Патент на изобретение №2326748

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ И ГРУНТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области обезвреживания почв и грунтов от различных загрязнений. Для осуществления способа смешивают загрязненные почву и грунт с водой, добавляют в образующуюся пульпу реагент и проводят флотационную обработку этой пульпы с последующим ее разделением на загрязнения в виде пенного продукта и очищенных почвы и грунта в виде камерного продукта. В качестве реагента используют верховой торф и нефлотируемую биомассу микроорганизмов и продукты ее физико-химической переработки в виде внутриклеточных элементов в соотношении верховой торф: биомасса и продукты ее переработки соответственно от 1:0,1 до 1:0,8 и при этом соотношение биомасса: внутриклеточные элементы составляет от 1:0,2 до 1:1. Доза реагента составляет 1-5 мас.% от сухого вещества почвы и грунта. Переработку биомассы осуществляют путем нагревания при температуре 60-90°С, рН 8-12 в течение 0,5-2,0 часов. Полученные очищенные почва и грунт содержат загрязнения в количестве, не превышающем предельно допустимые концентрации их в почве, в частности по нефтепродуктам не более 0,1 мг/кг. Полученный результат значительно превышает аналогичные показатели по известному способу. Изобретение может быть также использовано для обезвреживания различных жидких и твердых бытовых и промышленных отходов. 2 з.п. ф-лы.

Предлагаемый способ относится к области обезвреживания почв и грунтов от различных загрязнений.

Известны различные способы очистки почвы и грунта, в том числе от нефтезагрязнений. Сущность большинства известных способов основана на внесении в загрязненную почву или грунт различных микроорганизмов, в процессе жизнедеятельности которых происходит обезвреживание и очистка почвы, например от углеводородов нефти и тяжелых металлов. Известны также способы, которые позволяют создать благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, присутствующих в обезвреживаемых почве и грунте. Суть этих способов, основанных на поддержании как искусственно внесенных в почву и грунт микроорганизмов, так и постоянно присутствующих в почве и грунте микроорганизмов, состоит в создании оптимальных условий для культивирования микроорганизмов в загрязненных почве и грунте. Эффективность использования таких способов зависит в значительной степени от создания оптимальных условий для большинства микроорганизмов, присутствующих в загрязненных почвах и грунтах.

По различным оценкам эффективность этих способов составляет примерно от 20 до 70% извлечения из почвы и грунта загрязнений за теплый (летний) период года.

Существенным недостатком этих способов является отсутствие какой-либо надежной гарантии достижения определенного положительного результата. Среди многих причин, влияющих на достижение положительных результатов, является как наличие сбалансированного питания для микроорганизмов, так и влияние погодных условий, в том числе температуры окружающей среды, наличие дождей и т.д. (Ксенофонтов Б.С. Очистка воды и почвы флотацией. М.: Новые технологии. 2004. С.155-180).

Другая группа известных способов основана на использовании механических и физико-химических воздействий на загрязненную почву и грунт. В основе этих способов заложено механическое или физико-химическое воздействие на отрыв загрязнения от частиц почвы или грунта с последующим отделением этих загрязнений (Ксенофонтов Б.С. Очистка воды и почвы флотацией. М.: Новые технологии. 2004. С. 181-205).

Существенным недостатком этих способов является неполное извлечение загрязнений из почвы или грунта, а также дороговизна добавляемых в очищаемые почву или грунт реагентов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ очистки почвы и грунта, включающий смешение загрязненных почвы или грунта с водой, добавление в образующуюся пульпу реагента и флотационную обработку этой пульпы с последующим разделением ее на загрязнения в виде пенного продукта и очищенные почву и грунт в виде камерного продукта (Патент РФ №2232654, кл. 7 В09С 1/04, приор. 22.01.2003, опубл. 20.07.2004 – прототип).

Существенным недостатком известного способа является неполное извлечение загрязнений, а также дороговизна используемого реагента.

Для устранения указанных недостатков предлагается новый способ очистки почвы и грунта от загрязнений.

Сущность предлагаемого способа очистки почвы и грунта от загрязнений состоит в том, что смешивают загрязненные почву и грунт с водой, добавляют в образующуюся пульпу реагент и проводят флотационную обработку этой пульпы с последующим ее разделением на загрязнения в виде пенного продукта и очищенных почвы и грунта в виде камерного продукта с отличительной особенностью того, что в качестве реагента с дозой 1-5 мас.% от сухого вещества почвы и грунта используют верховой торф и нефлотируемую биомассу микроорганизмов и продукты ее физико-химической переработки в виде внутриклеточных элементов в соотношении торф: биомасса и продукты ее переработки соответственно от 1:0,1 до 1:0,8 и при этом соотношение биомассы и внутриклеточных элементов составляет от 1:0,2 до 1:1, а переработку биомассы осуществляют путем нагревания при температуре 60-90°С, рН 8-12 в течение 0,5-2,0 часов.

