Post on 03-Feb-2020
transcript
BIOREMEDIJACIJA BIOREMEDIJACIJA U U ““NAFTNOJ INDUSTRIJI NAFTNOJ INDUSTRIJI SRBIJESRBIJE”” ((““NISNIS””): ): NANAŠŠA ISKUSTVA I IZGLEDI A ISKUSTVA I IZGLEDI
ZA BUDUZA BUDUĆĆNOSTNOSTBIOREMEDIATION IN BIOREMEDIATION IN ““PETROLEUM INDUSTRY OF SERBIAPETROLEUM INDUSTRY OF SERBIA””
((““NISNIS””): OUR EXPERIENCE AND FUTURE PROSPECTS ): OUR EXPERIENCE AND FUTURE PROSPECTS
Prof. dr Miroslav M. VRVIProf. dr Miroslav M. VRVIĆĆ, dipl. hem., dipl. hem.(mmvchem@sezampro.rs; www.bremgroup.com)
Hemijski fakultet ,Centar za hemiju IHTM, Univerzitet u Beogradu i
BREM GROUP doo, Beograd
Direkcija “NIS”, Novi Sad24.-(25.) 04. 2012.
III Medjunarodna konferencija o životnoj sredini "Gazprom neft“-a:Najnovije tehnologije i svetska praksa u preradi zauljenog otpadNajnovije tehnologije i svetska praksa u preradi zauljenog otpadaa
DOSADAŠNJA “REŠENJA” ZA ČIŠĆENJE VODA I ZEMLJIŠTA ZAGADJENIH NAFTOM I DERIVATIMA
ISKOPAVANJE, PRENOŠENJE i... PRANJE i...SOLIDIFIKACIJA, STABILIZACIJA i...ISPUMPAVANJE i...OKSIDACIJA i...VITRIFIKACIJA (OSTAKLJIVANJE) i...SORPCIJA i...
…ODLAGANJE NA DEPONIJU,
ČESTO IKOMUNALNOG
OTPADA !!!
BIOREMEDIJACIJAproces koji koristi nepatogene
mikroorganizme i/ili njihove enzime da
životnu sredinu prečisti i vrati u stanje
pre zagadjenja!
BIOREMEDIJACIJA-BIOLOŠKA DEGRADACIJA I DETOKSIKACIJA (NA MESTU ZAGADJENJA-IN SITU ILI NA
DRUGOM MESTU-EX SITU) ZEMLJIŠTA, POVRŠINSKIH, PODZEMNIH I OTPADNIH VODA I VAZDUHA (PROCESNIH I
OTPADNIH GASOVA) OD ŠTETNIH SUPSTANCI (I/ILI NJIHOVA TRANSFORMACIJA I RAZGRADNJA PRE
ZAGADJIVANJA ŽIVOTNE SREDINE, TJ. DOK SU JOŠ USKLADIŠTENI), KAO ŠTO SU ORGANSKI ZAGADJIVAČI
(NAFTA I DERIVATI NAFTE, PESTICIDI, DETERDŽENTI, POLIMERI, FENOLI, ORGANSKI RASTVARAČI,...), VEŠTAČKA
DJUBRIVA, TEŠKI METALI (NPR. ŽIVA, KADMIJUM, OLOVO,...) I DRUGI TOKSIČNI ELEMENTI I JEDINJENJA
(ARSEN, CIJANOVODONIK,...), TOKSIČNI GASOVI (RECIMO VODONIK-SULFID) I RADIONUKLIDI, NAJČEŠĆE I
NAJEFIKASNIJE POMOĆU MIKROORGANIZAMA, KAO “BIOLOŠKIH AGENASA”! PRIMENJUJU SE I BILJKE (FITOREMEDIJACIJA)! ISPITUJE SE MOGUĆNOST
UPOTREBE PRIMITIVNIH ŽIVOTINJA (ŠKOLJKE I GLISTE)-ZOOREMEDIJACIJA!
SUŠTINA BIOREMEDIJACIJE
“BIOLOŠKI AGENS”
MIKROORGANIZMI
ŠTETNA/ESUPSTANCA/E
SUPSTANCE
KOJE NEMAJU
ŠTETNE EFEKTE
NA OKOLINU
(I ČOVEKA)
+ BIOMASA
PRAVA ZELENA TEHNOLOGIJA!!!
