способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов, включающий внесение в загрязненную воду биомассы бактерий и неорганического коагулянта, отделение образующихся флокул осаждением или флотацией, отличающийся тем, что используют биомассу бактерий, выделенную из местной природной среды, загрязненной нефтепродуктами, которую вносят перед неорганическим коагулянтом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганического коагулянта применяют алюминийсодержащий коагулянт или железный купорос.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов и может быть использовано для очистки сточных вод автохозяйств, железнодорожных и других предприятий, сточные воды которых содержат нефть и нефтепродукты.

Известен способ очистки водоемов от нефтяных загрязнений с использованием органических коагулянтов и активированного угля (АУ) (Бабенков Е.Д. «Очистка воды коагулянтами». - М.: «Наука». - 1977, стр.238-242). По данным, полученным нами этим способом при расходах алюминийсодержащего коагулянта 100 мг/л сточной воды, содержащей 5 мг/л нефтепродуктов, и 120 мг/л АУ, удалось получить очищенную воду с содержанием нефтепродуктов 0.045 мг/л, что соответствует ПДК для рыбохозяйственных водоемов («Перечень рыбохозяйственных нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасного уровня воздействия для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение». Изд. ВНИ РО. - Москва. - 1999). Однако очистка с помощью коагулянтов и АУ стоит дорого и может быть использована для объектов специального назначения.

Известен также способ очистки окружающей среды от нефти и нефтепродуктов путем биостимуляции природных микроорганизмов (микробного ценоза) внесением удобрений в очищаемый участок природной среды или получением биомассы микроорганизмов, выделенных из загрязненного ценоза, которые способны наиболее эффективно утилизировать данный загрязнитель (патент РФ №2041172, кл. 6 C02F 3/39, Е02В 15/04, Способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов. / Белонин М.Д., Рогозина Е.А., Свечина P.M., Хотянович А.В., Орлова Н.А. // 1995. - Бюл., №22). Способ основан на введении бактериальной культуры в смеси с минеральным удобрением, используется природный штамм Mycobacterium ВНИИСХМ 375А в количестве 15·10 ⁶-15·10⁷ клеток на 1 г нефтепродуктов. Недостатком рассматриваемого способа является растянутое время очистки и невозможность его использования для подготовки сточных вод к повторному применению или к сбросу в открытые водоемы.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки водоемов от нефтяных загрязнений путем обработки поверхности водоема клетками аэробных микроорганизмов, содержащихся в гельфракции с иммобилизованными в ней морскими микроорганизмами из родов Alteromonas, Pseudomonas, Bacillus, Moraxella, Fravobacterium (патент РФ №2025466, кл. 5 C02F 1/40. Способ очистки водоемов от нефтяных загрязнений. Каушанский Д.А., Демьяновский В.Б., Ступанова Т.П. - 1994. - Бюл. №24). Способ предусматривает предварительную подготовку гельфракции полиакриламида с ее иммобилизацией аэробными микроорганизмами. При использовании такой иммобилизованной гельфракции она разрушается, эффективность ее действия снижается. Вторым недостатком рассматриваемого способа является применение полиакриламида в качестве коагулянта, эффективность его действия значительно ниже, чем неорганических и ионоактивных органических коагулянтов, а также то, что полиакриламид вводят в виде готового геля (полимеризация уже прошла), что не дает возможность включить в состав геля нефть и нефтепродукты.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в очищаемую сточную воду автохозяйств или нефтебаз после ее грубой очистки вводят местные нефтеокисляющие бактерии, выделенные из загрязненных нефтепродуктами почв, которые начинают взаимодействовать с коллоидными частицами нефти и нефтепродуктов. При введении неорганических коагулянтов происходит образование флокул, содержащих бактерии и нефтепродукты, т.е. иммобилизация бактерий образующимися флокулами происходит непосредственно в очищаемой воде, о чем свидетельствует распределение бактерий между жидкой фазой очищаемой воды и флокулами. Нефть и нефтепродукты, входящие в состав флокул, способствуют аккумуляции флокулами бактерий. Таким образом, полученные флокулы увеличивают свою сорбционную емкость по отношению к нефти и нефтепродуктам.

