Способ очистки сточных вод

Способ очистки сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии очистки сточных вод с использованием микроорганизмов и предназначено в частности для очистки сточных вод угольной и буровых вод нефтяной с промышленности с целью улучшения санитарного состояния водоемов-приемников.

Для очистки сточных вод на предприятиях угольной промышленности чаще всего применяются отстойники и фильтровальные установки. Но зачастую традиционные способы очистки не обеспечивают требуемое качество очищенной воды для сброса их в водоемы. Сточные воды, как угольной промышленности, так и буровые сточные воды нефтяной промышленности содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, микроэлементы, и их очистка от нефтепродуктов, фенолов, микроэлементов требует значительных материальных затрат.

Известен способ очистки сточных вод от нефтепродуктов и фенолов с использованием микроорганизмов в аэротенках (Ж. Микробиология, №2, 1985, статья "Использование ассоциаций бактерий при очистке подсланцевых вод от нефтепродуктов, с.12-15). При использовании данного способа очистка от взвешенных веществ осуществляется до подачи сточных вод в аэротенк. Использование аэротенка в указанном способе влечет за собой затраты как на подачу кислорода для интенсификации процесса очистки, так и затраты на предварительную очистку от взвешенных веществ.

Известен способ очистки природных и грунтовых вод, включающий их аэрирование с последующей фильтрацией через несколько слоев фильтрующей загрузки: гранитный щебень, торф, древесная кора, гравий и песок, причем объемное соотношение последовательно расположенных слоев составляет 1:2:3:2:1. Общая высота фильтрующей загрузки составляет 0,8-1,2 м (Патент РФ №2151105, МПК C02F 1/64, C02F 1/28). Данный способ в основном предназначен для очистки сточных вод от железа.

Использование процесса аэрирования в известном способе требует дополнительных затрат, что удорожает процесс очистки. Кроме того, практически очистка от нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов не происходит. Поэтому для сброса очищенной воды в водоемы требуются дополнительные значительные затраты на процесс очистки.

Известен способ по очистке сточных вод с помощью дренажных фильтрующих площадок, на которых происходит фильтрация сточной воды через дренирующий минеральный грунт с протеканием химических реакций между растворенными солями и специальными веществами, вводимыми в фильтрующий материал и образующими нерастворимые соединения. Они обеспечивают обмен токсичных для почвогрунтов солевых компонентов на безвредные ионы, которые в ряде случаев являются необходимыми мелиорирующими элементами (например, кальций), улучшающими водно-физические и агрохимические свойства почв. При этом, в качестве фильтрующего материала рекомендуется использовать песок, а специальных добавок - известь и ионитовую крошку (низкосортные иониты или отходы их производства. После выполнения своих функций дренажные фильтрующие площадки ликвидируются путем их засыпки минеральных грунтом и слоем почвы при проведении горно-технического этапа рекультивации земельного участка, занятого под буровую или сбрасываются в шламовый амбар с последующим обезвреживаем его содержимого известными способами. (Шеметов В.Ю. Техника и технология доочистки буровых сточных вод. М. ВНИИОЭНГ, 1990. 48 с.)

Однако сточные воды, прошедшую такую очистку не удовлетворяют требованиям природоохранных норм по ряду показателей, например, по содержанию хлоридов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ очистки сточных вод с использованием в качестве фильтрующей загрузки горных пород (песчаники, аргиллиты и алевролиты) т.е. отходов угледобычи. При фильтровании сточных вод с содержанием взвешенных веществ 200-300 мг/дм³, происходит их очистка до 1-2 мг/дм³ соответственно (Ю.В. Лесин. Фильтры для очистки воды из крупнокусковых отходов угледобычи. Ж. Уголь. Техника безопасности, промышленная санитария, охрана окружающей среды., №2, 1988). Фильтры имеют простую конструкцию, размещены в естественных или искусственных выемках (оврагах, логах, старых горных выработках и т.п.). В этом случае фильтрующий массив по ширине ограничивается стенками выемок, а ниже его по выемке возводится водоудерживающая дамба для сбора осветленной воды. Известный способ прост в эксплуатации. Процесс очистки сточных вод в данном случае способен к саморегулированию. Заиливание нижних слоев фильтрующего массива в процессе очистки приводит к повышению уровня воды в водоприемнике, в результате чего в работу включаются верхние, свежие слои фильтрующего массива, который насыпают сверху. Известный процесс очистки не требует значительных затрат (они соизмеримы с затратами на отвалообразование).