SHEMATSKI PRIKAZ METODOLOGIJE RADAPRI BIOREMEDIJACIJI
1. FAZA►KARAKTERIZACIJA ZEMLJIŠTA
►KARAKTERIZACIJA ZAGAĐENOG MESTA►KARAKTERIZACIJA ZAGAĐIVAČA
(1-3 NEDELJE)
2. FAZA► EKSPERIMENTI NA TRESILICI
(SHAKE FLASK TESTING TECHNIQUE)► PROBE U BIOREAKTORU► TESTOVI U KOLONAMA
► RAZVOJ PROCESA NA MODELU(4-24 NEDELJE)
3. FAZA►PROBE NA TERENU
4. FAZA►IZVOĐENJE PROCESA BIOREMEDIJACIJE
BIODEGRADACIONI SISTEM U BIOREMEDIJACIJI
MIKROORGANIZMI•Rast
•Fiziologija•Genetska nadmoćnost
•Metabolička raznovrsnost•Enzimologija
•Metaboliti
ZAGADJUJUĆA SUPSTANCA•Prenos mase•Biodostupnost•Hidrofobnost
•Rekalcitrantnost•Struktura
•Toksičnost
ABIOTIČKI FAKTORI•pH
•Temperatura•Vlaga
•Kiseonik•Hranljive supstance
•Tip zemljišta
SLOŽENI ODNOSI TOKOM BIODEGRADACIJE NAFTE I DERIVATA
ZDRUŽENO DEJSTVO MIKROBNE ZAJEDNICE NA UGLJOVODONIČNI ZAGADJIVAČ
JEDNAČINA MIKROBIOLOŠKE MINERALIZACIJE ORGANSKE SUPSTANCE
CcHhOoNnPpSsClcl → cCO2 + h/2 H2O + nNH4+ + pHPO4
2- + sSO42- + clCl- + Energija
DOMAĆI MIKROORGANIZMI ZA DOMAĆE ZAGADJENJE !!!
“Konzorcijum mikroorganizama” NAJPOTENTNIJI I NAJOPTIMALNIJI
MIKROORGANIZMI ZA BIOREMEDIJACIJU SU IZOLOVANI SA SAMOG MESTA ZAGADJENJA
ODNOSNO IZ SAMOG ZAGADJIVAČA !
grejač
kompresor
mikroorganizmi
inokulum)
(podloga sa ugljovodonicima
raspršivač
vazduh
kontrola osnovnih procesnih parametara
MOBILNI BIOREAKTOR I MIKROORGANIZMI SPECIFIČNI ZA POJEDINAČNO ZAGADJENJE !!!
IZOLOVANJE I SELEKCIJA
UMNOŽAVANJE MIKROORGANIZAMA
MOBILNI BIOREAKTOR
1x106 CFU/g
1x109 CFU/mL
Blok 15 Blok 19 Blok 24
Autopunilište Taložnik
Oznaka uzorka
Broj RUV[broj/g]*
Sadržaj TPH [g/kg suvog
uzorka]
Blok 15 1,7 x 105 29,6
Blok 19 4,1 x 106 42,1
Blok 24 4,5 x 106 21,7
Autopunilište 2,1 x 104 9,8
Taložnik 1,4 x 104 151,0
*Mikroorganizmi koji razlažu ugljovodonike
PILOT EX SITU BIOREMEDIJACIJE 150 m3 ZEMLJIŠTA U RNP
Homogenizacija zemlje Postavljanje ceviza aeraciju
Mešanje zemlje pre nanošenjana haldu
Nanošenje zemlje Sistem oluka za sakupljanjeprocedne tečnosti
Konačan izgled halde
IZRADA PROJEKTOVANE GOMILE (HEAP, BIOPILE, “HALDA”) ZA PILOT EX SITU BIOREMEDIJACIJU 150 m3
ZEMLJIŠTA U RNP
Grafički prikaz dinamike bioremedijacije u funkciji vremena
~30 g/kg
2,2 g/kg(~93%)
21,5
7,8
PROSEČNA BRZINA
BIOREMEDIJA-CIJE U
ODNOSU NA TPH:
151 mg/kg/dan
EFIKASNOSTOKO 93 %
REZULTATI PILOT EX SITU BIOREMEDIJACIJE 150 m3 ZEMLJIŠTA U RNP
VIŠESTEPENA OBRADA VANBILANSKIH EMULZIJA METALOPRERAĐIVAČKE INDUSTRIJE UZ PRIMENU BIOREMEDIJACIJE
