Что такое сорбент для очистки почвы

Изобретение относится к сорбентам природного растительного происхождения и может быть использовано для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов. Сорбент содержит нестерильный верховой сфагновый мох или верховой слаборазложившийся сфагновый торф и экстракт лечебной грязи, полученный экстрагированием мелкодисперсной торфяной грязи со степенью разложения растительных остатков 50% и более гидрокарбонатно-натриевой минеральной водой при содержании компонентов, вес.%: нестерильные верховой мох или верховой слаборазложившийся сфагновый торф 85-89, водный экстракт лечебной грязи 11-15. Изобретение обеспечивает повышение качества очистки и ее интенсификацию.

Формула изобретения

Сорбент для очистки почвы от нефтепродуктов, включающий торф и модификатор, отличающийся тем, что в качестве торфа он содержит нестерильные верховой сфагновый мох или верховой слаборазложившийся сфагновый торф, а в качестве модификатора — экстракт лечебной грязи, полученный экстрагированием мелкодисперсной торфяной грязи со степенью разложения растительных остатков 50% и более гидрокарбонатно-натриевой минеральной водой при содержании компонентов, вес.%:

Классы МПК:	B01J20/24 высокомолекулярные соединения естественного происхождения, например гуминовые кислоты или их производные
Патентообладатель(и):	Чаков Владимир Владимирович (RU)
Приоритеты:

Нестерильный верховой мох
или верховой слаборазложившийся
сфагновый торф	85-89
Водный экстракт лечебной грязи	11-15

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сорбционным препаратам природного растительного происхождения и может быть использовано для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов.

Одним из негативных последствий интенсификации нефтедобычи является загрязнение почвенного покрова территорий нефтеуглеводородами. При попадании нефти и нефтепродуктов в почву происходят глубокие и часто необратимые изменения морфологических, физико-химических, микробиологических свойств почвенного покрова, а иногда и существенная перестройка всего почвенного профиля, что приводит к потере плодородия загрязненных почв.

Наиболее быстрым и дешевым способом борьбы с проливами больших количеств нефти и нефтепродуктов является ее выжигание. Однако выделение при сгорании огромного количества токсичных и канцерогенных продуктов сгорания сводит к минимуму возможность практического использования данного метода вблизи населенных пунктов и промышленных объектов. При этом нефть не утилизируется, что приводит к большим материальным потерям.

Известен способ, когда для повышения эффективности процесса обезвреживания грунта термическим методом, обезвреживание проводят в специальном агрегате в две стадии: на первой при температуре 300. 400°С осуществляется испарение и десорбция токсичных веществ из грунта, на второй — при температуре 1000. 1100°С дожигаются выделяющиеся газы (Экологические аспекты воздействия компонентов жидких ракетных топлив на окружающую среду. СПб. — 1996. — Прикладная химия, с.26-27). Данный термический метод обезвреживания позволяет повысить эффективность процесса обезвреживания, снизить уровень неблагоприятного термического воздействия на грунт, но ему также присущи недостатки, такие как: не удается обезвредить грунт от токсичных химических веществ до ПДК; процесс энергоемок, удельный расход керосина 0,08-0,45 кг/кг грунта в зависимости от его влажности и размера комков.

В целях защиты экологии окружающей среды и снижения энергоемкости в настоящее время все большее применение находят сорбенты как на растительной основе, так и на минеральной, такие как торф, опилки, кора, древесная мука и т.д., а также перлит, керамзит, вермикулит — это материалы, образующие за счет процессов сорбции агломераты при контакте с нефтью.

Основные преимущества сорбентов: нетоксичность, эффективность, дешевизна, плавучесть, способность к многократному использованию, легкость утилизации, а также возможность использования отходов производства.

Так, из уровня техники известен сорбент, полученный обработкой природного торфа серной кислотой при кипячении в течение 30 мин с последующей воздушной сушкой при температуре 20-22°С в течение 24 часов (Экологические аспекты воздействия компонентов жидких ракетных топлив на окружающую среду. СПб. — 1996. — Прикладная химия, с.32). Данный сорбент обладает высокой сорбционной емкостью по отношению к токсичным химическим веществам, но сорбент имеет и существенные недостатки: требуется регенерация отработанного сорбента; при обработке торфа раствором серной кислоты не сохраняется микрофлора торфа; при применении сорбента для обезвреживания грунта наблюдается закисление почвы.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является адсорбент для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов, содержащий торф или его смесь с сапропелем и модификатор в виде солей двухвалентных металлов гуминовых кислот (RU, патент 2124397, B01J 20/22).