Однако недостатком указанного способа является очистка сточных вод только от взвешенных веществ. Сточные воды, очищенные от взвешенных веществ, сбрасываются в водоем с содержащимися в ней нефтепродуктами, фенолами, хлоридами, что не решает проблему их очистки от всего комплекса загрязняющих веществ. Поэтому для сброса в водоем сточных вод угольной промышленности и буровых сточных вод нефтяной промышленности, в которых содержание нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и микроэлементов превышает ПДК, требуются дополнительная очистка и значительные затраты.

Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего очистку одновременно от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов с наименьшими затратами как физическими, так и материальными.

Технический результат - одновременная очистка сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов для сброса очищенной воды в водоемы.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов, включающем фильтрование воды через фильтрующую дамбу из горных пород, согласно изобретению создают биопленку на внутренней поверхности фильтрующей дамбы, путем обработки ее бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens BKFRCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, при этом после обработки бактериальным штаммом, фильтрующую дамбу заполняют сточной водой, и выдерживают в ней воду не менее 3 суток, после чего пропускают сточные воды через фильтрующую дамбу, а в качестве горных пород берут щебень или песчано-гравийную смесь или смесь аргиллита с алевролитом.

Кроме того, бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens BKTRCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, для обработки берут в количестве 30 г/л по сухому веществу.

Бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ депонирован в коллекции ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г.Санкт-Петербург) 05.07.2011 г. под регистрационным номером RCAM00538.

Заявленная совокупность существенных признаков "…создают биопленку… бактериальньш штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13-10^-11…" обеспечивает образование на внутренней поверхности фильтрующей дамбы биопленки, которая позволяет очищать сточные воды от содержащихся в них взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов до значений ПДК, соответствующих для сброса в водоем.

В патентной и научно-технической литературе неизвестны технические решения, содержащие признаки, аналогичные заявляемым, следовательно, предложение соответствует критерию "новизна". Также впервые, на основе разработанного способа достигнуто обеспечение очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов одновременно до соответствующих норм ПДК для сброса в водоем при минимальных затратах, т.е. заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Для осуществления заявленного технического решения по очистке сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и хлоридов в натурных условиях шахты "Коркинская", разреза "Коркинский", МБР "Ялан_кул", и МБР "Чатлык" был создан опытный участок. На фиг.1 представлена схема очистки сточной воды, где 1 - водоотводная канава, 2 - прудок до дамбы, 3 - прудок после дамбы, 4 - фильтрующая дамба, 5 - сброс очищенной воды.

От основного потока сточных вод была вырыта бульдозером водоотводная канава 1 шириной 1,0 м и глубиной 0,3-0,4 м, сооружена фильтрующая дамба из горных пород со следующими размерами: длина нижнего основания - 2,4 м, длина верхнего основания - 1,3 м, ширина - 3,7 м, глубина - 0,4 м, а также нижний 2 и верхний прудок 3.

Сточные воды к фильтрующей дамбе 4 подаются по водоотводной канаве 1 самотеком. Прудок 2 перед фильтрующей дамбой играет роль устройства для равномерной подачи и распределения воды по сечению фильтрующей дамбы. Прудок 3 после дамбы необходим для сбора и отвода очищенной воды. По водоотводной канаве 5 осуществляется сброс воды после очистки, а затем в водоем-приемник.

Очистка сточных вод проходила в фильтрующей дамбе из горных пород, в качестве которой использовали щебень или песчано-гравийную смесь или смесь аргиллита с алевролитом. На внутренней поверхности фильтрующей дамбы была создана биопленка, путем обработки ее бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens BKT RCAM00538 с титром 10^-13-10^-11, выделенной из шахтных вод в лабораторных условиях. Микроорганизмы адсорбировались на частицах щебня, песчано-гравийной смеси, смеси аргиллита с алевролитом, образуя биопленку. Фильтрующая дамба выдерживалась в статических условиях не менее 3-х суток, после чего, переводилась в динамические условия и осуществлялся процесс фильтрования.

