PL207237B1

PL207237B1 - Method of microbial purification of grounds from hydrocarbon

Info

Publication number: PL207237B1
Application number: PL379258A
Authority: PL
Inventors: Barbara Kołwzan; Kazimierz Grabas; Adam Pawełczyk; Mieczysław Steininger
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2010-11-30
Also published as: PL379258A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów z węglowodorów, przeznaczony do remediacji gruntów metodą in situ i ex situ.The subject of the invention is a method of microbiological soil remediation from hydrocarbons, intended for soil remediation by in situ and ex situ methods.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 180141 sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów z produktów naftowych, w którym wykorzystuje się bakterie rodzime pobrane w próbkach gruntu przeznaczonego do oczyszczenia, z których po izolacji i identyfikacji eliminuje się bakterie patogenne, a bakterie o najwyższej aktywności w rozkładzie węglowodorów zawartych w produktach naftowych, pasażuje się i wprowadza do zanieczyszczonego gruntu w ilości minimalnej, co najmniej 10⁵ komórek na 1 g suchej masy gruntu. Podczas procesu remediacji utrzymuje się ilość wprowadzonych bakterii powyżej ilości minimalnej oraz identyfikuje rozwijające się w gruncie gatunki bakterii. Namnożone bakterie wprowadza się do gruntu poprzez jego zraszanie zawiesiną bakterii albo na stałym nośniku mineralnym, zwłaszcza w postaci keramzytu. Ponadto przed namnożeniem wyizolowane bakterie hoduje się na płynnym podłożu mineralnym w warunkach tlenowych z udziałem od 0,5 do 2% produktów naftowych, przy czym do remediacji wybiera się gatunki bakterii wykazujące się najwyższą aktywnością biodegradacji węglowodorów zawartych w tych produktach.A method of microbiological remediation of soil from petroleum products is known from the Polish patent description No. PL 180141, which uses native bacteria collected in soil samples to be cleaned, from which, after isolation and identification, pathogenic bacteria are eliminated, and bacteria with the highest activity in the decomposition of hydrocarbons contained in petroleum products, are passaged and introduced into the contaminated soil in a minimum amount of at least 10 ⁵ cells per 1 g of dry soil mass. During the remediation process, the amount of introduced bacteria is kept above the minimum amount and the bacterial species developing in the soil is identified. The multiplied bacteria are introduced into the soil by sprinkling it with a suspension of bacteria or on a solid mineral carrier, especially in the form of expanded clay. In addition, before multiplication, the isolated bacteria are cultivated on a liquid mineral medium under aerobic conditions with the content of 0.5 to 2% of petroleum products, and the species of bacteria showing the highest biodegradation activity of hydrocarbons contained in these products are selected for remediation.