Недостатком данного сорбента является низкая степень очистки загрязненной почвы из-за недостаточной деструкционной сорбционной способности сорбента ввиду того, что составляющие основу сорбента торф или его смесь с сапропелем имеют пластичную глинистую структуру, которая не способна обеспечить прохождение кислорода, что ограничивает образование и работу микроорганизмов и, как следствие, приводит к большому расходу сорбента для достижения полного восстановления загрязненной поверхности почвы.

Кроме того, гуминовые вещества используемого модификатора со своей аборигенной микрофлорой в таких условиях, то есть при недостаточном количестве кислорода, не способствуют получению положительного эффекта на деградацию нефти, особенно при высоком содержании ее в почве.

Техническим результатом данного технического решения является повышение качественных и скоростных параметров очистки загрязненной нефтепродуктами почвы за счет интенсификации деструктивной деятельности микроорганизмов и активации сорбционных процессов, а также улучшение структуры и водно-физических свойств почвогрунтов, обеспечивающих поселение и рост на них различных видов растений.

Технический результат достигается тем, что сорбент для очистки почвы от нефтепродуктов, включающий торф и модификатор, в качестве торфа содержит нестерильные верховой сфагновый мох или верховой слаборазложившийся сфагновый торф, а в качестве модификатора — экстракт лечебной грязи, полученный экстрагированием мелкодисперсной торфяной грязи со степенью разложения растительных остатков 50% и более гидрокарбонатно-натриевой минеральной водой при содержании компонентов, вес.%:

Нестерильные верховой мох или верховой слаборазложившийся сфагновый торф	85-89
Водный экстракт лечебной грязи	11-15

Составляющие основу заявляемого сорбента нестерильные сфагновый мох или верховой слаборазложившийся торф, имея свойства и пространственно-каркасную структуру, идентичные свойствам и структуре мха и торфа в живом виде, играют роль не только сорбента для нефти и нефтепродуктов, но и служат основой для прикрепления и иммобилизации клеток аэробных микроорганизмов. Кроме того, пространственно-каркасная структура основы сорбента аккумулирует в своих порах влагу и кислород, что улучшает аэрацию загрязненной поверхности и создает благоприятные условия для деструктивной деятельности аэробных микроорганизмов.

Деструктивную деятельность микроорганизмов в значительной степени усиливает и входящий в состав препарата в заявленном количественном соотношении экологически чистый водный экстракт лечебной грязи, полученный путем экстракции мелкодисперсной торфяной грязи со степенью разложения растительных остатков 50% и более гидрокарбонатно-натриевой минеральной водой, который в своем составе содержит комплекс из гуминовых кислот и фульвокислот. Эти кислоты и соединения усиливают физиологическую активность сфагновых видов мха и слаборазложившегося торфа, бедных гуминовыми веществами и обладающих низкой гидративностью и дисперсностью, и вызывают стимулирование аборигенной микрофлоры почв. Наличие гидрофобного каркаса в гуминовых веществах определяет их способность связывать нефтяные углеводороды. Этот процесс изменяет формы существования углеводородов в окружающей среде и снижает их токсичность, а также активизирует сорбционную способность препарата.

Кроме того, в водном экстракте лечебной грязи содержится пентоциклический углеводород С 30 Н 50 , отличительной особенностью которого является высокая степень ароматичности, усиливающая биологическую активность гуминовых веществ, что способствует гидрофобному каркасу гуминовых веществ, более интенсивно связывающих нефтяные углеводороды, активизации сорбционной способности препарата. При этом процессы сорбции препятствуют проникновению нефти в глубинные слои почвы и сближают микромицет и нефтепродукты с образованием конгломерата «нефть-сорбент», легко удаляемого из места разлива.

Гуминовые вещества торфа и мха, комплекс гуминовых соединений и фульвокислот и микроэлементы водного экстракта лечебной грязи в результате катионных и ионных обменных процессов выстраивают новую, улучшенную структуру почвогрунтов с улучшенными водно-физическим свойствами, обеспечивающих поселение и рост различных видов растений.

Сорбент готовят следующим образом.