При сооружении дамбы был определен уклон водоупора i, влияющий на скорость движения воды через фильтрующую дамбу:

i = (H вх  -H вых )/ L H = (0 ,30-0 ,29)/2 ,4 = 0 ,0042 ,            (1)

где Н_вх=0,3 м и Н_вых=0,29 м - высотные отметки точек входа и выхода воды из фильтрующей дамбы, определяемые на месте;

L_H=2,4 м - длина нижнего основания фильтрующей дамбы.

Площадь поперечного сечения фильтрующей дамбы S_д рассчитывалась исходя из ее размеров: ширины В=3,70 м и глубины h=0,4 м:

S д = B × h = 3 ,70 × 0 ,40 = 1 ,48 м 2                          (2)

Объем фильтрующей дамбы составляет:

V д = S д  (L H + L B ) /2 = 1 ,48(2 ,4 + 1 ,3)/2 = 2 ,74 м 3         (3)

где: L_B - верхнее основание фильтрующей дамбы.

Расход воды (Q_д) через фильтрующую дамбу определялся, исходя из площади поперечного сечения S_д и коэффициента фильтрации К=1,55 м/ч (щебень); К=3,17 м/ч (пес-чано-гравийная смесь); К=0,25 м/ч (смесь аргиллита с алевролитом):

Q д = S д × K = 1 ,48 × 1 ,55 = 2 ,3 м 3 /ч    (щебень)                     (4)

Q_д=4,7 м³/ч (песчано-гравийная смесь)

Q_д=0,37 м³/ч (смесь аргиллита с алевролитом). Средняя продолжительность нахождения сточных вод в фильтрующей загрузке составляет:

t = ( L H + L B ) / 2 K = ( 2,4 + 1,3 ) / ( 2 × 1,55 ) = 1,2   ч   ( щ е б е н ь )     ( 4 )

t=0,58 ч (песчано-гравийная смесь)

t=7,4 ч (смесь аргиллита с алевролитом).

Очистка сточных вод при опытной проверке проходила при приведенных выше расчетных данных.

Отборы проб сточных вод на химические и микробиологические анализы проводились:

- перед фильтрующей дамбой (исходная вода);

- после фильтрующей дамбы (очищенная вода).

Микробиологические исследования в процессе очистки вод включали определение активности микроорганизмов рода Pseudomonas.

Химический анализ вод включал определение рН потенциометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 КХА вод.

Содержание взвешенных веществ - по ФР. 1.31.2002.00670 МВИ массовых концентраций гравиметрическим методом.

Содержание нефтепродуктов в сточных водах - методом ИКС по ПНД Ф 14.1:2.5-95 КХА вод.

Содержание хлоридов в сточных водах по ГОСТ 26428-85.

Содержание фенолов - по ФР. 1.31.2002.00650 МВИ массовых концентраций с применением 4-амидопирина.

Содержание микроэлементов - по ПНД Ф 14.1:2:3:4.135-98 КХА вод МВИ массовой концентрации металлов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Заявляемый способ реализуется следующим образом.

Пример 1.

На пути потока сбрасываемых шахтных (сточных) вод шахты "Коркинская" строилась фильтрующая дамба из щебня с фракционным составом:

d=4,5-5,5 мм - 70%;

d=3,0-4,0 мм - 20%;

d=1,0-2,5 мм - 7%;

d=0,3-0,5 мм - 3%.

Состав исходной воды представлен в таблице 1.

Фильтрующую дамбу из щебня обрабатывали бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13, выделенную из шахтной воды, в количестве 30 г/л по сухому веществу из расчета 3,6 л на 1 м³ объема фильтрующей дамбы. Затем фильтрующая дамба заполнялась сточной водой и выдерживалась в статических условиях не менее 3-х суток, в течение которых титр не изменялся, в результате чего на внутренней поверхности дамбы образовалась биопленка. По истечении 3-х суток фильтрующая дамба была запущена в работу в динамическом режиме.