Znany jest z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P.326136 sposób oczyszczania gruntów zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi oraz instalacja do oczyszczania gruntów zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi. Sposób polega na tym, że zanieczyszczoną partię gruntu umieszcza się w zbiorniku, dodaje się związków wapnia oraz nawozów azotowych i fosforowych, w stosunku 1C: 0,1N: 0,03P i przetrzymuje w zbiorniku od 3 do 6 dni. Następnie obrobiony grunt transportuje się do zbiornika drugiego, gdzie podgrzewa się gorącą parą do temperatury od 19° 24°C i utrzymuje się wilgotność 14-18% wagowych oraz dotlenia się przez napowietrzanie nadmuchowe od dołu. Następnie wprowadza się do gruntu szczepy bakterii w postaci szczepionki płynnej, przez zraszanie oraz ewentualne wstrzykiwanie w głębsze partie gruntu, przy czym proces bioremediacji w zbiorniku drugim prowadzi się w cyklu 6-8 tygodni.From the description of the Polish patent application No. P.326136, there is known a method of cleaning land contaminated with petroleum substances and an installation for cleaning land contaminated with oil derivatives. The method consists in placing the contaminated part of the soil in the tank, adding calcium compounds and nitrogen and phosphorus fertilizers in the ratio 1C: 0.1N: 0.03P and kept in the tank for 3 to 6 days. Then, the treated soil is transported to the second tank, where it is heated with hot steam to a temperature of 19 ° 24 ° C and a humidity of 14-18% by weight is maintained and it is oxygenated by blowing from below. Then, the bacterial strains are introduced into the soil in the form of a liquid vaccine, by sprinkling and possible injection into deeper parts of the soil, the bioremediation process in the second tank being carried out in the cycle of 6-8 weeks.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 184204 sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów zanieczyszczonych związkami organicznymi metodą in situ. Sposób ten polega na tym, że laboratoryjnie określa się średnie stężenie zanieczyszczeń, biodegradowalność zanieczyszczeń, zapotrzebowanie tlenowe mikroorganizmów oraz izoluje się mikroflorę przydatną do biodegradacji zanieczyszczeń, a następnie poprawia się powierzchniową strukturę gruntu, poprzez jej przeoranie, po czym do zanieczyszczonego gruntu wprowadza się pożywkę w postaci nawozów mineralnych stosowanych w rolnictwie w ilościach i proporcjach dobranych laboratoryjnie, zawierającą jony K⁺, NH4⁺, HPO4^2- o odpowiednim stężeniu. Do gruntu poprzez lance oraz rozsianie na powierzchni wprowadza się autochtoniczne mikroorganizmy wcześniej wyizolowane z gruntu, adaptowane do stężenia zanieczyszczeń gruntu i rozmnożone do potrzebnej ilości około 0,2 x 10^-3 m³ mikroorganizmów na 1 m³ gruntu, po czym włącza się system biowentylacji i rozpoczyna się proces oczyszczania gruntu, w czasie, którego zanieczyszczone powietrze jest odcią gane i kierowane do specjalnego biofiltra, przy czym proces biodegradacji przebiega przy zachowaniu temperatury w granicach 0 - 40°C, korzystnie w przedziale 20 - 27°C, wilgotnoś ci oczyszczanego gruntu w przedziale 50 - 80%, kwasowoś ci w granicach pH 5-8, korzystnie w przedziale 6 - 7,5, co ma wpływ na szybkość remediacji gruntu.There is known from the Polish patent description No. PL 184204 a method of microbiological treatment of soil contaminated with organic compounds by in situ method. This method consists in determining the average concentration of pollutants, biodegradability of pollutants, the oxygen demand of microorganisms in a laboratory, and isolating the microflora useful for the biodegradation of pollutants, and then improving the surface structure of the soil by plowing it, and then adding a nutrient solution to the contaminated soil. forms of mineral fertilizers