Очистка грунта и воды от органических присадок к буровым растворам при помощи аборигенной культурымикроорганизмов | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 325.

Очистка грунта и воды от органических присадок к буровым растворам при помощи аборигенной культурымикроорганизмов

Предложен способ очистки воды и грунта, загрязненной различными органическими присадками к буровым растворам, который заключается во внесении минеральных удобрений и биологических препаратов на основе микробных культур, способных разлагать основные виды присадок, используемых в мировой практике при проведении буровых работ

Purification of soil and water from organic additives to drilling fluids with the help of aborigine culture of microorganisms.pdf Проведение масштабных работ по разведочному и промышленному бурению сопряжено с образованием большого объема отходов, которые относятся к III, IV классу опасности. По этой причине существует необходимость в дезактивации отходов бурения. В данной работе рассматривается способ микробиологической деструкции отходов бурения, причем рассматривается наиболее сложная ситуация: ликвидация загрязнений при бурении добывающих скважин на нефть, т.к. при таких работах к загрязнению окружающей среды буровыми отходами добавляется загрязнение нефтью. Действующим фактором при проведении работ по дезактивации отходов являются аборигенные микроорганизмы. Способ их выделения, селекции и наработки рабочего объема описан в ранее опубликованных работах [1-2].Биоразложение органических присадок к буровым растворам проводят одновременно с процессом ликвидации замазученности. Однако в целях сокращения времени необходимо удалить нефть, доступную для механической сборки.Материалы и методыКомпоненты буровых растворов хорошо растворимы в воде. По этой причине очистке подвергается водная масса- почвенная влага и содержимое водоемов. Поскольку работы ведутся с водными растворами в больших объемах, то наиболее приемлемой является биологическая очистка.В исследованиях изучалась возможность следующих биологических компонентов бурового раствора: Габроил, Карбометилцеллюлоза, Сайпан, Суперфлок, Peopak, Polipac, Дефобур, Spersene CF, Praestol, FLO-VIS, Polypac-R, Duo-VIS, Praestol, Ecopac-SL, Polypac, Acitan P-803, Polimer-XB, Катцел-3, Flocyel LVD, Su-perfloc, CLEAR Drill-500.В данный перечень включены почти все присадки к буровым растворам, используемые в мировой практике. Удалось выделить микроорганизмы, способные утилизировать все вышеперечисленные вещества как в виде отдельных соединений, так и в виде смесей произвольного состава.Результаты и обсуждениеОчистка грунтов от присадок к буровым растворам проводится в несколько этапов. На первом этапе необходима оптимизация физико-химических показателей грунтов. Ход работ и расход реактивов существенно не отличаются от работ по очистке нефтезагрязненных грунтов, в частности совпадают дозы закислителей и раскислителей.На втором этапе в грунт вносятся биопрепараты, содержащие микроорганизмы, разрушающие присадкик буровым растворам, используя компоненты органических присадок к буровым растворам как единственный источник углерода и энергии. Дозы внесения биологических препаратов составляли 0,1-0,2 кг/м3 с содержанием живых микроорганизмов в количестве 5,4-6,6 х108 клеток/мл.В грунты с малой сорбционной активностью (песок, гравий, щебень) минеральные удобрения вносились в малорастворимой форме в виде торфогранул, культура микроорганизмов вносилась на пористом носителе. В качестве носителя использовался торф, содержание активной формы микрофлоры составляло 4-5% от массы носителя. Количество торфяной массы с микроорганизмами на 1 м3 загрязненного грунта составляло 2-4 кг.В грунты с высокой сорбционной активностью (почва, торф и др.) микрофлора вносилась как в виде водной суспензии, так и на носителях. В виде суспензии вносилось 10-20 л 1% смеси на 1 м3 или 2-4 кг 4-5% смеси на твердом носителе (1,3-1,5 х108 клеток/мл).Минеральные добавки: источники азота фосфора, калия магния, вносились в следующей дозировке (на 1 м3 грунта):1..Аммиачная селитра - 1,2 кг; диаммоний фосфат -0,5 кг; калиймагнезия - 0,1 кг.2..Азофоска или нитроамофоска - 1 кг; аммиачная селитра - 0,5 кг; магниясульфат - 0,05 кг.