ZA POTREBE “FAM” IZ KRUŠEVCA (~ 600 m3)
HOMOGENIZACIJA OTPADNIH EMULZIJA
(600 m3)
PODEŠAVANJE pH
FLOKULACIJA
KOAGULACIJA
PRECIPITACIJA
PEŠČANA FILTRACIJA
АDSORPCIJA/FILTRACIJA
KANALIZACIJA BIOREMEDIJACIJA
PREČIŠĆENA VODA
ORGANSKI MULJ (TPH ≈ 7 t)
Filtraciona jedinica
Flokulacija i
Koagulacija
“Otpadna emulzija”
HPK ~ 100,000 mg O2/L
HPK ~ 5,000 mg O2/L
Voda
Zauljenimaterijal
VIŠESTEPENA OBRADA VANBILANSKIH EMULZIJA METALOPRERAĐIVAČKE INDUSTRIJE UZ PRIMENU
BIOREMEDIJACIJE ZA POTREBE FABRIKE MAZIVA (“FAM”) IZ KRUŠEVCA (~ 600 m3)
Adsorpciona kolona
HPK ~ 5,000 mg O2/L
HPK ~ 100 mg O2/L
EFIKASNOST ≈ 99 %
Adsorpciono-Filtraciona
jedinica
Voda
EFIKASNOST ≈ 95 %
Zauljenimaterijal
Biostimulacija,Bioaugmentacija
Ex situ bioremedijacija
TPHStart
TPHEnd
Primenjena šema Laboratorijski nivo Industrijski nivo HPK [mg/O2L]
100000
5-10000
100
Homogenizacija
Podešavanje pH
Flokulacija
Koagulacija
Peščana filtracija
Adsorpcija/filtracija
Kanali-zacija
Bioreme-dijacija
Voda Ispune
NaOH/HCl
Testbiodegradabilnosti
2x300 m3
10 m3
4 m3
2x2 m3
600 m3
Precipitacija
pHHPKBPKT°Cκ
BojaNTU
Kombinovana obrada vanbilansnih, procesnih fluida metalopreradjivačke industrije (tzv. “otpadne emulzije” ~ 600 m3) za potrebe “FAM” iz Kruševca
POSTROJENJE KOMPANIJE
U DOBANOVCIMA
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE
BUŠOTINE 69
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER (SRBIJA) KOD
ZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69-13. 04. 2011.
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE
BUŠOTINE-Tus 69
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE
BUŠOTINE-Tus 69-09. 11. 2012.
STANJE PROSTORA-”NJIVE” NA MESTU PRIMARNE ISPLAČNE JAME NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69 POSLE BIOREMEDIJACIJE I
SANACIJE-13. 03. 2012.
STANJESTANJE NA SANIRANOJ PRIMARNOJ ISPLANA SANIRANOJ PRIMARNOJ ISPLAČČNOJ JAMI KOD NOJ JAMI KOD ZATVORENE BUZATVORENE BUŠŠOTINE OTINE TusTus--69 69 POSLE PROLEPOSLE PROLEĆĆNE SETVE NE SETVE
KUKURUZOMKUKURUZOM--20. 04. 2012.20. 04. 2012.
I do 30x brža od prirodnog procesa samoprečišćenja.
Čini oko 20-25 % ukupnih remedijacionih postupaka u svetu, što se procenjuje da je na svetskom tržištu vredno preko 2 milijarde EUR!
Prosečna cena bioremedijacije u Evropi je oko 85 €/m3 (za nivo kontminacije do 5 gTPH/kgSS), spaljivanja 100-400 €/m3, solidifikacije približno180 €/m3!
