Bioremediation Prezentacija

7/23/2019 Bioremediation Prezentacija

http://slidepdf.com/reader/full/bioremediation-prezentacija 1/43

BIOREMEDIJACIJABIOREMEDIJACIJA UU ““ NAFTNOJ INDUSTRIJINAFTNOJ INDUSTRIJI

SRBIJESRBIJE”” ((““ NISNIS”” ):): NANAŠŠ A ISKUSTVA I IZGLEDI A ISKUSTVA I IZGLEDIZA BUDUZA BUDUĆĆNOSTNOST

BIOREMEDIATION INBIOREMEDIATION 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.([email protected]; 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 tehnologi je 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 ...

…ODLAGANJENA DEPONIJU,

ČESTO IKOMUNALNOG

OTPADA !!!



BIOREMEDIJACIJAproces koji koristi nepatogene

mikroorganizme i/ili njihove enzime daživotnu sredinu prečisti i vrati u stanje

pre zagadjenja!



B I O REM ED I JACI JA -BIOLOŠKA DEGRADACIJA IDETOKSIKACIJA (NA MESTU ZAGADJENJA-I N SI TU ILI NA

DRUGOM MESTU-EX SI TU ) ZEMLJIŠTA, POVRŠINSKIH,PODZEMNIH I OTPADNIH VODA I VAZDUHA (PROCESNIH I

OTPADNIH GASOVA) OD ŠTETNIH SUPSTANCI (I/ILI

NJIHOVA TRANSFORMACIJA I RAZGRADNJA PREZAGADJIVANJA ŽIVOTNE SREDINE, TJ. DOK SU JOŠ

USKLADIŠTENI), KAO ŠTO SU ORGANSKI ZAGADJIVAČI(NAFTA I DERIVATI NAFTE, PESTICIDI, DETERDŽENTI,

POLIMERI, FENOLI, ORGANSKI RASTVARAČ

I,...),VEŠTAČKA

DJUBRIVA, TEŠKI METALI (NPR. ŽIVA, KADMIJUM,OLOVO,...) I DRUGI TOKSIČNI ELEMENTI I JEDINJENJA

(ARSEN, CIJANOVODONIK,...), TOKSIČNI GASOVI (RECIMOVODONIK-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/E

SUPSTANCA/E

SUPSTANCE

KOJE NEMAJU

ŠTETNE EFEKTENA OKOLINU

(I ČOVEKA)

+ BIOMASA

PRAVA ZELENA TEHNOLOGIJA!!!



SHEMATSKI PRIKAZ METODOLOGIJE RADAPRI BIOREMEDIJACIJI

1. FAZA►KARAKTERIZACIJA ZEMLJIŠTA

►KARAKTERIZACIJA ZAGA ĐENOG MESTA

►KARAKTERIZACIJA ZAGA ĐIVAČ A(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►IZVO ĐENJE PROCESA BIOREMEDIJACIJE



BIODEGRADACIONI SISTEM U BIOREMEDIJACIJI

MIKROORGANIZMI•Rast

•Fiziologija

•Genetska nadmoćnost•Metabolička raznovrsnost

•Enzimologija•Metaboliti

ZAGADJUJUĆ ASUPSTANCA•Prenos mase•Biodostupnost

•Hidrofobnost•Rekalcitrantnost

•Struktura•Toksičnost

ABIOTIČKI FAKTORI•pH

•Temperatura•Vlaga

•Kiseonik•Hranljive supstance

•Tip zemljišta



SLOŽENI ODNOSI TOKOM BIODEGRADACIJENAFTE 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 INAJOPTIMALNIJI

MIKROORGANIZMI ZA

BIOREMEDIJACIJU SU IZOLOVANISA SAMOG MESTA ZAGADJENJA

ODNOSNO IZ SAMOGZAGADJIVAČA !



gre jač

kompresor

mikroorganizmi

inokulum)

(

podloga sa ugljovodonicima

raspršivač

vazduh

kontrola osnovnih procesnihparametara

MOBILNI BIOREAKTOR I MIKROORGANIZMI

SPECIFIČNI ZA POJEDINAČNO ZAGADJENJE !!!