По технологии в соответствии с предлагаемым способом в очищаемую воду, содержащую нефть или нефтепродукты, вводят нефтеокисляющие бактерии. Затем вводится сульфат алюминия (алюминийсодержащий коагулянт) или железный купорос и выравниваются необходимые значения рН (5.5-8.5). Из образованной суспензии, состоящей из жидкой фазы и флокул, выделяются флокулы отстаиванием или флотацией. В качестве собирателя при использовании флотации применяется поверхностно-активное вещество (ПАВ), например мыло сырого талового масла. Использование ПАВ в процессе, как нами было установлено ранее, значительно ускоряет флокулообразование, но затрудняет определение нефти и нефтепродуктов. В данном случае это учитывается холостыми опытами.

Результаты этих опытов и условия их проведения приведены ниже.

Пример 1. В очищаемую воду, содержащую 5 мг/л нефтепродуктов, вводится 10 ⁷ кл/мл местных нефтеокисляющих бактерий, выделенных из нефтеочистного буферного пруда. После контактирования вводится железный купорос. Его концентрация в очищаемой воде составляет 75 мг/л. Образованная смесь перемешивается при рН 7.5-8.0 и отстаивается. Образующиеся флокулы переходят в осадок. Содержание нефтепродуктов в очищенной воде составило 0.046 мг/л. Содержание нефтеокисляющих бактерий в очищенной воде 1·10² кл/мл, в осадке флокул 45·10⁶ кл/мл.

Пример 2. В очищаемую воду, содержащую 5 мг/л нефтепродуктов, вводится железный купорос до концентрации в очищаемой воде 75 мг/л. Образованная смесь перемешивается при рН 8.0 и отстаивается.

Время отстаивания равно времени отстаивания по примеру 1.

Содержание нефтепродуктов в очищенной воде составило 0.154 мг/л.

Пример 3. В очищаемую воду по примеру 1 вводится железный купорос. При рН 8 добавляются бактерии в количестве 10⁷ кл/мл. После отстаивания по примеру 1 и 2 выделяется жидкая фаза. Содержание нефтепродуктов в ней составило 0.066 мг/л. Содержание бактерий в очищенной воде составило 1.5·10⁷ кл/мл, в осадке 4.3·10 ⁷ кл/мл.

Пример 4. В очищаемую воду по примеру 1 вводятся 10⁷ кл/мл местных нефтеокисляющих бактерий. После контактирования вводится алюминийсодержащий коагулянт (сульфат алюминия). Его концентрация в очищаемой воде составила 100 мг/л. Образованная смесь перемешивается при рН 8.0, отстаивается и определяется жидкая фаза. Содержание нефтепродуктов в жидкой фазе составило 0.05 мг/л. Содержание нефтеокисляющих бактерий в жидкой фазе составило 5·10² кл/мл, их содержание в осадке 48·10⁷ кл/мл.

Пример 5. В очищаемую воду по примеру 1 вводится алюминийсодержащий коагулянт. Его концентрация в очищаемой воде составила 100 мг/л. Образованная смесь перемешивается при рН 8, отстаивается одинаковое время по примеру 1 и отделяется жидкая фаза. Содержание нефтепродуктов в ней составило 0.312 мг/л.

Пример 6. В очищаемую воду по примеру 1 вводится алюминийсодержащий коагулянт. Концентрация его в очищаемой воде составила 100 мг/л. Образованная смесь перемешивается, и добавляются бактерии в количестве 10⁷ кл/мл. После отстаивания по примеру 4 и 5 выделяется жидкая фаза. Содержание нефтепродуктов в ней было равно 0.116 мг/л, а нефтеокисляющих бактерий 1.2·10⁷ кл/мл. Содержание их в осадке 12·10⁷ кл/м.

Приведенные данные показывают, что иммобилизация местных нефтеокисляющих бактерий, выделенных из местных природных сред, загрязненных нефтепродуктами, флокулами, образованными из неорганических коагулянтов (рН 8), способствует очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты, до значений ПДК рыбохозяйственных водоемов. Причем использование алюминийсодержащего коагулянта предпочтительнее железному купоросу из-за остаточных концентраций железа в очищенной воде. В то же время при использовании алюминийсодержащего коагулянта содержание Al₂О ₃ в очищенной воде незначительно и составляет около 0.01 мг/л. Следует отметить также порядок введения бактерий в очищаемую воду. Здесь лучшие результаты получены при введении бактерий перед добавлением коагулянта, что способствует иммобилизации бактерий флокулами и увеличению их сорбционной емкости.

Таким образом, введение неорганических коагулянтов в очищаемую воду, содержащую местные нефтеокисляющие бактерии, способствуют достижению в ней ПДК нефтепродуктов для рыбохозяйственных водоемов.