used in agriculture in the amounts and proportions selected in the laboratory, containing K ⁺ , NH4 ⁺ , HPO4 ^2- ions at the appropriate concentration. To the ground through the lance, and seeded on the surface of the indigenous microorganisms introduced previously isolated from the ground, adapted to a concentration of soil contamination and propagated to the required amount of about 0.2 x 10 ^-3 m ³ of microorganisms per 1 m ³ soil, then incorporated system biowentylacji and the soil cleaning process begins, during which the polluted air is extracted and directed to a special biofilter, while the biodegradation process takes place while maintaining the temperature in the range of 0 - 40 ° C, preferably in the range of 20 - 27 ° C, soil in the range of 50 - 80%, acidity in the range of pH 5-8, preferably in the range of 6 - 7.5, which affects the speed of soil remediation.

Sposób mikrobiologicznego oczyszczania gruntów według wynalazku, polega na tym, że proces remediacji prowadzi się w zamkniętym obiegu wodnym, korzystnie w sposób ciągły. Zgodnie ze sposobem zanieczyszczony grunt nawilża się do poziomu minimum 50% całkowitej pojemności wodnej, wodą i/lub odciekami, zawierającymi mikroorganizmy autochtoniczne, szczególnie zdolne do rozkładu węglowodorów, w ilości, co najmniej 10⁷ komórek na 1 g suchej masy gruntu. Powstające odcieki zawierające węglowodory wprowadza się do bioreaktora, w którym znajdują się mikroorganizmy, wprowadzone w postaci zaszczepu, uzyskanego z próbki zanieczyszczonego gruntu. Zaszczep przygotowuje się poprzez izolację i selekcję mikroorganizmów autochtonicznych, charakteryzujących się szczególnie wysoką aktywnością w degradacji związków węglowodorowych, natomiast eliminuje mikroorganizmy patogenne oraz wytwarzające toksyczne metabolity. Wyhodowany zaszczep wprowadza się do bioreaktora na początku procesu oczyszczania, a kolejne partie odcieków z remediowanego gruntu są głównym źródłem węgla organicznego, stanowiącego substrat pokarmowy dla kolejnych partii zawiesiny bakteryjnej zawracanej do remediacji gruntu. W procesie namnażania mikroorganizmów, prowadzonym w bioreaktorze, zapewnia się im również odpowiednią zawartość azotu i fosforu poprzez wprowadzanie związków tych pierwiastków, w postaci NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4,The method of microbiological soil treatment according to the invention consists in that the remediation process is carried out in a closed water circuit, preferably continuously. According to the method, the contaminated soil is moistened to a level of at least 50% of the total water capacity, with water and / or leachate containing autochthonous microorganisms, especially capable of decomposing hydrocarbons, in an amount of at least 10 ⁷ cells per 1 g of soil dry weight. The resulting hydrocarbon-containing leachate is introduced into a bioreactor containing microorganisms, introduced as a seed obtained from a contaminated soil sample. The inoculation is prepared through the isolation and selection of autochthonous microorganisms, which are characterized by particularly high activity in the degradation of hydrocarbon compounds, while eliminating pathogenic microorganisms and microorganisms producing toxic metabolites. The cultivated inoculum is introduced into the bioreactor at the beginning of the purification process, and subsequent batches of leachate from the remediated soil are the main source of organic carbon, which is a nutrient substrate for subsequent batches of bacterial suspension returned to soil remediation. In the process of multiplication of microorganisms, carried out in the bioreactor, they are also provided with the appropriate content of nitrogen and phosphorus by introducing compounds of these elements in the form of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4,