85-89% нестерильного верхового слаборазложишегося торфа и 11-15% водного экстракта лечебной грязи, приготовленного по патенту 2252768 путем экстракции мелкодисперсной торфяной грязи со степенью разложения растительных остатков 50% и более гидрокарбонатно-натриевой минеральной водой при повышенной температуре и интенсивном перемешивании до получения гомогенной суспензии с последующей ее сепарацией, перемешивали на ленточном транспортере или в смесителе до получения одинаковой влажности всей перемешиваемой массы. Далее производили сушку до воздушно-сухого состояния. Готовый сорбент упаковывали в полиэтиленовые пакеты.

Очистка загрязненной поверхности от нефти и нефтепродуктов проиллюстрирована следующими примерами.

Использование сорбента на почвах, сильно загрязненных нефтепродуктами.

Сорбент, содержащий нестерильный верховой слаборазложившийся торф в количестве 85% и водный экстракт лечебной грязи в количестве 15%, рассыпали на загрязненную почву слоем 15-20 см, достаточным для сорбции нефти и последующей ее деструкции до рыхлого состояния. Экспозиция процесса адсорбции варьировала в зависимости от температуры окружающей среды и изменялась от 10 до 40 мин. Продукт деструкции при смешивании с землей обеспечивает всходы и нормальное развитие различных сеяных трав.

Гравиметрическим методом было выявлено, что наибольший положительный эффект на деградацию нефти при ее высоких содержаниях в почве 180 г/кг оказывают гуминовые вещества с аборигенной микрофлорой. Степень деградации составила 26,4%.

Использование сорбента на слабо загрязненных почвах.

Сорбент, содержащий нестерильный верховой мох в количестве 87% и водный экстракт лечебной грязи в количестве 13%, рассыпали на загрязненную почву 10-15 см. При этом при низком содержании нефти в почве — 30 г/кг — почвы гуминовые вещества не оказывают существенного влияния на деградацию нефти. Деградация нефти происходит в основном в результате окисления аборигенных микроорганизмов нефтяными углеводородами и микрофлорой. Результатом этого процесса через какое-то время в зависимости от окружающей температуры являлась полная рекультивация загрязненной почвы.

Заявляемый сорбент, содержащий в своем составе доступные, дешевые компоненты природного происхождения и обеспечивающий высокую степень очистки почвы от нефтепродуктов, найдет, по мнению автора, широкое промышленное применение.

Источник

Сорбент для очистки почвы от остатков гербицидов

Патент 2002496

Сорбент для очистки почвы от остатков гербицидов

Комитет Росстшскай Федерации по натеитам и тоВариым Зиакам (21) 4947999/26 (22) 24.06.91 (46) 15.11.93 Бюл. Йя 41-42 (71) Электростальское научно-производственное объединение «Неорганика» (72) Мухин ВМ; Андроникашвили Т.Г„Белоусов В.C„

Голубев В.П„Кордзахия Т.Н.; Максимов Ю.И.; Цыкунов SA; Цицишвили ГЗ„Шмелев С.И. (73) Электростальское научно-производственное объединение «Неорганика» (в) RU (1ц 2002496 С1 (Sl) 5 8 01 Л 20 00 (54) СОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ ОТ ОСТАТКОВ ГЕРБИЦИДОВ (57) Изобретение относится к сорбенту для очистки почвы от остатков гербицидов и может быть использовано в сельском и лесном хозяйстве. Сорбент содержит 30 — 90 мас% порошкообразного активного угля и 10 — 70 мас% порошкообразного клиноптиполита Сорбент позволяет повысить степень очистки почвы от 2,4-Д и гексилура на 40—

45% по сравнению с прототипом. 1 табл.

Изобретение относится к сорбенту для очистки почвы от остатков гербицидов и может быть использовано в области сельского хозяйства, Гербициды широко используются в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей и болезней. При поступлении гербицидов в почву в результате протекающих в ней химических и биологических процессов содержание гербицидов уменьшается, однако всегда остаются остаточные количества, которые загрязняют почву, а следовательно и выращенные на ней продукты питания.

Большинство гербицидов хорошо адсорбируется, поэтому в качестве сорбента для детоксикации остатков гербицидов широко используют активный уголь.

Известно использование активного угля в виде полоски порошкообразного адсорбента, распыленной над рядами сорняков.

