Снижение негативного воздействия отходов нефтехимического комплекса на окружающую среду Сафаров Альберт Хамитович

Содержание к диссертации

Введение

1. Аналитический обзор литературы 15

1.1 Источники загрязнения экосистем. Образование и классификация нефтесодержащих отходов

1.2 Нефтешламы нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) 21

1.2.1 Нефтешламы предприятий нефтяной промышленности 25

1.3 Утилизационные методы переработки нефтеотходов 33

1.3.1 Обезвоживание 34

1.3.2 Сжигание 35

1.3.3 Химическое и биохимическое обезвреживание нефтесодержащих отходов

1.4 Отработанный проппант. Основные технологии регенерации отработанных проппантов

1.4.1 Гидроразрыв пласта и его влияние на окружающую среду

1.4.2 Виды проппантов 48

1.4.3 Основные причины и способы борьбы с процессами обратного выноса проппанта из продуктивных пластов

1.4.4 Основные технологии регенерации отработанных проппантов 52

1.5 Источники загрязнения окружающей среды в процессах подготов- 54

ки и переработки природного газа. Газовая сера

1.5.1 Загрязнение окружающей среды при добыче и переработке газа. Очистка газа от серы

1.5.2 Специфика процесса получения газовой серы. Метод Клауса 55

1.5.3 Области потребления серы 56

1.5.4 Проблема образования и накопления отработанных цеолитов 57

1.6 Экологические аспекты производства терефталевой кислоты. Отходы производства полиэтилентерефталата и способы их переработки

1.7 Составы дорожных смесей. Основные требования к компонентам 61

1.7.1 Общие сведения об асфальтобетонах 61

1.7.1.1 Традиционный асфальтобетон 61

1.7.1.2 Литой асфальтобетон 64

1.7.2 Требования, предъявляемые к составам дорожных смесей 66

1.8. Нефть и влияние ее на окружающую среду. Состав и свойства нефти

1.9 Сведения о составе тяжелой нефти 76

1.10 Характер влияния нефти, нефтепродуктов на экосистему 85

2 Материалы и методы исследования 97

2.1 Объекты исследований 97

2.2 Аппаратура и методы исследования

2.2.1 Методика исследования механического состава и основных физико-химических характеристик отобранных образцов нефтешлама

2.2.2 Методика исследования физико-химических свойств продук- тов пиролиза нефтешламов

2.2.3 Исследование возможности использования тяжелых газойлей в качестве компонентов дорожных битумов

2.2.4 Методика исследования влияния полимерных добавок на свойства битума

2.2.5 Методика приготовления компаундированных битумов и образцов асфальтобетонной смеси

2.2.6 Методики анализа прочностных характеристик образцов асфальтобетонных смесей

2.2.6.1 Определение предела прочности при сжатии 102

2.2.6.2 Определение водостойкости 103

2.2.6.3 Определение морозостойкости 103

2.2.7 Методика получения водных вытяжек из образцов готовых асфальтобетонных смесей

2.2.8 Методика проведения биотестирования получаемых асфальтобетонных смесей и серобетонов

2.2.9 Методика расчета предотвращенного экологического ущерба

2.3 Определение количества клеток микроорганизмов (метод Коха) 106

2.4 Идентификация галофильных аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов

2.4.1 Определение морфологических признаков 107

2.4.2 Определение культуральных признаков микроорганизмов 108

2.4.3 Методы определения физиолого-биохимических признаков микроорганизмов

2.5 Методики измерения массовой концентрации нефти и нефтепродуктов в природных средах

2.5.1 Методика выполнения измерения массовой доли нефтепродуктов в почвах методом ИК – спектрометрии

2.6 Методика определения иона хлорида методом ионометрического титрования

2.7 Методика подбора компонентов питательной среды для активации солеустойчивых аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов

2.7.1 Методика изучения биодеструкции нефти аборигенными 113

солеустойчивыми нефтеокислящими микроорганизмами в условиях повышенной минерализации

2.7.2 Методика подбора биостимуляторов солеустойчивых нефтеокисляющих микроорганизмов

2.7.3 Методика подбора растений-галофитов для процесса рекультивации нефтезасоленных грунтов

2.7.4 Методика иммобилизации аборигенных галофильных нефтеокисляющих микроорганизмов на сорбенте-носителе

2.7.5 Методика определения количества микроорганизмов, иммобилизованных на носитель

2.7.6 Методика исследования основных сорбционных характеристик сорбента

2.7.7 Методика оценки нефтеемкости сорбента 116

2.7.8 Методика определения влагоемкости сорбента 117

2.7.9 Методика исследований процесса биодеструкции нефти и нефтепродуктов в нефтезасоленном грунте

2.8 Методика определения биотоксичности с использованием тест объекта инфузория-туфелька