PL 207 237 B1 (NH4)2HPO4 NH4HCO3 i/lub (NH4)2CO3. W toku namnażania mikroorganizmów rozkłada się biologicznie produkty naftowe i oczyszcza się odcieki. Uzyskaną zawiesinę bakteryjną w postaci biomasy wraz z oczyszczonymi odciekami recyrkuluje się do gruntu, wzbogacając go w mikroorganizmy oraz uzupełniając zawartość wody.(NH4) 2HPO4 NH4HCO3 and / or (NH4) 2CO3. In the course of the multiplication of the microorganisms, the petroleum products are biologically decomposed and the leachate is purified. The obtained bacterial suspension in the form of biomass together with the purified leachate is recirculated to the soil, enriching it with microorganisms and replenishing the water content.

Proces namnażania mikroorganizmów prowadzi się w bioreaktorze, w warunkach tlenowych, przy ciągłym napowietrzaniu i w stałej temperaturze, korzystnie 28°C, przy odczynie pH utrzymywanym w zakresie 6 - 8,2. Uzyskaną w bioreaktorze zawiesinę bakteryjną, bogatą w mikroorganizmy zdolne do rozkładu węglowodorów wprowadza się do oczyszczanego gruntu metodą zraszania i/lub iniekcji albo systemem wewnętrznych drenaży. Korzystnie proces prowadzi się w sposób ciągły z użyciem, co najmniej dwóch bioreaktorów. Związki azotu i fosforu w postaci NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4 NH4HCO3 i/lub (NH4)2CO3, dobierane w zależności od pH oczyszczanego gruntu, używane są do wzbogacania gruntu w pierwiastki biogenne. Związki te wprowadzane są do gruntu poprzez zraszanie po ich rozpuszczeniu w odcieku; dobierane są w proporcjach C:N:P=70120:8-30:0,5-2.The process of multiplication of microorganisms is carried out in a bioreactor, under aerobic conditions, under continuous aeration and at a constant temperature, preferably 28 ° C, with the pH value maintained in the range of 6 - 8.2. The bacterial suspension obtained in the bioreactor, rich in microorganisms capable of decomposing hydrocarbons, is introduced into the treated soil by spraying and / or injection or by a system of internal drainage. Preferably the process is carried out continuously using at least two bioreactors. Nitrogen and phosphorus compounds in the form of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4 NH4HCO3 and / or (NH4) 2CO3, selected depending on the pH of the treated soil, are used to enrich the soil with biogenic elements. These compounds are introduced into the soil by sprinkling after dissolving them in the leachate; are selected in the proportions C: N: P = 70 120: 8-30: 0.5-2.

W trakcie procesu remediacji prowadzi się kontrolę parametrów fizyko-chemicznych i mikrobiologicznych gruntu takich jak: pH, zawartość produktów naftowych, azot ogólny, azot amonowy i azotanowy, fosfor ogólny, ogólna liczebność mikroorganizmów, liczebność mikroorganizmów zdolnych do biodegradacji węglowodorów, aktywność enzymatyczna mikroorganizmów glebowych.During the remediation process, the soil physicochemical and microbiological parameters are controlled, such as: pH, content of petroleum products, total nitrogen, ammonium and nitrate nitrogen, total phosphorus, total number of microorganisms, number of microorganisms capable of biodegradation of hydrocarbons, enzymatic activity of soil microorganisms.