Mobilni bioreaktor za bioremedijaciju štedi vreme, štedi prostorpošto nema skladištenja, štedi transport, ŠTEDI NOVAC !!!
ANALIZA USPEŠNOSTI BIOREMEDIJACIJE:
NE ZABORAVITI:
BIOREMEDIJACIJA JE TEHNOLOGIJA KOJA NE GENERIŠE OTPAD VEĆGA U POTPUNOSTI REŠAVA ! ! !
KOJI SVE OPASNI OTPAD I KONTAMINIRANI PROSTOR U NAFTNOJ INDUSTRIJI MOŽE DA
SE TRETIRA BIOREMEDIJACIJOM?ZAGADJENO ZEMLJIŠTE
ISPLAČNE JAME SVE VRSTE “ZAULJENIH OTPADNIH VODA”,
UKLJUČUJUĆI I ONE OD PRANJA POSTROJENJA I CEVOVODA
REZERVOARSKI I PROCESNI TALOZI SREDSTVA I SKLOPOVI ZA APSORPCIJU NAFTE
I DERIVATA, KOJI SU PERMANENTNO, AKCIDENTNO I INCIDENTNO IZLIVENI
...N.B. Praktično ne postoji derivat nafte
koji mikrobi ne mogu da razlože!
B U D U B U D U ĆĆ N O S TN O S T !!
Podprojekat 1Podprojekat 1: : ““SIMULTANA BIOREMEDIJACIJA I SIMULTANA BIOREMEDIJACIJA I
SOILIFIKACIJA DEGRADIRANIH SOILIFIKACIJA DEGRADIRANIH PROSTORAPROSTORA””
Rukovodilac: Prof. dr Miroslav M. Rukovodilac: Prof. dr Miroslav M. VRVIVRVIĆĆ
Hemijski fakultet, BeogradHemijski fakultet, BeogradPodprojekat 2Podprojekat 2: :
““ZAZAŠŠTITA GEOTITA GEO-- I BIOSREDINA KAO I BIOSREDINA KAO PRIRODNIH RESURSA I IZVORA PRIRODNIH RESURSA I IZVORA
BIOLOBIOLOŠŠKI AKTIVNIH SUPSTANCIKI AKTIVNIH SUPSTANCI””ĆĆ
IZOLOVANJE I SELEKCIJA
UMNOŽAVANJE MIKROORGANIZAMA
MOBILNI BIOREAKTOR
SADAŠNJE STANJE TEHNOLOGIJE U PRIMENI !
BUDUĆNOST !
“ANTROPOGENI-TEHNOGENI MINERALNI SUPSTRAT (PEPEO I ŠLJAKE) NASTAO SAGOREVANJEM LIGNITA, KAO MATIČNA
STENA”
Dominantni minerali: KVARC (“SILIKA GEL”), FELDSPATI/TITI, KALCITpH > 10
DA LI JE OVO “MRTVA” SREDINA?
-ORGANSKA SUPSTANCA: NEKOLIKO PROCENATANEKOLIKO PROCENATA-UKUPAN BROJ MEZOFILNIH AEROBNIH I FAKULTATIVNO ANAEROBNIH
HEMOORGANOHETEROTROFNIH BAKTERIJA: 10001000--10000 CFU/g10000 CFU/g-KVASCI I SPORE PLESNI: 10001000--10000 CFU/g10000 CFU/g
Naslage “okera” [baznih gvožđe(III)-sulfata] na obodima aktivne kasete, kao pokazatelj (bio)geohemijskih procesa!
-HEMIJSKOM I BIOHEMIJSKOM AKTIVNOŠĆU ZIMOGENIH (AUTOHTONIH) MIKROORGANIZAMA TOKOM BIOREMEDIJACIJE NAFTE I DERIVATA NAFTE U SLOJU VEŠTAČKOG ZEMLJIŠNOG SUPSTRATA NANETOG U DEGRADIRANI
PROSTOR KAO ŠTO SU PEPELIŠTA, NAPUŠTENI POVRŠINSKI KOPOVI UGLJA I OBOJENIH METALA, RUDARSKA JALOVIŠTA I ODLAGALIŠTA RUDARSKE RASKRIVKE, HUMIFIKUJE SE BIOREMEDIJACIONI SLOJ UZ ISTOVREMENU
SOILIFIKACIJU (“ZAZEMLJENJE”) NOSEĆEG MATERIJALA KAO TEHNOGENE MATIČNE STENE, ČIME SE STVARA SLOJ ZEMLJIŠTA!