Недостатком указанного сорбента является быстрое выдувание сорбента из почвы вследствие его невысокой плотности, а также сложность обеспечения равномерности нанесения сорбента на по кенному по технической сущности келения сорбента вермикулит обладает низкой сорбционной способностью по токсичным веществам, которые являются продуктами распада сложных молекул указанных гербицидов.

Целью изобретения является повышение степени о ке в соотношении компонентов в смеси.

Сущность изобретения заключается в следующем. При внесении в почву гербицидов подавление роста культурных растений происходит в результате действия KBK самих действующих активных веществ гербицида, так и продуктов их распада, которые являются полярно заряженными радикалами, Зти радикалы также вызыва кде

Источник

Методики очистки воды и почвы от загрязнений

Очень важным фактором являются и свойства нефти как опасного для природы вещества. При попадании в грунт, почву или водоемы данный вид загрязнений активно угнетает значимые жизненные процессы, практически полностью их подавляя или заставляя проходить в другом русле. Основная же причина утечек — производственная деятельность нефтеперерабатывающих предприятий, а способы загрязнения — разливы нефтепродуктов при транспортировке к месту назначения, а также аварийные разливы из цистерн железнодорожного и автомобильного транспорта. Наиболее эффективной является очистка почвы от загрязнений методом микробиологической деградации. Компания Полиинформ предлагает следующие методы по очистке поверхностных и подземных вод (пройдите, пожалуйста, по этой сылке).

Проблема загрязнения

Основным источником воды, как правило, являются поверхностные и подземные источники грунтовых вод, которые до недавнего времени считались относительно чистыми и пригодными для использования в быту. К сожалению, именно они подвергаются наибольшему загрязнениюразличными нефтепродуктами и химическими примесями. В настоящее время более 30% всех опасных для экологии веществ, находящихся в природной среде, приходится на производные бензола и другие углеводороды.

Залегающие неглубоко грунтовые воды могут быть достаточно чистыми благодаря действию различных почвенных микроорганизмов, которые уничтожают многие бактерии и играют роль фильтра для различных примесей. Однако процесс самостоятельной очистки почвы от загрязнений происходит только при загрязнении органическими отходами, подверженными биохимическому окислению микроорганизмами. Более серьёзную проблему представляют проникающие, постепенно накапливающиеся в почве и опускающиеся в более глубокие слои неорганические тяжелые металлы и их соли. При проведении глубокой вспашки зараженных земель эти вещества могут вновь проникнуть в трофическую цепь.

В последнее время в России, как и в других развитых странах мира, создаются и внедряются различные методики санитарной очистки почвы и воды от загрязнений нефтепродуктами и тяжелыми металлами. Одним из итогов исследований стало появление флотационной установки. Для очистки почвы от загрязнений посредством данной установки используется несколько этапов:

• установка удаляет слой загрязненной почвы;
• очистка почвы в специальной передвижной установке;
• подача в установку специальных очищающих веществ;
• возврат очищенной почвы в природу.

Однако не следует забывать, что лучшим способом защиты и очистки почвы от загрязнений является бережное отношение.

Очистка загрязнения земель и воды

Проникновение в природную среду нефти и опасных химических веществ является частой проблемой для всех ответственных структур и организаций — экологов, властей, подразделений МЧС. Наиболее опасными в этом плане являются традиционные регионы добычи, переработки и транспортировки нефти и её производных, в т. ч. места пролегания нефтепроводов, порты, железная дорога и т. д. Представляют опасность и предприятия — потребители нефтепродуктов и химии. Последние аварии продемонстрировали необходимость широкого внедрения недорогих природных сорбентов для санитарной очистки почвы, как, например, природных цеолитов – сокирнитов. Уникальным свойством этих веществ является способность надёжно закрывать в своей структуре широкий спектр загрязняющих веществ, а также высокая сорбционная и ионообменная емкость, что обеспечивает их высокую эффективность при ликвидации аварий. Полиинформ разработала инновационный препарат Сойлекс для биоремедиации грунтов и вод, загрязненных нефтепродуктами. Ознакомиться с ним можно на этой странице: биопрепарат для очистки грунтов и вод от нефти.

Виды загрязнения воды и способы очистки

Прежде всего стоит сказать, что вовремя принятые меры позволяют избежать крупных затрат на ликвидацию последствий аварий. В частности, мы предлагаем вам своевременно обратить внимание на состояние вашего оборудования. Наша компания предлагает удобный метод бесконтактной оценки технического состояния трубопроводов.