Proces rozkładu węglowodorów zachodzi zgodnie ze sposobem w oczyszczanym gruncie, a stymulowany jest przez cyrkulację odcieków, które na wejś ciu do bioreaktora charakteryzują się podwyższoną zawartością węglowodorów, a po wyjściu z bioreaktora w postaci zawiesiny bakteryjnej stanowią źródło wody i mikroorganizmów rozkładających zanieczyszczenia w gruncie.The process of decomposition of hydrocarbons takes place in the treated soil in accordance with the method, and is stimulated by the circulation of effluents, which at the entrance to the bioreactor are characterized by an increased content of hydrocarbons, and after leaving the bioreactor in the form of a bacterial suspension, they are a source of water and microorganisms decomposing pollutants in the soil.

Sposób według wynalazku nadaje się do oczyszczania metodą in situ lub ex situ wszystkich gruntów skażonych węglowodorami, zwłaszcza zaś produktami naftowymi, takimi jak frakcje ropy naftowej, oleje opałowe, oleje do silników wysokoprężnych, itp. Zgodnie z wynalazkiem w metodzie ex situ, formuje się pryzmę na izolowanej powierzchni, a odcieki z niej odbiera się systemem drenaży oraz gromadzi się w studzience zbiorczej natomiast w metodzie in situ do namnażania mikroorganizmów wykorzystuje się recyrkulowane skażone wody podziemne.The process according to the invention is suitable for the in situ or ex situ treatment of all soils contaminated with hydrocarbons, especially petroleum products such as crude oil fractions, heating oils, diesel engine oils, etc. According to the invention, in the ex situ method, a pile is formed on an insulated surface, and the leachate from it is collected by a drainage system and is collected in a collecting sump, while in the in situ method for the multiplication of microorganisms, recirculated contaminated groundwater is used.

Zaletą wynalazku jest to, że nie wymaga stosowania wież strippingowych lub innych aparatów w celu oczyszczenia odcieków, ponieważ są one zawracane do bioreaktora i wykorzystywane jako substrat pokarmowy do namnażania mikroorganizmów. Zastosowanie zamkniętego obiegu wodnego znacznie obniża zużycie wody koniecznej do utrzymania poziomu wilgotności oczyszczanego gruntu. Zaletą jest również to, że w metodzie ex situ stosuje się zamknięty obieg odcieków, przez co eliminuje się niebezpieczeństwo wtórnego skażenia środowiska. W sposobie według wynalazku znacznie ogranicza się, a nawet eliminuje zużycie preparatów stanowiących źródło substratu pokarmowego do namnażania mikroorganizmów. Proces namnażania mikroorganizmów zgodnie z wynalazkiem, jest znacznie skrócony dzięki wykorzystaniu jako źródła węgla organicznego tych samych węglowodorów, w ś rodowisku, których najbardziej aktywne był y mikroorganizmy, z których został wygenerowany zaszczep, zwany inoculum.An advantage of the invention is that it does not require the use of stripping towers or other apparatus to clean the effluents as they are returned to the bioreactor and used as a food substrate for the multiplication of microorganisms. The use of a closed water circuit significantly reduces the consumption of water necessary to maintain the moisture level of the cleaned soil. Another advantage is that the ex situ method uses a closed leachate cycle, which eliminates the risk of secondary contamination of the environment. The method according to the invention greatly reduces or even eliminates the consumption of food substrate preparations for the multiplication of microorganisms. The process of multiplication of microorganisms according to the invention is significantly shortened due to the use of the same hydrocarbons as the organic carbon source in the environment, the most active of which were the microorganisms from which the inoculum was generated, called the inoculum.