-FIZIČKE I FIZIČKO-HEMIJSKE OSOBINE NOSEĆEG MATERIJALA, POSEBNO RASKRIVKE, PEPELA I ŠLJAKE UGLJEVA KAO EFIKASNIH ADSORBENASA ZA NAFTNE POLUTANTE, SPREČAVAJU ZAGADJENJE PODZEMNIH I POVRŠINSKIH
VODA!
TEHNOGENA TEHNOGENA ““MATIMATIČČNA STENANA STENA”” SA ZIMOGENOM ORGANSKOM SUPSTANCOM I MIKROORGANIZMIMA
⇓SLOJ “VEŠTAČKOG ZEMLJIŠNOG MATERIJALA” SA NAFTNIM POLUTANTIMA
INOKULISAN KONZORCIJUMOM ZIMOGENIH MIKROORGANIZAMA ZA BIOREMEDIJACIJUBIOREMEDIJACIJU I SOILIFIKACIJUSOILIFIKACIJU
⇓BIOREMEDIJACIJA-MINERALIZACIJA NAFTNIH KONTAMINANATA, UMNOŽAVANJE ZEMLJIŠNIH MIKROORGANIZAMA I HUMIFIKACIJAI HUMIFIKACIJA
⇓NASTANAK SLOJA NERAZVIJENOG ZEMLJINERAZVIJENOG ZEMLJIŠŠTA TA I SPONTANA KOLONIZACIJA SPONTANA KOLONIZACIJA
BILJNIM BILJNIM ““PIONIRIMAPIONIRIMA””, KAO ŠTO SU TRAVE
⇓⇓
VEŠTAČKO ZATRAVNJENJE I OZELENJAVANJE I DIFERENCIJACIJA DIFERENCIJACIJA HORIZONATA ZEMLJIHORIZONATA ZEMLJIŠŠNOG SLOJANOG SLOJA--PROFILAPROFILA!
FAZE FAZE FORMIRANJFORMIRANJAA ZEMLJIZEMLJIŠŠTATA
U BLISKOJ BUDUĆNOSTI....
OD OVOGA
PEDOSFERAPEDOSFERA--ZEMLJIZEMLJIŠŠTE JE, KAO TE JE, KAO ČČETVOROFAZNI SISTEM (GASOVITO, ETVOROFAZNI SISTEM (GASOVITO, TETEČČNO, NO, ČČVRSTO, VRSTO, ŽŽIVI ORGANIZMI) NAJSLOIVI ORGANIZMI) NAJSLOŽŽENIJA EKOSFERA NA ZEMLJI, U ENIJA EKOSFERA NA ZEMLJI, U
KOJOJ SE, PRETEKOJOJ SE, PRETEŽŽNO U HORIZONTIMA ONO U HORIZONTIMA O--B ODIGRAVAJU KOMPLEKSNI B ODIGRAVAJU KOMPLEKSNI FIZIFIZIČČKI, FIZIKI, FIZIČČKOKO--HEMIJSKI, HEMIJSKI I BIOLOHEMIJSKI, HEMIJSKI I BIOLOŠŠKI, DOMINANTNO KI, DOMINANTNO
MIKROBIOLOMIKROBIOLOŠŠKI PROCESI TRANSFORMACIJE NEORGANSKE I ORGANSKE, KI PROCESI TRANSFORMACIJE NEORGANSKE I ORGANSKE, AUTOHTONE I ALOHTONE SUPSTANCE, AUTOHTONE I ALOHTONE SUPSTANCE, ŠŠTO ZEMLJITO ZEMLJIŠŠTU DAJE PLODNOST, PRE TU DAJE PLODNOST, PRE
SVEGA ZBOG PRISUSTVA HUMUSA I MIKROORGANIZAMA! SVEGA ZBOG PRISUSTVA HUMUSA I MIKROORGANIZAMA!
HVALA NA PAHVALA NA PAŽŽNJI !NJI !