После запуска в работу фильтрующей дамбы отбирались пробы сточных шахтных вод на химический и микробиологический анализ перед фильтрующей дамбой и после дамбы.

Расход воды через дамбу был равен 2,3 м³/ч с коэффициентом фильтрации 1,55 м/ч.

Средняя продолжительность нахождения сточной воды в фильтрующей дамбе - 1,2 ч.

Контроль проводили в аналогичной дамбе со щебнем, но без обработки микроорганизмами. Опыт и контроль проводили при температуре воды 18-19°С.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

В таблице приведены результаты испытаний очистки сточных вод через фильтрующую дамбу (предлагаемым способом) и результаты испытаний в контроле. Из таблицы видно, что количество взвешенных веществ в опыте снизилось с 240,20 до 0,8 мг/дм³, в контроле - с 298,75 до 11,98 мг/дм³, в прототипе - до 1-2 мг/дм³. В опыте отмечалось снижение нефтепродуктов с 0,30 до 0,02 мг/дм³, фенолов - с 0,05 мг/дм³ до 0,001 мг/дм³. хлоридов - с 473,17 до 230,0 мг/дм³.

Отмечалось снижение количества AI, Ba, В, Wa, Fe, K, Са, Mg, Mn, Cu - в несколько раз. В контроле же количество нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и указанных микроэлементов оставались на том же уровне, что и до очистки. В прототипе очистка достигалась только от взвешенных веществ.

Таким образом, очистка шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из щебня обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 2. Предлагаемым способом аналогично примеру 1 при тех же параметрах и условиях, в такой же фильтрующей дамбе из щебня очистке подвергалась сточная карьерная вода разреза "Коркинский".

Результаты испытаний представлены в таблице 1. Количество взвешенных веществ уменьшилось с 320,40 до 0,5 мг/дм³, количество нефтепродуктов - с 0,55 до 0,03 мг/дм³, фенолов - с 0,04 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 398,17 до 236,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в несколько раз.

В контроле (разрез "Коркинский") очистка происходила только от взвешенных веществ с 287,5 до 9,6 мг/дм³.

Таким образом, очистка карьерных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из щебня обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 3. На шахте "Коркинская" строилась фильтрующая дамба из песчано-гравийной смеси с фракционным составом:

d=4,5-5,5 мм - 45%;

d=3,0-4,0 мм - 20%;

d=1,0-2,5 мм - 15%;

d=0,3-0,5 мм - 15%;

d=0,1-0,25 мм - 5%.

Состав шахтных вод представлен в таблице 2.

Фильтрующая дамба из песчано-гравийной смеси была обработана бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и выдерживалась также в течение 3-х суток в статических условиях, после чего сточные шахтные воды шахты "Коркинская" пропускалась через фильтрующую дамбу с коэффициентом фильтрации - 3,17 м/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 2. Количество взвешенных веществ при фильтровании уменьшилось с 184,6 до 1,2 мг/дм³, нефтепродуктов с 0,1 до 0,04 мг/дм³, фенолов с 0,012 до 0,001 мг/дм³, количество хлоридов снизилось с 387,8 до 210,0 мг/дм³ количество микроэлементов в несколько раз. В контроле отмечалось только снижение взвешенных веществ с 184,53 до 18,76 мг/дм³.

Таким образом, очистка сточных шахтных вод воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет провести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 4. Предлагаемым способом аналогично примеру 3 при тех же параметрах и условиях, в фильтрующей дамбе из песчано-гравийной смеси очистке подвергались сточные карьерные воды разреза "Коркинский".

Результаты представлены в таблице 2.

В опыте количество взвешенных веществ снизилось после очистки с 193,6 до 0,9 мг/дм³; нефтепродуктов с 6,07 до 0,05 мг/дм³; фенолов с 0,015 до 0,001 мг/дм³; хлоридов - со 347,6 до 75,0 мг/дм³ и количество микроэлементов в 2,0-1,5 раза. В контроле произошла очистка только от взвешенных веществ с 179,53 до 1,85 мг/дм³, т.е. только за счет фильтрации. От остальных ингредиентов (нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов) очистка не наблюдалось.