Sposób według wynalazku został objaśniony w przykładach wykonania.The method according to the invention has been explained in the working examples.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów skażonych produktami naftowymi, prowadzony ex situ cyklicznie, polega na tym, że wydobywa się partię gruntu w ilości 100 m³ o stężeniu węglowodorów wynoszącym 5300 mg na kg suchej masy, o odczynie alkalicznym i formuje się w kształcie pryzmy na folii izolacyjnej. Pryzmę jednocześnie napowietrza się i nawilża poprzez zraszacze odciekami, pochodzącymi z gruntu i bioreaktora o pojemności 600 dm³ do poziomu 50% całkowitej pojemności wodnej, ewentualnie uzupełnia się wodą gruntową. Odcieki z pryzmy kieruje się do bioreaktora, do którego wprowadza się również zaszczep - inoculum mikroorganizmów autochtonicznych. Zaszczep przygotowuje się z próbki zanieczyszczonego gruntu poprzez izolację i selekcję mikroorganizmów autochtonicznych charakteryzujących się szczególnie wysoką aktywnością w degradacji związków węglowodorowych. Kontroluje się czy mikroorganizmy te nie wytwarzają toksycznych metabolitów oraz czy nie są patogenne, które się eliminuje. Wyhodowany zaszczep wprowadza się do bioreaktora na początku procesu oczyszczania. Zawartość bioreaktora wzbogaca się w substancje odżywcze w postaci związków NH4NO3, NH4H2PO4, w proporcjach C:N:P=10:10:1 oraz reguluje odczyn odcieku do poziomu neutralnego. Mikroorganizmy w bioreaktorze namnaża się w warunkach tlenowych, wprowadzając w sposób ciągły powietrze i utrzymując temperaturę 28°C oraz pH 7. W trakcie procesuThe method of microbiological remediation of soil contaminated with petroleum products, carried out ex situ cyclically, consists in extracting a part of soil in the amount of 100 m ³ with a hydrocarbon concentration of 5300 mg per kg of dry matter, with an alkaline reaction and formed in the shape of a prism on the insulation foil . The heap is simultaneously aerated and moistened through sprinklers with leachate coming from the ground and a bioreactor with a capacity of 600 dm ^{3 up} to 50% of the total water capacity, or supplemented with ground water. The effluents from the heap are directed to the bioreactor, into which the inoculum - inoculum of autochthonous microorganisms is also introduced. The inoculation is prepared from a contaminated soil sample through the isolation and selection of indigenous microorganisms characterized by particularly high activity in the degradation of hydrocarbon compounds. It is controlled whether these microorganisms do not produce toxic metabolites and whether they are pathogenic, which are eliminated. The grown seed is introduced into the bioreactor at the start of the purification process. The content of the bioreactor is enriched with nutrients in the form of NH4NO3, NH4H2PO4 compounds in the proportions C: N: P = 10: 10: 1 and the pH of the effluent is regulated to a neutral level. Microorganisms in the bioreactor are multiplied under aerobic conditions, continuously introducing air and maintaining a temperature of 28 ° C and a pH of 7. During the process

PL 207 237 B1 biodegradacji prowadzi się kontrolę parametrów fizyko-chemicznych i mikrobiologicznych odcieku takich jak: pH, zawartość produktów naftowych, azot ogólny, azot amonowy i azotanowy, fosfor ogólny, ogólna liczebność mikroorganizmów, liczebność mikroorganizmów zdolnych do biodegradacji węglowodorów. Otrzymaną zawiesinę bakteryjną podaje się do zraszaczy i wprowadza do pryzmy cyklicznie, w takiej ilości, aby stężenie drobnoustrojów wynosiło około 10⁷ komórek na 1 g suchej masy gruntu. Związki azotu i fosforu w postaci związków NH4NO3, NH4H2PO4, w proporcjach C:N:P=70:8:0,5 dobierane w zależności od pH oczyszczanego gruntu używane są do stopniowego wzbogacania gruntu w pierwiastki biogenne tak, aby odczyn gruntu podczas bioremediacji był zbliżony do obojętnego. Związki te wprowadzane są do gruntu poprzez zraszanie po ich rozpuszczeniu w odcieku. Proces remediacji gruntu prowadzi się 16 tygodni.In the process of biodegradation, the physico-chemical and microbiological parameters of the leachate are controlled, such as: pH, content of petroleum products, total nitrogen, ammonium and nitrate nitrogen, total phosphorus, total number of microorganisms, number of microorganisms capable of biodegradation of hydrocarbons. The obtained bacterial suspension is fed to sprinklers and cyclically introduced into the heap in such an amount that the concentration of microorganisms is about 10 ⁷ cells per 1 g of dry mass of soil. Nitrogen and phosphorus compounds in the form of NH4NO3, NH4H2PO4 compounds, in the proportions C: N: P = 70: 8: 0.5, selected depending on the pH of the soil being treated, are used to gradually enrich the soil with biogenic elements so that the soil pH during bioremediation is close to indifferent. These compounds are introduced into the soil by sprinkling after dissolving them in the effluent. The land remediation process is carried out for 16 weeks.