После внесения биопрепаратов и минеральных удобрений проводилась вспашка грунта на глубину до водоизолирующего слоя. При отсутствии такого слоя -на глубину 30-35 см.Однообразие доз вносимых минеральных и биологических препаратов обусловлено тем, что концентрация присадок буровых растворов постоянна.При очистке водоемов их содержимое оптимизировалось по рН. Расход материалов в закисленной среде на 1 шЧш: представлен в табл. 1, а в щелочной среде - в табл. 2.Таблица 1 Расход материалов в закисленной среде на 1 м3/кгрнМолотый известнякКальцинированная содаДиаммонийфосфат32-30,7-1-41-20,3-0,7-50,5-10,15-0,30,2-0,3Таблица 2 Расход материалов в щелочной среде на 1 м3, кгрнСерная кислота кг/л 2% р-раСульфат аммония8-0,7-19-1-2100,3-0,5-110,7-1,2-174При использовании в качестве раскислителей и за-кислителей минеральных удобрений их дозы учитывались в общем балансе минеральных удобрений.На втором этапе очистки загрязненных водоемов вносились минеральные удобрения (табл. 3).Таблица 3 Дозировка минеральных удобрений на 1 м3 водоема, кгАЗОФОСКА ИЛИ НИТРОАМОФОСКА0,1-0,2Аммиачная селитра0,05-0,1Калиймагнезия0,01-0,015Кроме указанных минеральных удобрений вносилась микрофлора в дозе 0,02 кг на 1 м3 в виде 1% суспензии - 2 л или на пористом носителе 0,4-0,5 кг.При глубине водоема до 1 м аэрация обеспечивается естественной диффузией воздуха. При большей глубине обеспечивалась принудительная аэрация при помощи аэраторов, применяемых рабохозяйственными предприятиями. Через каждые 24 ч проверялось остаточное содержание водорастворимых органических буровых присадок. Для этого проводилась экстракция водой из навески очищенного грунта. После фильтрования и центрифугирования методом пермангонато-метрии определяли содержание органических веществ [3]. Результаты сравнивались с фоном. Работа прово-дилась на различных грунтах: почва, песок, торф, глина, а также очищенная вода. Изучены как обычные бессолевые среды, так и среды, содержащие NaCl до концентрации 40 г/кг. В результате было установлено, что микроорганизмы способны полностью разрушать органические присадки до углекислого газа и воды. Период снижения концентрации органических веществ при температуре +12...20°С длится 10-30 сут при изначальном содержании присадок 10-20 г/кг органического грунта или воды. В проделанной работе впервые удалось дезактивировать органические присадки в виде смесей произвольного состава при одновременном содержании в смеси свыше 20 различных органических веществ. В дополнительных опытах было установлено, что биоразложение присадок буровых растворов возможно и при температуре +0,1...4°С. Это позволяет проводить очистку грунта и воды в зимнее время. Выводы:1..Анализ остаточного содержания буровых присадок, проведенных с помощью пермангонатометрии [1], показал, что период 100-кратного снижения концентрации органических веществ длится 10 сут и отсутствуют органические загрязнители в очищаемой среде.2..Разработанный способ позволяет проводить очистку воды и любых грунтов от органических присадок к буровым растворам.1.

Ключевые слова

экология, буровые работы, микроорганизмы, очистка, ecology, microorganisms, drilling fluid, purification

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Калюжин Владимир АнатольевичОСП «НИИ ББ ТомГУ»кандидат биологических наукkalyuzhina@obr.admin.tomsk.ru
Всего: 1

Ссылки

Пискарева С.К., Барашков К.М., Ольшанова К.М. Аналитическая химия. М.: Высш. шк., 1994. 384 с.
Калюжин В.А. Способ биологической очистки воды и грунта от органических веществ алифатического, карбоциклического, гетероциклического рядов и их смесей произвольного состава // Патент РФ от 27 января 2008. № 2315670.
Калюжин В.А. Способ очистки воды и почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами // Патент РФ № 2057724 от 10 апреля 1996 г.
 Очистка грунта и воды от органических присадок к буровым растворам при помощи аборигенной культурымикроорганизмов | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 325.

Очистка грунта и воды от органических присадок к буровым растворам при помощи аборигенной культурымикроорганизмов | Вестн. Том. гос. ун-та. 2009. № 325.

Полнотекстовая версия