Таким образом, очистка сточных карьерных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10"¹³ позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 5. На шахте "Коркинская" строилась фильтрующая дамба из смеси аргиллита с алевролитом с фракционным составом:

d=5,5-6,5 мм - 85%;

d=4,5-5,0 мм - 9%;

d=3,5-4,0 мм - 3%;

d=2,0-3,0 мм - 2%;

d=0,5-1,5 мм - 1%.

Аналогично примеру 1 фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обрабатывали бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 выделенной из шахтных вод в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу и выдерживалась в течение 3-х суток в статических условиях, после чего сточные шахтные воды шахты "Коркинская" пропускались через фильтрующую дамбу с коэффициентом фильтрации - 0,25 м/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.

В опыте количество взвешенных веществ снизилось с 260,78 до 1,36 мг/дм³, в контроле с 274,81 до 1,8 мг/дм³. Количество нефтепродуктов снизилось с 3,44 до 0,03 мг/дм³, фенолов с 0,005 до 0,001 мг/дм³, количество хлоридов снизилось с 328,7 до 228,0 мг/дм³, количество микроэлементов в несколько раз.

В контроле отмечалась очистка только от взвешенных веществ. От нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов очистка не наблюдалась.

Таким образом, очистка сточных шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 6. Сточные карьерные воды с разреза "Коркинский" пропускали через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом при тех же параметрах и условиях аналогично примеру 5.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.

В опыте количество взвешенных веществ уменьшилось с 228,51 до 1,13 мг/дм³, количество нефтепродуктов снизилось с 3,25 до 0,03 мг/дм³, фенолов - с 0,08 до 0,001 мг/дм³, хлоридов - с 148,5 до 84,9 мг/дм³, количество микроэлементов (AI, Ва, В, W, Fe, K, Са, Mg, Mn, Cu) снизилось в 1,5-1,8 раз. В контроле наблюдалась очистка от взвешенных веществ с 234,57 до 1,5 мг/дм³, остальные ингредиенты оставались на прежнем уровне.

Таким образом, очистка карьерных вод воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 7. Сточные шахтные воды шахты "Коркинская" пропускали через фильтрующую дамбу из щебня с тем же фракционным составом, что в примере 1, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В течение 3-х суток шахтные воды находились в дамбе в статических условиях. Через 3 суток титр оставался на том же уровне, режим очистки переводили в динамические условия с коэффициентом фильтрации 1,55 м/ч и расходом воды 2,3 м³/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 4. В результате фильтрования количество взвешенных веществ снизилось с 212,75 до 1,34 мг/дм³, нефтепродуктов с 0,48 до 0,04 мг/дм³, фенолов с 0,013 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 473,17 до 233,0 мг/дм³, количество микроэлементов в среднем снизилось в 1,5 раза. В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 207,25 до 11,95 мг/дм³, остальные ингредиенты оставались в контроле на прежнем уровне.

Таким образом, очистка шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из щебня обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 8. Карьерные воды разреза "Коркинский" пропускали через фильтрующую дамбу из щебня с тем же фракционным составом, что и в примере 1. Для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В течение 3-х суток карьерные воды находились в дамбе в статических условиях. Через 3 суток титр оставался на том же уровне, режим очистки переводили в динамические условия.

Результаты испытаний представлены в таблице 4.

В результате фильтрования количество взвешенных веществ снизилось с 110,20 до 1,2 мг/дм³, нефтепродуктов с 0,70 до 0,05 мг/дм³, фенолов с 0,015 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 398,17 до 300,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в среднем в 1,3 раза.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 97,06 до 6,87 мг/дм³, остальные ингредиенты в контроле фактически остались без изменения.

Таким образом, очистка карьерных вод предлагаемым способом позволяет производить сброс очищенной воды в водоем.