Tak oczyszczony grunt, zawierający 70 mg węglowodorów na kg suchej masy, umieszcza się w miejscu jego wybrania.The cleaned primer, containing 70 mg of hydrocarbons per kg of dry weight, is placed at the site of its extraction.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów skażonych węglowodorami, w sposób ciągły prowadzi się jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że stosuje się dwa bioreaktory o pojemności 1600 dm³każdy. Pryzmę utworzoną z partii gruntu w ilości 1000 m³ o stężeniu węglowodorów wynoszącym 3200 mg na kg suchej masy, nawilża się do 65% całkowitej pojemności wodnej poprzez wtłaczanie do gruntu przetworzonych w bioreaktorze odcieków i uzupełnia wodą gruntową. W procesie ciągłym, podczas gdy w jednym bioreaktorze namnaża się drobnoustroje, drugi używa się jako zasobnik zawiesiny bakteryjnej. Odprowadzane z pryzmy systemem drenaży odcieki wprowadza się przemiennie do dwóch bioreaktorów, a tam wzbogaca w substancje odżywcze w postaci związków NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4 w proporcjach C:N:P=120:10:1, namnaża się mikroorganizmy utrzymując odczyn pH <8. W trakcie procesu biodegradacji prowadzi się kontrolę parametrów fizyko-chemicznych i mikrobiologicznych odcieku takich jak: pH, zawartość produktów naftowych, azot ogólny, azot amonowy i azotanowy, fosfor ogólny, ogólna liczebność mikroorganizmów, liczebność mikroorganizmów zdolnych do biodegradacji węglowodorów. Po czym uzyskaną zawiesinę bakteryjną wprowadza się do gruntu poprzez iniekcję w takiej ilości, aby uzyskać stężenie, co najmniej 10⁶ komórek na 1 g suchej masy gruntu. Związki azotu i fosforu NH4NO3, NH4SO4, NH4H2PO4, w proporcjach C:N:P=120:11:2, dobierane w zależności od pH oczyszczanego gruntu używa się też do wzbogacania gruntu w pierwiastki biogenne. Związki te wprowadzane są do gruntu poprzez zraszanie po ich rozpuszczeniu w odcieku. Proces prowadzi się w ciągu 12 tygodni. Oczyszczony grunt zawierający resztki węglowodorów w ilości około 65 mg na kg suchej masy umieszcza się w miejscu składowania.The method of microbiological remediation of soils contaminated with hydrocarbons is carried out continuously as in the first example, with the difference that two bioreactors with a capacity of 1600 dm ³ each are used. A prism formed of a batch of soil in an amount of 1000 m ³ of hydrocarbon concentration ratio of 3200 mg per kg dry matter, is wetted to 65% total water capacity of the soil by injection of recycled effluent in the bioreactor and supplemented with groundwater. In a continuous process, while microorganisms are multiplied in one bioreactor, the other is used as a reservoir for the bacterial suspension. The effluents discharged from the heap by the drainage system are alternately introduced into two bioreactors, where they are enriched with nutrients in the form of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4 compounds in the proportions C: N: P = 120: 10: 1, the microorganisms are multiplied while maintaining the pH value <8. During the biodegradation process, the physico-chemical and microbiological parameters of the leachate are controlled, such as: pH, content of petroleum products, total nitrogen, ammonium and nitrate nitrogen, total phosphorus, total number of microorganisms, number of microorganisms capable of biodegradation of hydrocarbons. After that, the obtained bacterial suspension is introduced into the soil by injection in such an amount to obtain a concentration of at least 10 ⁶ cells per 1 g of soil dry weight. Nitrogen and phosphorus compounds NH4NO3, NH4SO4, NH4H2PO4, in the proportions C: N: P = 120: 11: 2, selected depending on the pH of the treated soil, are also used to enrich the soil with biogenic elements. These compounds are introduced into the soil by sprinkling after dissolving them in the effluent. The process takes 12 weeks. The cleaned soil containing residual hydrocarbons in the amount of about 65 mg per kg of dry matter is placed at the storage site.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów skażonych produktami naftowymi, prowadzony cyklicznie, in situ polega na tym, że partię gruntu o powierzchni 400 m², zanieczyszczoną węglowodorami w ilości 2800 mg/kg s.m. o odczynie alkalicznym nawilża się od góry poprzez zraszanie do poziomu 65% całkowitej pojemności wodnej. Odcieki gromadzące się w studzienkach zbiorczych rozmieszczonych na skażonym terenie kieruje się do bioreaktora o pojemności 1000 dm³, do którego wprowadza się również zaszczep mikroorganizmów wyizolowanych z zanieczyszczonego gruntu, jak w poprzednich przykładach. Zawartość bioreaktora wzbogaca się w substancje odżywcze w postaci związków NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, w proporcjach C:N:P=100:10:1. Mikroorganizmy w bioreaktorze namnaża się w warunkach tlenowych wprowadzając w sposób ciągły powietrze i utrzymując temperaturę 28°C oraz pH 6. Otrzymaną zawiesinę bakteryjną podaje się do zraszaczy i rozprowadza na powierzchni gruntu skażonego. Namnażanie mikroorganizmów i zraszanie gruntu skażonego otrzymaną zawiesiną mikroorganizmów powtarza się cyklicznie. Związki azotu i fosforu NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, w proporcjach C:N:P=70:8:0,5 dobierane w zależności od pH oczyszczanego gruntu używa się do wzbogacania gruntu w pierwiastki biogenne. Związki te wprowadza się do gruntu poprzez zraszanie po ich rozpuszczeniu w odcieku.Process for the microbial remediation of soil contaminated by petroleum products, guided cyclically in situ consists in the fact that a batch of soil of 400 m ² polluted by hydrocarbons in an amount of 2800 mg / kg of dry alkaline hydrates from above by spraying to 65% of the total capacity water. The effluents accumulating in the collecting wells located in the contaminated area are directed to the bioreactor with a capacity of 1000 dm ³ , where the inoculation of microorganisms isolated from the contaminated soil is also introduced, as in the previous examples. The content of the bioreactor is enriched with nutrients in the form of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4 compounds, in the proportions C: N: P = 100: 10: 1. Microorganisms in the bioreactor are multiplied under aerobic conditions by continuously introducing air and maintaining the temperature of 28 ° C and pH 6. The obtained bacterial suspension is fed to sprinklers and spread on the contaminated soil surface. The multiplication of microorganisms and sprinkling of the soil contaminated with the obtained microorganism suspension are repeated cyclically. Nitrogen and phosphorus compounds NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4, in the proportions C: N: P = 70: 8: 0.5, selected depending on the pH of the treated soil, are used to enrich the soil with biogenic elements. These compounds are introduced into the soil by sprinkling after dissolving them in the effluent.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów skażonych produktami naftowymi, prowadzi się jak w przykładzie trzecim z tą różnicą, że do gruntu wtłacza się dodatkowo wilgotne powietrze.The method of microbiological remediation of soil contaminated with petroleum products is carried out as in the third example, with the difference that additionally moist air is forced into the soil.