IZOLOVANJE I SELEKCIJA

UMNOŽAVANJE MIKROORGANIZAMA

MOBILNIBIOREAKTOR

1x106 CFU/g

1x109 CFU/mL



Blok 15 Blok 19 Blok 24

Autopunilište Taložnik

Oznakauzorka

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

Autopunil iš te 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 cevi

za aeraciju

Mešanje zemlje pre nanošenja

na 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 ufunkciji vremena

~30 g/kg

2,2 g/kg(~93%)

21,5

7,8

PROSEČNABRZINA

BIOREMEDIJA-CIJE U

ODNOSU NATPH:

151 mg/kg/dan

EFIKASNOSTOKO 93 %

REZULTATI PILOT EX SITU BIOREMEDIJACIJE 150 m3

ZEMLJIŠTA U RNP



VIŠESTEPENA OBRADA VANBILANSKIH EMULZIJAMETALOPRERA ĐIVAČKE INDUSTRIJE UZ PRIMENU BIOREMEDIJACIJE

ZA POTREBE “ FAM” IZ KRUŠEVCA (~ 600 m3)



HOMOGENIZACIJAOTPADNIH EMULZIJA

(600 m3)

PODEŠAVANJE pH

FLOKULACIJA

KOAGULACIJA

PRECIPITACIJA

PEŠČ ANA FILTRACIJA

АDSORPCIJA/FILTRACIJA

KANALIZACIJA BIOREMEDIJACIJA

PREČIŠĆENAVODA

ORGANSKIMULJ (TPH ≈ 7 t)



Filtraciona jedinica

FlokulacijaiKoagulacija

“ Otpadna emulzija”

HPK

~ 100,000 mg O2 /L

HPK

~ 5,000 mg O2 /L

Voda

Zauljenimaterijal

VIŠESTEPENA OBRADA VANBILANSKIH EMULZIJA

METALOPRERA ĐIVAČKE INDUSTRIJE UZ PRIMENUBIOREMEDIJACIJE ZA POTREBE FABRIKE MAZIVA (“ FAM” )

IZ KRUŠEVCA (~ 600 m3)



Adsorpcionakolona

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

Adsorpc ija/fi lt rac ija

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 ZATVORNEBUŠOTINE 69




NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER (SRBIJA) KODZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69-13. 04. 2011.




NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNEBUŠOTINE-Tus 69




NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNEBUŠOTINE-Tus 69-09. 11. 2012.



STANJE PROSTORA-” NJIVE” NA MESTU PRIMARNEISPLAČNE JAME NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD

ZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69 POSLE BIOREMEDIJACIJE ISANACIJE-13. 03. 2012.



STANJESTANJE NA SANIRANOJ PRIMARNOJ ISPLANA SANIRANOJ PRIMARNOJ ISPLAČČNOJ JAMI KODNOJ JAMI KOD

ZATVORENE BUZATVORENE BUŠŠOTINEOTINE TusTus--6969 POSLE PROLEPOSLE PROLEĆĆNE SETVENE SETVEKUKURUZOMKUKURUZOM--20. 04. 2012.20. 04. 2012.



I do 30x brža od prirodnog procesa samoprečišćenja.

Čini oko 20-25 % ukupnih remedijacionih postupaka u svetu, štose procenjuje da je na svetskom tržištu vredno preko 2 milijarde

EUR!

Prosečna cena bioremedijacije u Evropi je oko 85 €/m3 (za nivokontminacije do 5 gTPH/kgSS), spaljivanja 100-400 €/m3,solidifikacije približno180 €/m3!

Mobilni bioreaktor za bioremedijaciju štedi vreme, štedi prostor pošto nema skladištenja, štedi transport, ŠTEDI NOVAC !!!

ANALIZA USPEŠNOSTI BIOREMEDIJACIJE:

NE ZABORAVITI:BIOREMEDIJACIJA JE TEHNOLOGIJA KOJA NE GENERIŠE OTPAD VEĆ

GA U POTPUNOSTI REŠAVA ! ! !



KOJI SVE OPASNI OTPAD I KONTAMINIRANI

PROSTOR U NAFTNOJ INDUSTRIJI MOŽE DASE TRETIRA BIOREMEDIJACIJOM? ZAGADJENO ZEMLJIŠTE

ISPLAČNE JAME SVE VRSTE “ ZAULJENIH OTPADNIH VODA” ,

UKLJUČUJUĆI I ONE OD PRANJA POSTROJENJA ICEVOVODA

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 UB U D UĆ Ć

N O S TN O S T !!



Podprojekat 1Podprojekat 1::

““ SIMULTANA BIOREMEDIJACIJA ISIMULTANA BIOREMEDIJACIJA ISOILIFIKACIJA DEGRADIRANIHSOILIFIKACIJA 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 KAOI BIOSREDINA KAOPRIRODNIH RESURSA I IZVORAPRIRODNIH RESURSA I IZVORA

BIOLOBIOLOŠŠKI AKTIVNIH SUPSTANCIKI AKTIVNIH SUPSTANCI””



IZOLOVANJE I SELEKCIJA

UMNOŽAVANJE MIKROORGANIZAMA

MOBILNIBIOREAKTOR

SADAŠNJE STANJE TEHNOLOGIJEU PRIMENI !



BUDUĆNOST !



