the composition of oil fractions showed an increase in the content of soluble compounds accompanying the microbiological decomposition of heavy paraffins.

Увеличение содержания в воде растворенных нефтепродуктов сопровождалось всплыванием окисленной нефти со дна на поверхность водоема. Это связано с изменением удельного веса нефти в массе (слое) нефтезагрязненного донного грунта в связи с ее эмульгированием за счет увеличения уровня активного кислорода при работе устройств, приводящим к активной десорбции нефти в толщу воды. Всплывающую на поверхность нефть по мере накопления собирали нефтесборщиками.An increase in the content of dissolved oil products in water was accompanied by the rise of oxidized oil from the bottom to the surface of the reservoir. This is due to a change in the specific gravity of oil in the mass (layer) of oil-contaminated bottom soil in connection with its emulsification due to an increase in the level of active oxygen during operation of the devices, leading to active desorption of oil into the water column. Oil floating to the surface as it accumulated was collected by oil collectors.

В июле наблюдали интенсивное образование пленок микрофлоры в местах скопления нефтяной массы на поверхности воды. Уровень биологической активности почвы был максимальным в первой половине июля, то есть почти на месяц позже, чем пик содержания в воде растворенных углеводородов. Активизации аборигенных микроорганизмов в почве и воде участка способствовало снижение степени токсичности субстратов для биоты за счет уменьшения массы нефти на участке.In July, intensive formation of microflora films was observed in places of accumulation of oil mass on the surface of the water. The level of biological activity of the soil was maximum in the first half of July, that is, almost a month later than the peak of dissolved hydrocarbons in water. The activation of indigenous microorganisms in the soil and water of the site contributed to a decrease in the toxicity of substrates for biota by reducing the mass of oil in the site.

В почвенном субстрате в период наибольшей биологической активности численность бактерий, растущих на МПА (мясопептонном агаре) возросла в 7000 раз, бактерий и грибов, растущих на среде Чапека - в 5000 раз, численность факультативных азотфиксаторов увеличилась в 2000 раз. Выявлено, что потребление из воды растворимых In the soil substrate during the period of greatest biological activity, the number of bacteria growing on MPA (meat peptone agar) increased 7,000 times, bacteria and fungi growing on Chapek's medium - 5,000 times, the number of facultative nitrogen fixers increased 2,000 times. It was found that the consumption of water soluble

соединений азота, фосфора и калия происходило очень быстро. В течение всего полевого сезона вносились на участок минеральные удобрения.compounds of nitrogen, phosphorus and potassium occurred very quickly. During the entire field season, mineral fertilizers were applied to the site.

К окончанию работ в воде обнаружены лишь следовые количества азота и фосфора при несколько увеличенном содержании калия.By the end of the work, only trace amounts of nitrogen and phosphorus were found in water with a slightly increased potassium content.

На участках, свободных от воды или слабо затопленных снижение загрязнения нефтью отмечено до середины августа. Это обусловило возобновление развития растительности - осоки, вахты трехлистной, пушиц, на карликовой березке началось отрастание листьев.In areas free of water or slightly flooded, a decrease in oil pollution was noted until mid-August. This led to the resumption of the development of vegetation - sedge, shamrocks, cotton grass, on a dwarf birch, leaf regrowth began.

В конце лета нефтяная пленка на дне и поверхности водоема отсутствовала, уровень растворенных нефтепродуктов был близок к нулю. Наряду с этим было отмечено цветение вахты на открывшихся участках почво-грунта, на карликовой березке отсутствовала нефтяная пленка, происходило нормальное развитие листьев. В водоеме появились водоросли, которых не было в начале сезона, и которые отсутствуют на соседних участках, загрязненных нефтью.At the end of summer, there was no oil film at the bottom and surface of the reservoir, the level of dissolved oil products was close to zero. Along with this, the rotation of the shift was observed in the discovered sections of the soil, there was no oil film on the dwarf birch, and the leaves were developing normally. Algae appeared in the reservoir, which were not at the beginning of the season, and which are absent in neighboring areas contaminated with oil.

По сравнению с опытным участком, на соседнем, где была проведена лишь уборка нефти с поверхности, донный грунт оставался в течение всего сезона сильнозагрязненным нефтью.Compared with the experimental site, in the neighboring one, where only oil was removed from the surface, the bottom soil remained heavily contaminated with oil throughout the season.

Таким образом, предлагаемое изобретение способствует активизации биологического разложения нефти. Об этом позволяют судить данные по снижению уровня нефтезагрязнения почво-грунта, воды, удаление нефтяной массы со дна водоема, и увеличение наряду с этим численности различных групп микрофлоры. Этому способствовали активизация местного микробоценоза под действием высокого уровня растворенного в воде кислорода. Скорость деструкции нефти по сравнению с контролем без обогащения кислородом выросла в массе почво-грунта в 50 раз, а в воде (снижение массы растворенных нефтепродуктов) в 27 раз. Характерным показателем очистки от нефтезагрязнения является увеличение массы водорослей после снятия токсического воздействия нефти, в то время как на соседнем контрольном участке водоросли не появлялись в течение всего полевого сезона.Thus, the present invention contributes to the activation of the biological decomposition of oil. This can be judged by data on a decrease in the level of oil pollution of soil, water, removal of oil from the bottom of a reservoir, and an increase in the number of different microflora groups. This was facilitated by the activation of local microbocenosis under the influence of a high level of oxygen dissolved in water. Compared to the control without oxygen enrichment, the rate of oil destruction increased in the mass of soil by 50 times, and in water (decrease in the mass of dissolved oil products) by 27 times. A characteristic indicator of oil pollution removal is an increase in the mass of algae after removing the toxic effects of oil, while algae did not appear in the neighboring control plot throughout the entire field season.

Claims

1. Installation for the activation of biological treatment of oil from reservoirs, designed to saturate water with oxygen, including a pipe connected to a pump, characterized in that it contains a frame on cargo floats that regulate the level of immersion, a funnel with a suction nozzle fixed on the frame and equipped with a pump with an outlet a nozzle, a confuser nozzle, for increasing the pressure of the jet at the outlet, connected through a pipeline to the outlet nozzle, a hemispherical cap located above the confuser nozzle.

2. The installation according to claim 1, characterized in that it further comprises a pump with a spray at the end, designed to supply a biological product solution to the water surface and made with axial rotation.