PL 207 237 B1PL 207 237 B1

P r z y k ł a d 5P r z k ł a d 5

Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów skażonych produktami naftowymi, prowadzi się jak w przykładzie trzecim z tą różnicą, że grunt nawilża się i wprowadza do niego zawiesinę bakteryjną poprzez system drenaży wewnętrznych.The method of microbiological remediation of soil contaminated with petroleum products is carried out as in the third example, with the difference that the soil is moistened and the bacterial suspension is introduced into it through the internal drainage system.

P r z y k ł a d 6P r z k ł a d 6

Sposób mikrobiologicznej remediacji gruntów skażonych produktami naftowymi, prowadzi się w sposób ciągły in situ jak w przykładzie trzecim z tą różnicą, że stosuje się dwa bioreaktory o pojemności 1600 dm³ każdy. Podczas gdy jeden bioreaktor służy do pasażowania mikroorganizmów autochtonicznych, drugi bioreaktor używa się jako zasobnik zawiesiny bakterii do zraszania gruntu. Partię gruntu o powierzchni 1000 m², zanieczyszczoną węglowodorami w ilości średnio 2250 mg/kg s.m. o odczynie alkalicznym nawilż a się od góry poprzez zraszanie do poziomu 60% cał kowitej pojemnoś ci wodnej. Odcieki pobierane z 5 studzienek zbiorczych rozmieszczonych na skażonym terenie kieruje się do jednego z bioreaktorów, do którego wprowadza się również szczepionkę drobnoustrojów wyizolowanych z zanieczyszczonego gruntu, jak w poprzednich przykładach. Zawartość bioreaktora wzbogaca się w substancje odżywcze w postaci związków NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4 w proporcjach C:N:P=100:10:1. Mikroorganizmy w bioreaktorze namnaża się w czasie 48 godzin w warunkach tlenowych wprowadzając w sposób ciągły powietrze i utrzymując temperaturę 28°C. Otrzymaną zawiesinę podaje się do zraszaczy i rozprowadza na powierzchni gruntu skażonego w takiej ilości, aby uzyskać stężenie, co najmniej 10⁷ komórek na 1 g suchej masy gruntu. W tym czasie rozpoczyna się i prowadzi pasażowanie mikroorganizmów w drugim bioreaktorze w warunkach jak wyżej. Związki azotu i fosforu NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4 w proporcjach C:N:P=100:30:1 dobierane w zależności od pH oczyszczanego gruntu używane są do wzbogacania gruntu w pierwiastki biogenne. Związki te wprowadzane są do gruntu poprzez zraszanie po ich rozpuszczeniu w odcieku.Process for the microbial remediation of soil contaminated by petroleum products, is carried out continuously in situ as in the third embodiment except that two bioreactors of 1600 dm ³ each. While one bioreactor is used to pass the autochthonous microorganisms, the other bioreactor is used as a reservoir for the suspension of bacteria to sprinkle the soil. A part of soil with an area of 1000 m ² , contaminated with hydrocarbons in the amount of an average of 2250 mg / kg DM with an alkaline reaction, is moistened from above by sprinkling to the level of 60% of the total water capacity. The effluents collected from 5 collection wells distributed over the contaminated area are directed to one of the bioreactors, into which the vaccine of microorganisms isolated from the contaminated soil is also introduced, as in the previous examples. The content of the bioreactor is enriched with nutrients in the form of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4 compounds in the proportions C: N: P = 100: 10: 1. The microorganisms in the bioreactor are propagated for 48 hours under aerobic conditions by continuously introducing air and maintaining a temperature of 28 ° C. The obtained suspension is fed to sprinklers and spread on the surface of the contaminated soil in such an amount as to obtain a concentration of at least 10 ⁷ cells per 1 g of soil dry weight. At this time, the passage of the microorganisms in the second bioreactor is started and carried out under the conditions as above. Nitrogen and phosphorus compounds NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4 in the proportions C: N: P = 100: 30: 1 selected depending on the pH of the treated soil are used to enrich the soil with biogenic elements. These compounds are introduced into the soil by sprinkling after dissolving them in the effluent.

Proces prowadzi się w ciągu 14 tygodni. Oczyszczony grunt zawiera resztki węglowodorów w iloś ci okoł o 80 mg na kg suchej masy.The process takes 14 weeks. The cleaned soil contains residual hydrocarbons in the amount of about 80 mg per kg of dry weight.

Claims

Patent claims

1. A method of microbiological cleaning of soil from hydrocarbons, in situ or ex situ, in which microorganisms capable of decomposing these products are introduced into the contaminated soil, obtained from soil samples to be cleaned, characterized in that the process is carried out in a closed water cycle with using a bioreactor in which microorganisms are multiplied, introduced as a seed, previously prepared from a sample of contaminated soil by isolating and selecting indigenous microorganisms with particularly high activity in the degradation of hydrocarbon compounds, and in the multiplication process, leachate from the cleaned soil, containing hydrocarbons, which are supplemented with nutrients containing nitrogen and phosphorus, and the obtained bacterial suspension is introduced into the cleaned soil, in an amount of at least 10 ⁷ cells per 1 g of soil dry weight, and the contaminated soil is moistened to a minimum level of 50% c total water capacity.

2. The method according to p. A method according to claim 1, characterized in that the nutrients are compounds selected from the group consisting of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4 NH4HCO3 and / or (NH4) 2CO3, selected depending on the pH of the remediated soil, in proportions C : N: P = 70-120: 830: 0.5-2.

3. The method according to p. A method according to claim 1, characterized in that the bacterial suspension in the form of biomass together with the purified leachate is recirculated to the treated soil, successively supplemented with biogenic elements in the form of NH4NO3, (NH4) 2SO4, NH4H2PO4, (NH4) 2HPO4 NH4HCO3 and / or (NH4) 2CO3, selected depending on the pH.

4. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the multiplication of the microorganisms in the bioreactor is carried out under aerobic conditions at a constant temperature, preferably 28 ° C.

5. The method according to p. The process of claim 1, wherein the pH is maintained in the range of 6 - 8.2 during the multiplication process in the bioreactor.

6. The method according to p. The process of claim 1, wherein the process of soil purification from petroleum products is carried out continuously using at least two bioreactors.

PL 207 237 B1

7. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the bacterial suspension obtained in the bioreactor is introduced into the soil to be treated by spraying.

8. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the bacterial suspension obtained in the bioreactor is introduced into the soil to be treated by injection.

9. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the bacterial suspension obtained in the bioreactor is introduced into the soil to be cleaned with a drainage system.