Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Оптимизация обращения с отходами производства и потребления"-2003
(Ярославль, 15-16 апреля 2003 г.):

Применение биологических технологий для ликвидации углеводородных загрязнений на предприятиях нефтегазового комплекса

Мурзаков Борис Герасимович, Президент Российско-Японской Компании ЗАО "БИОТЭК-Япония", главный научный сотрудник Лаборатории защиты окружающей среды ООО ВНИИГАЗ - ОАО "Газпром", д.б.н., к.х.н.;
Акопова Гретта Семеновна, заведующая Лабораторией защиты окружающей среды ООО ВНИИГАЗ - ОАО "Газпром", к.т.н.;
Круглова Наталья Юрьевна, младший научный сотрудник Лаборатории защиты окружающей среды ООО ВНИИГАЗ - ОАО "Газпром" (Москва)

Газовая, нефтяная и нефтехимическая промышленность по масштабам и степени воздействия на природную среду относятся к числу отраслей, обладающих исключительно высокой экологической опасностью. Быстрое развитие этих отраслей сопровождается не только увеличением темпов изъятия невозобновляемых природных ресурсов, но и привнесением в природную среду вредных углеводородных загрязнителей; среди них наибольшую опасность представляют сырая нефть, газовые конденсаты, нефтешламы, кислые гудроны и другие вредные и токсичные вещества. Наиболее перспективным, экологически чистым и часто единственно возможным способом утилизации этих веществ является применение биологических технологий, основанных на использовании микробных биопрепаратов. Сущность данных технологий состоит в том, что в загрязненный объект вводятся биопрепараты, изготовленные на основе активной биомассы углеводородокисляющих микроорганизмов; для таких микроорганизмов углеводороды являются естественным источником питания, поэтому в процессе роста и размножения микроорганизмов количество углеводородов снижается вплоть до полного их исчезновения. Наиболее эффективными для использования в практических работах являются биопрепараты серии "Биодеструктор" (в частности, биопрепарат "Валентис"), для промышленного производства которых отобраны непатогенные и нетоксичные природные бактерии. Биопрепараты выпускаются в виде порошка живых бактерий, что позволяет перевозить их на любые расстояния любым видом транспорта.

Разработаны и успешно реализуются различные варианты технологии очистки почв, водоемов, сточных вод, резервуаров, загрязненных газовым конденсатом, нефтью, мазутом, светлыми нефтепродуктами и т. д. Технология очистки в данном случае заключается в нанесении препарата на загрязненную поверхность или в его смешивании с источником загрязнения в присутствии обычных минеральных удобрений. При этом осуществляется аэрация (в случае почвы — рыхление, при очистке воды и резервуаров — барботаж воздуха). Ликвидация загрязнений нижних слоев почвы предусматривает ее экскавацию и очистку в буртах или же оборудование скважин, через которые пропускается суспензия биопрепаратов и нагнетается воздух. Степень очистки при однократной обработке биопрепаратами составляет от 60% до 100%, при этом процесс очистки занимает период от нескольких часов до нескольких месяцев, что зависит как от вида загрязнителя и его количества, так и от физико-химических и климатических факторов: температуры, рН, аэрации, влажности (при очистке почвы).
Необходимое количество биопрепаратов для каждого вида углеводородов подчиняется следующей закономерности:

• сырая нефть> мазут> нефтемасла> бензин, керосин, дизельное топливо;
• парафины> газовые конденсаты пищевые жиры> растительные масла.

Расход препаратов на 1 т нефти и нефтепродуктов при оптимальных условиях составляет 0,5–2,0 кг. При отклонении условий очистки от оптимальных расход биопрепаратов для тех же временных рамок очистки увеличивается до 2–5 кг.

Биологические технологии утилизации таких отходов, как нефтешламы, гудроны, нефтесодержащие осадки, смазочно-охлаждающие жидкости и др., содержащих смеси трудноокисляемых углеводородов, требуют проведения подготовительных мероприятий.

Нефтешламы содержат тяжелые фракции нефтепродуктов, не подвергающиеся эмульгированию в воде при обычных условиях. Рекомендуется способ предварительного ультразвукового облучения нефтешламов или их предварительное растворение в жидком парафине, который одновременно является стимулятором роста микроорганизмов. Дальнейшая утилизация углеводородов нефтешламов происходит по принципу соокисления с данным субстратом. При этом жидкий парафин добавляется к нефтешламам в соотношении 1:50. При добавлении к смеси "нефтешлам-парафин" 1% биопрепарата в условиях интенсивной аэрации при температуре 32–37°С полная утилизация нефтепродуктов происходит в течение 3–7 сут.

Степень очистки отработанной смазочно-охлаждающей жидкости после добавления жидкого парафина и биопрепарата "Валентис" составляет 99,16%. Работа проводится при температуре 32–34° в течении 48 час.

Очистка нефтесодержащих осадков, образующихся, например, при мойке автомобилей, производится в буртах, в которые для ускорения очистки добавляют навоз, опилки и другие отходы в количестве 25% от общей массы, а также стимуляторы жизнедеятельности микроорганизмов. Влажность поддерживается на уровне 55–60%. При оптимальном режиме степень очистки через 3 мес. достигает 99,9%.

Биологическая утилизация кислого гудрона возможна в присутствии минеральных удобрений, если предварительно рН среды устанавливается на уровне 6,8–7,2. Соотношение "биопрепарат-гудрон" составляет 1:50. Аэрация обеспечивается интенсивным перемешиванием смеси и пропусканием воздуха. Температура культивирования 30°С. Установлено, что бактерии интенсивно размножаются и накапливают свою биомассу за счет утилизации углеводородов гудрона. Степень утилизации гудрона за 24 часа составляет свыше 47%, а за 72 часа — 100%.

Биологические технологии оказались чрезвычайно эффективными для ликвидации загрязнений, вызванных присутствием других вредных и токсических веществ, таких как жидкое ракетное топливо (гептил) и авиатопливо, а также некоторые полихлорбифенилы (в том числе пестициды, гербициды, диоксины и др.).

Практические результаты работ по ликвидации углеводородных загрязнений, проведенных в различных регионах России и Белоруссии, а также в США, Японии, в Республике Кипр, на о.Тайвань и накопленный в ходе этих работ опыт убедительно свидетельствует о том, что биологические технологии являются наиболее эффективными, экологически чистыми и экономически выгодными. Это делает их незаменимыми при утилизации отходов, образующихся на предприятиях нефтегазового комплекса.