Всего существует четыре вида загрязнений:

• Биологические. Это бактерии, вирусы, одноклеточные водоросли, цисты и споры паразитов.
• Тяжелые металлы.
• Органические соединения. Это продукты распада живой материи, а также их производные, индустриальная органика и пестициды. Все эти вещества содержат углерод.
• Неорганические соединения. Металлы, нитриты, нитраты, хлориды (Cl), кальций, фосфор и другие вещества и соединения.

Существует три основных способа очистки воды и локализации нефтяных пятен с помощью сорбентов:

• Локализация разливов заградительными бонами, оборудованными сетками с цеолитами. Размер фракций сорбентов – от 1 до 4 мм. Роль бонов — не только локализовать разлив, но и удалить из воды нефть и нефтепродукты.
• Применение сокирнита (природного цеолита) размером фракции от 1 до 4 мм в качестве фильтрующего вещества на станциях водоочистки.
• Распыление мелкодисперсного сорбента (фракция до 0,14 мм) цеолита по поверхности загрязненной воды. Вещество впитывает загрязнения и постепенно осаживается на дно водоёма, предотвращая распространение нефти.

Технологии очистки воды от нефтепродуктов

Указанные ниже методики применяются для очистки воды и подбираются в соответствии со степенью загрязнения и типом загрязнителя. Все существующие методы можно разделить на следующие три группы:

1. Механическая очистка – фильтрация воды в несколько этапов с последующим отстаиванием. В эту категорию входят сепараторы нефтепродуктов, широко применяемые на станциях АЗС, СТО, паркингах и т. д. Для фильтрации используются фильтры с пористыми наполнителями, которые пропускают молекулы воды, но задерживают более крупные молекулы нефти, керосина, мазута и других нефтепродуктов. Однако эффективность механической очистки ограничивается показателем примерно в 60-65%, из-за чего она используется преимущественно в качестве подготовительного этапа.
2. Химическая очистка. Заключается в применении специальных реагентов, добавляемых в очищаемую жидкость. Данные вещества вступают в реакцию и осаживаются в качестве нерастворимых осадков. На роль химических реагентов чаще всего используют поверхностно-активные вещества и водонефтяные эмульсии, а также специальные адсорбенты, как, например, оксид алюминия. С помощью химической очистки можно удалить до 98% загрязнений.
3. Биологическая очистка воды от нефти и нефтепродуктов. Наиболее передовая методика очистки, основанная на деятельности специальных микроорганизмов, для которых нефть является основным источником питания. Таких микроорганизмов существует более сотни видов и относятся они к различным категориям – грибам, бактериям, дрожжам и т. д. Они обладают полезным свойством перерабатывать сложные углеводородные соединения, т. е. нефтепродукты, вызывая их окисления. В результате образуются легко разлагающиеся вещества и нетоксичные продукты, что обеспечивает наиболее высокую степень очистки.

Для очистки почв от загрязнений и других твердых поверхностей также существует три основных методики:

1. Санитарная очистка почвы путем внесения сорбента (цеолита) на поверхность очищаемого грунта с последующим сбором и утилизацией. Таким образом, обеспечивается сбор нефти и др. опасных веществ разлитых по поверхности. Если речь идёт о нефти, то после сбора вещество можно выжечь и использовать повторно.
2. Очистка земель с небольшим уровнем загрязнения может быть выполнена внесением цеолита на поверхность посредством обычных сельскохозяйственных разбрасывателей минеральных удобрений. Далее необходима культивация и засев любыми травами, не употребляемыми в пищу людьми и животными. Сорбент впитает в себя нефтепродукты, свяжет их и остановит дальнейшее распространение «вытянет» на себя загрязнение из почвы, надёжно свяжет, предотвратит дальнейшее распространение, в т. ч. остановит проникновение в подземные воды. Для восстановления почвы таким способом понадобится 1-2 года.
3. При крупных загрязнениях используются цеолиты, насыщенные бактериями – нефтедеструкторами, разлагающими нефть и способствующими полной очистке почвы от загрязнений и восстановлению её хозяйственного и природного значения.

Компания Полиинформ предлагает обширный перечень услуг в области экологической безопасности, очистки грунта и вод, исследования технического состояния оборудования и трубопроводов. Кроме того, мы поможем вам с оценкой — с нашими специалистами экспертиза промышленной безопасности — это быстро и недорого.

Источник