Пример 9. Сточные шахтные воды с шахты "Коркинская" пропускали через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси с тем же фракционным составом, что в примере 3, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В течение 3-х суток шахтные воды находились в дамбе в статических условиях. Через 3 суток титр оставался на том же уровне, режим очистки переводили в динамические условия с коэффициентом фильтрации 3,17 м/ч.

Результаты испытаний представлены в таблице 5.

В опыте количество взвешенных веществ снизилось после очистки с 188,7 до 1,67 мг/дм³, количество нефтепродуктов снизилось с 3,62 до 0,05 мг/дм³, фенолов с 0,005 до 0,001 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в несколько раз.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 193,26 до 11,51 мг/дм³. Остальные ингредиенты (нефтепродукты, фенолы и микроэлементы) оставались на прежнем уровне.

Таким образом, очистка шахтных вод предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 10. Через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси с теми же параметрами и условиями, что и в примере 4, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу, пропускали сточные карьерные воды с разреза "Кор-кинский". Результаты испытаний представлены в таблице 5.

После очистки количество взвешенных веществ снизилось с 180,77 до 1,9 мг/дм³, Количество нефтепродуктов - с 1,96 до 0,05 мг/дм³, фенолов с 0,011 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 147,6 до 115,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в среднем в 1,0-1,2 раза.

В контроле количество взвешенных веществ уменьшилось с 187,12 до 12,0 мг/дм³. Остальные ингредиенты остались на том же уровне,

Таким образом, очистка сточной (карьерной) воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из песчано-гравийной смеси обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 11. Через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом с тем же фракционным составом, что в примере 5, но для обработки фильтрующей дамбы брали бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу, пропускали сточные шахтные воды с шахты "Коркинская". Результаты испытаний представлены в таблице 6.

Количество взвешенных веществ составило до очистки 255,72 мг/дм³, после очистки 1,55 мг/дм³, количество нефтепродуктов; до очистки 3,26 мг/дм³, после очистки - 0,05 мг/дм³, количество фенолов; до очистки - 0,006 мг/дм³, после очистки 0,001 мг/дм³, количество хлоридов; до очистки - 336,6 мг/дм³, после очистки - 296,0 мг/дм³, количество микроэлементов снизилось в среднем в 1,2 раза.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 265,19 до 1,77 мг/дм³. Количество нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов осталось на прежнем уровне.

Таким образом, очистка сточной (шахтной) воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Пример 12. Через фильтрующую дамбу из аргиллита с алевролитом с тем же фракционным составом, что и в примере 6 пропускались карьерные воды с разреза "Коркинский". При этом использовался бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 в количестве 30 мг/дм³ по сухому веществу. В данном примере очистка от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов, хлоридов и микроэлементов проходила с меньшей эффективностью, чем при использовании того же бактериального штамма, но с титром 10^-13.

Количество взвешенных веществ снизилось с 232,65 до 1,40 мг/дм³, нефтепродуктов с 3,18 до 0,04 мг/дм³, фенолов с 0,006 до 0,001 мг/дм³, хлоридов с 350,5 до 300,0 мг/дм³. Отмечалось также снижение количества микроэлементов в среднем в 1,2 раза.

В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 241,15 до 1,62 мг/дм³. По остальным ингредиентам снижения показателей не отмечалось.

Таким образом, очистка сточной (карьерной) воды предлагаемым способом через фильтрующую дамбу из смеси аргиллита с алевролитом обработанную бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-11 позволяет произвести сброс очищенной воды в водоем.

Как показали исследования, при использовании бактериального штамма с титром менее 10^-13 и более 10^-11 процесс очистки от вышеуказанных ингредиентов оставался на одном и том же уровне, не повышался при титре менее 10^-13 и снижался при титре более 10^-11.

Таким образом, количество взвешенных веществ в сточных шахтных и карьерных водах под влиянием биопленки, образованной в результате обработки фильтрующей дамбы бактериальным штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 в процессе очистки через фильтрующую дамбу из щебня в течение 1,2 ч резко снижалось по сравнению с контролем. При этом происходила очистка от взвешенных веществ ниже норм ПДК (10,55 мг/дм³) - 0,8 мг/дм³, В прототипе - до 1-2 мг/дм³.