“ ANTROPOGENI-TEHNOGENI MINERALNI SUPSTRAT (PEPEO IŠLJAKE) 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

ŠĆ



Naslage “ okera” [baznih gvožđe(III)-sulfata] na obodima aktivne kasete, kaopokazatelj (bio)geohemijskih procesa!

-HEMIJSKOM I BIOHEMIJSKOM AKTIVNOŠĆU ZIMOGENIH (AUTOHTONIH)MIKROORGANIZAMA TOKOM BIOREMEDIJACIJE NAFTE I DERIVATA NAFTE USLOJU VEŠTAČKOG ZEMLJIŠNOG SUPSTRATA NANETOG U DEGRADIRANI

PROSTOR KAO ŠTO SU PEPELIŠTA, NAPUŠTENI POVRŠINSKI KOPOVI UGLJA IOBOJENIH METALA, RUDARSKA JALOVIŠTA I ODLAGALIŠTA RUDARSKERASKRIVKE, HUMIFIKUJE SE BIOREMEDIJACIONI SLOJ UZ ISTOVREMENU

SOILIFIKACIJU (“ ZAZEMLJENJE” ) NOSEĆEG MATERIJALA KAO TEHNOGENEMATIČNE STENE, ČIME SE STVARA SLOJ ZEMLJIŠTA!

-FIZIČKE I FIZIČKO-HEMIJSKE OSOBINE NOSEĆEG MATERIJALA, POSEBNORASKRIVKE, PEPELA I ŠLJAKE UGLJEVA KAO EFIKASNIH ADSORBENASA ZANAFTNE POLUTANTE, SPREČ AVAJU ZAGADJENJE PODZEMNIH I POVRŠINSKIH

VODA!



TEHNOGENATEHNOGENA ““ MATIMATIČČNA STENANA STENA”” SA ZIMOGENOM ORGANSKOM SUPSTANCOM I

MIKROORGANIZMIMA

SLOJ “ VEŠTAČKOG ZEMLJIŠNOG MATERIJALA” SA NAFTNIM POLUTANTIMAINOKULISAN KONZORCIJUMOM ZIMOGENIH MIKROORGANIZAMA ZA

BIOREMEDIJACIJUBIOREMEDIJACIJU I SOILIFIKACIJUSOILIFIKACIJU

BIOREMEDIJACIJA-MINERALIZACIJA NAFTNIH KONTAMINANATA,UMNOŽAVANJE ZEMLJIŠNIH MIKROORGANIZAMA I HUMIFIKACIJAI HUMIFIKACIJA

NASTANAK SLOJA NERAZVIJENOG ZEMLJINERAZVIJENOG ZEMLJIŠŠTATA I SPONTANA KOLONIZACIJASPONTANA KOLONIZACIJABILJNIMBILJNIM ““ PIONIRIMAPIONIRIMA”” , KAO ŠTO SU TRAVE

VEŠTAČKO ZATRAVNJENJE I OZELENJAVANJE I DIFERENCIJACIJADIFERENCIJACIJAHORIZONATA ZEMLJIHORIZONATA ZEMLJIŠŠNOG SLOJANOG SLOJA--PROFILAPROFILA!



FAZEFAZE FORMIRANJFORMIRANJ A A ZEMLJIZEMLJIŠŠTATA



U BLISKOJ BUDUĆNOSTI....

OD OVOGA



PEDOSFERAPEDOSFERA--ZEMLJIZEMLJIŠŠTE JE, KAOTE JE, KAO ČČETVOROFAZNI SISTEM (GASOVITO,ETVOROFAZNI SISTEM (GASOVITO,

TETEČČ

NO,NO,ČČ

VRSTO,VRSTO, ŽŽIVI ORGANIZMI) NAJSLOIVI ORGANIZMI) NAJSLOŽŽENIJA EKOSFERA NA ZEMLJI, UENIJA EKOSFERA NA ZEMLJI, UKOJOJ SE, PRETEKOJOJ SE, PRETEŽŽNO U HORIZONTIMA ONO U HORIZONTIMA O--B ODIGRAVAJU KOMPLEKSNIB ODIGRAVAJU KOMPLEKSNIFIZIFIZIČČKI, FIZIKI, FIZIČČKOKO--HEMIJSKI, HEMIJSKI I BIOLOHEMIJSKI, HEMIJSKI I BIOLOŠŠKI, DOMINANTNOKI, 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, PRETU DAJE PLODNOST, PRE

SVEGA ZBOG PRISUSTVA HUMUSA I MIKROORGANIZAMA!SVEGA ZBOG PRISUSTVA HUMUSA I MIKROORGANIZAMA!





HVALA NA PAHVALA NA PAŽŽNJI !NJI !

Documents

Bioremediation Prezentacija