В результате получают очищенные почву и грунт с содержанием загрязнений, не превышающих предельно допустимых концентраций их в почве, в частности по нефтепродуктам не более 0,1 мг/кг. Этот результат значительно превышает аналогичные показатели, получаемые по известному способу.

Эффективность предлагаемого способа иллюстрируется, но не ограничивается нижеследующими примерами.

Пример 1

Проверку эффективности предлагаемого способа проводили путем очистки загрязненной нефтепродуктами почвы и грунта с концентрацией 20 г/кг путем смешения с водой и последующей флотационной обработки в течение 40 минут полученной суспензии с добавлением реагента с дозой 2,5 мас.% от сухого вещества почвы и грунта перед проведением флотации, причем в качестве реагента использовали нефлотируемую биомассу микроорганизмов и продукты ее физико-химической переработки в виде внутриклеточных элементов в соотношении верховой торф: биомасса и продукты ее переработки соответственно 1: 0,45 и при этом соотношение биомасса: внутриклеточные элементы составило 1: 0,9, а переработку биомассы осуществляли путем нагревания при температуре 75°С, рН 10 в течение 1,2 часа. В качестве биомассы микроорганизмов использовали активный ил из очистных сооружений нефтеперерабатывающего предприятия.

В результате получили очищенную почву с остаточной концентрацией нефтепродуктов 0,08 мг/кг.

Пример 2

Очистку загрязненной нефтепродуктами почвы и грунта (концентрация нефтепродуктов 20 г/кг) проводили, как и в примере 1, за исключением того, что в качестве реагента с дозой 1 мас.% от сухого вещества почвы и грунта использовали верховой торф и нефлотируемую биомассу микроорганизмов и продукты ее физико-химической переработки в виде внутриклеточных элементов в соотношении верховой торф: биомасса и продукты ее переработки соответственно 1:0,1 и при этом соотношение биомасса: внутриклеточные элементы составило 1:1, а переработку биомассы осуществляли путем нагревания при температуре 60°С, рН 12 в течение 0,5 часов. В качестве биомассы микроорганизмов использовали дрожжи рода Candida.

В результате получили очищенную почву с остаточной концентрацией нефтепродуктов 0,09 мг/кг.

Пример 3

Очистку загрязненной нефтепродуктами почвы и грунта (концентрация нефтепродуктов 20 г/кг) проводили, как и в примере 1, за исключением того, что в качестве реагента с дозой 5 мас.% от сухого вещества почвы и грунта использовали верховой торф и нефлотируемую биомассу микроорганизмов и продукты ее физико-химической переработки в виде внутриклеточных элементов в соотношении верховой торф: биомасса и продукты ее переработки соответственно 1:0,8 и при этом соотношение биомасса: внутриклеточные элементы составило 1:0,2, а переработку биомассы осуществляли путем нагревания при температуре 90°С, рН 8,0 в течение 2 часов. В результате получили очищенную от нефтепродуктов почву до остаточной концентрации 0,1 мг/кг. В качестве биомассы микроорганизмов использовали бактерии рода Pseudomonas.

Очистка аналогичного образца загрязненной почвы по известному способу (аналогу) позволила получить образец очищенной почвы с остаточной концентрацией нефтепродуктов 95 мг/кг.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с известным способом-аналогом значительно повысить эффективность очистки почвы, включая достижение ПДК и менее.

Формула изобретения

1. Способ очистки почвы и грунта, включающий смешение загрязненных почвы и грунта с водой, добавление в образующуюся пульпу реагента и флотационную обработку этой пульпы с последующим ее разделением на загрязнения в виде пенного продукта и очищенных почвы и грунта в виде камерного продукта, отличающийся тем, что в качестве реагента с дозой 1-5 мас.% от сухого вещества почвы и грунта используют верховой торф и нефлотируемую биомассу микроорганизмов и продукты ее физико-химической переработки в виде внутриклеточных элементов в соотношении верховой торф:биомасса и продукты ее переработки соответственно от 1:0,1 до 1:0,8.

2. Способ очистки почвы и грунта по п.1, отличающийся тем, что соотношение биомасса:внутриклеточные элементы составляет от 1:0,2 до 1:1.

3. Способ очистки почвы и грунта по п.1 или 2, отличающийся тем, что переработку биомассы осуществляют путем нагревания при температуре 60-90°С, рН 8-12 в течение 0,5-2,0 ч.