Отмечалось снижение количества нефтепродуктов с 0,30 до 0,02 мг/дм³ (ПДК - 0,05 мг/дм³), фенолов - с 0,05 мг/дм³ до 0,001 мг/дм³ (ПДК - 0,001 мг/дм³), хлоридов - с 473,17 до 300 мг/дм³ (ПДК - 300 мг/дм³).

При фильтрации сточных карьерных вод разреза "Коркинский" количество взвешенных веществ уменьшилось с 320,40 до 0,5 мг/дм³ (ПДК - 10,55 мг/дм³), количество нефтепродуктов - с 0,55 до 0,03 мг/дм³ (ПДК - 0,05 мг/дм³), количество фенолов - с 0,004 до 0,001 мг/дм³ ((ПДК - 0,001 мг/дм³), хлоридов - с 398,17 до 75 мг/дм³ (ПДК - 300 мг/дм³).

Количество микроэлементов снизилось в сточных шахтных и карьерных водах в 2-3 раза.

Отмечалось снижение взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов в шахтных и карьерных водах при использовании дамбы из аргиллита с алевролитом и продолжительностью очистки 7,4 ч, также до норм ПДК. При использовании дамбы из песчано-гравийной смеси происходила очистка от взвешенных веществ, нефтепродуктов, фенолов и микроэлементов в течение 0,58 ч.

В таблице 7 приведена сравнительная оценка очистки шахтных и карьерных вод при фильтровании через фильтрующую дамбу из щебня или песчано-гравийной смеси или смеси аргиллита с алевролитом, обработанных бактериальным штаммом с титром 10^-13 и 10^-11.

Результаты опытов сравнивались с прототипом. Из таблицы видно, что очистка от взвешенных веществ, при бактериальном титре 10^-13 протекает интенсивнее, чем при титре 10^-11 как в шахтных, так и в карьерных водах. Наиболее интенсивная очистка от взвешенных веществ достигалась при фильтровании через дамбу, загруженную щебнем, покрытым биопленкой с бактериальным штаммом с титром 10^-13. Очистка от нефтепродуктов, фенолов, хлоридов также происходила интенсивнее при титре 10^-13, чем при титре 10^-11.

Продолжительность очистки в дамбе из щебня составило 1,2 ч при коэффициенте фильтрации К=1,55 м/ч; из песчано-гравийной смеси - 0,58 ч при К=3,17 м/ч и из смеси аргиллита с алевролитом - 7,4 ч при К=0,25 м/ч.

Очистка от взвешенных веществ во всех трех вариантах фильтрования через дамбу со щебнем, песчано-гравийной смесью и смесью аргиллита с алевролитом, покрытых биопленкой, шла интенсивно, количество взвешенных веществ после очистки составляло менее ПДК (10,55 мг/дм³).

Количество нефтепродуктов, фенолов, хлоридов во всех трех вариантах не превышало ПДК (0,05 мг/дм³ - нефтепродуктов и 0,001 мг/дм³ - фенолов, хлоридов - 300 мг/дм³).

Пример 13.

Через фильтрующую дамбу из щебня с тем же фракционным составом, что в примере 3 пропускалась сточная буровая вода с участка МБР "Ялан-Кул". При этом использовался бактериальный штамм Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 в количестве 30 г/дм³ по сухому весу. Затем фильтрующая дамба заполнялась сточной водой и выдерживалась в статических условиях не менее 3-х суток, в течение которых титр не изменялся, в результате чего на внутренней поверхности дамбы образовалась пленка. По истечении 3-х суток фильтрующая дамба была запущена в работу в динамическом режиме.

После запуска в работу фильтрующей дамбы отбирались пробы бурового раствора на химический и микробиологический анализ перед фильтрующей дамбой и после дамбы.

Средняя продолжительность нахождения бурового раствора в фильтрующей дамбе - 0,46 ч.

Контроль проводили в аналогичной дамбе из щебня, но без обработки микроорганизмами. Опыт и контроль проводили при температуре бурового раствора 18-19°С.

Результаты испытаний представлены в таблице 8.

В таблице приведены результаты испытаний очистки сточной буровой воды через фильтрующую дамбу (предлагаемым способом) и результаты испытаний в контроле.

Результаты опыта сравнивались с прототипом. Из таблицы видно, что количество взвешенных веществ в опыте снизилось с 2196 мг/дм³ до 0,2 мг/дм³ в контроле с 2196 мг/дм³ до 150,7 мг/дм³. В опыте с бактериальным титром 10^-11 количество взвешенных снизилось до 0,4 мг/дм³.

Количество нефтепродуктов в опыте (бактериальный титр 10^-13) снизилось с 4,55 до 0,04 мг/дм³. В опыте с бактериальным титром 10^-11 количество нефтепродуктов снизилось 4,55 до 0,05 мг/дм³.

В контроле количество нефтепродуктов фактически не снижалось.

Количество хлоридов в сточной воде МБР "Ялан-Кул" при очистке с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 уменьшилось с 16886,8 мг/дм³ до 290,0 мг/дм³ и при очистке сточной воды с бактериальным титром 10^-11 с 16886,8 мг/дм³ до 296,3 мг/дм³.

В контроле очистка от хлоридов не наблюдалось, количество хлоридов оставалось почти на прежнем уровне -16886,8 мг/дм³.

Количество микроэлементов в сточной воде МБР "Ялан-Кул" снизилось в несколько раз.

Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример. 14. Результаты испытаний очистки буровых сточных вод с участка МБР "Ялан-Кул" через дамбу из песчано-гравийной смеси с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 представлены в таблице 9. Количество взвешенных веществ в опыте с бактериальным титром 10^-13 снизилось с 2194,0 мг/дм³ до 5,40 мг/дм³; с бактериальным титром 10^-11 - до 9,50 мг/дм³. В контроле количество взвешенных веществ снизилось с 2194,0 мг/дм³ до 150 мг/дм³.

Очистка от нефтепродуктов с титром 10^-13 отмечались с 4,57 мг/дм³ до 0,04 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистки от нефтепродуктов отмечалась с 4,57 мг/дм³ до 0,05 мг/дм³. В контроле очистки от нефтепродуктов не отмечалось, т.е. количество нефтепродуктов оставалось на прежнем уровне - 4,57 мг/дм³. Очистка от хлоридов в опыте с титром 10^-13 отмечалось 16886,8 мг/дм³ до 292,0 мг/дм³, с титром 10^-11 - 300,0 мг/дм³. Количество микроэлементов в опыте с бактериальным титром 10^-13 и 10^-11 снизилось в несколько раз.

Очистка от нефтепродуктов, хлоридов и микроэлементов в контроле не отмечалось.

Таким образом, отмечалось очистка буровых сточных вод предлагаемым способом от взвешенных веществ, нефтепродуктов, хлоридов, что позволяет производить сброс очищенной воды в водоемы.

Пример 15. Результаты очистки буровых сточных вод с участка МБР "Ялан-Кул" через дамбу из смеси аргиллита с алевролитом с использованием биопленки из штамма Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 и 10^-11 представлены в таблице 10.

При очистке буровых сточных вод через дамбу из смеси аргиллита с алевролитом происходила очистка от взвешенных веществ в опыте с штаммом Pseudomonas fluorescens ВКГ RCAM00538 с титром 10^-13 с 2195,0 мг/дм³ до 0,1 мг/дм³, при титре 10^-11 до 0,2 мг/дм³. В контроле очистка от взвешенных веществ отмечалась с 2195,0 мг/дм³ до 194,8 мг/дм³.

Очистка от нефтепродуктов в опыте с титром 10^-13 происходила с 4,56 до 0,05 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистка от нефтепродуктов отмечалась с 4,56 до 0,05 мг/дм³. В контроле очистки от нефтепродуктов не наблюдалась.

От хлоридов в опыте с титром 10^-13 очистка произошла с 16885,7 мг/дм³ до 293,0 мг/дм³. В опыте с титром 10^-11 очистка от хлоридов отмечалась с 16885,7 мг/дм³ до 295,0 мг/дм³. В контроле количество хлоридов оставалось на том же уровне - 16885,7 мг/дм³.