2.8.1 Методика определения фитотоксичности химических веществ с использованием тест-обьекта пшеница яровая

2.8.2 Методика отбора проб и пробоподготовка компонентов 120

окружающей среды к биотестированию

3 Результаты исследования и их обсуждение. исследование физико-механических свойств дорожных смесей и серобетонов, полученных из отходов производ-ства предприятий нефтехимии

3.1 Низкотемпературный пиролиз нефтешламов 122

3.2 Исследование свойств дизельных фракций пиролиза нефтешламов 126

3.3. Изучение свойств тяжелого газойля

3.3.1 Изучение э ле ме нт но го и г ру пп ов ог о с ос та ава т яж ел ых г аз ой ле й 128

3.3.2 Изучение возможности использования продуктов низкотемпературного пиролиза нефтешламов (тяжелых газойлей) в качестве компонентов дорожных битумов

3.4 Использование компаундированной смеси тяжелый газойль–битум для получения асфальтобетонной смеси

3.4.1 Асфальтобетонные смеси с использованием пропаннта и цеолита

3.4.2 Прогнозирование прочностных свойств асфальтобетонных смесей с помощью математической модели

3.5 Изучение возможностей использования продуктов низкотемпературного пиролиза нефтешламов при производстве серобетона

4. Влияние дорожных и строительных материалов на экологическую безопасность

4.1 Воздействие дорожных и строительных материалов на окружающую среду

4.2 Анализ нефтепродуктов в водных вытяжках из образцов дорожного покрытия и серобетона

4.3 Расчет предотвращенного экологического ущерба 160

4.4 Расчет снижения платы за негативное воздействие на окружающую среду

5 Исследование процесса очистки нефтешлама от нефти и нефтепродуктов в условиях полигона

6 Активизация консорциума аборигенных микроорганизмов-деструкторов нефти и нефтепродуктов

7 Биоремедиация грунтов, загрязненных тяжелой нефтью 177

8 Разработка способа рекультивации нефтезасоленных грунтов 185

8.1 Активация аборигенных солеустойчивых нефтеокисляющих микроорганизмов

8.1.1 Исследование микробиоценоза нефтезасоленного грунта 186

8.1.2 Подбор компонентов питательной среды для активации и наработки галофильных аборигенных нефтеокисляющих микроорга-низмов

8.1.3 Исследование процесса биодеструкции нефтяных загрязнений 192

аборигенными солеустойчивыми нефтеокислящими микроорганизмами в условиях повышенной минерализации

8.2 Получение биосорбента для очистки почвы от нефтяных загрязнений

8.2.1 Подбор сорбента-носителя 194

8.2.1.1 Иммобилизация галофильных аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов на сорбенте

8.2.1.2 Определение физико-механических и сорбционных свойств сорбента-носителя

8.2.2 Обработка биогенными добавками 197

8.2.3 Исследование влияния физико-химической обработки на 198 сорбционные характеристики сорбента

8.3 Исследование полученного биосорбента 199

8.3.1 Исследование процесса биодеструкции нефти и нефтепродуктов в нефтезасоленном грунте

8.4 Принципиальная технологическая схема для производства 200 биосорбента

8.5 Исследование процесса рекультивации нефтезасоленных грунтов

8.5.1 Подбор солеустойчивых растений для процесса рекультивации нефтезасоленных грунтов

8.5.2 Способ рекультивации нефтезасоленных грунтов 205

8.6 Расчет предотвращенного экологического ущерба 206

Основные выводы 208

Список литературы 212

• Основные причины и способы борьбы с процессами обратного выноса проппанта из продуктивных пластов
• Нефть и влияние ее на окружающую среду. Состав и свойства нефти
• Методика приготовления компаундированных битумов и образцов асфальтобетонной смеси
• Использование компаундированной смеси тяжелый газойль–битум для получения асфальтобетонной смеси

Введение к работе

Актуальность темы исследований

Предприятия нефтехимического комплекса являются одним из источников образования и накопления в окружающей среде отходов и нефтезагрязненных почвогрунтов. Особенно остро стоит проблема рекультивации нефтезасоленных грунтов и утилизации нефтешламов. Токсичные компоненты, входящие в состав загрязненных почвогрунтов и нефтешламов, такие как нефть и нефтепродукты, а также значительное содержание минеральных солей оказывают негативное воздействие на местные биоценозы, приводя к деградации и выводу из сельскохозяйственного оборота значительных территорий.

Наибольшее негативное воздействие на природную среду оказывают крупнотоннажные нефтесодержащие отходы, в частности нефтяные шламы, отработанный проппант. В связи с этим способы утилизации крупнотоннажных отходов нефтехимического комплекса, таких как нефтешламы, отходы газовой серы, вторичные отходы полиэтилентерефталата, отработанного проппанта и цеолита при разработке экологически безопасного серобетона и дорожной смеси для дорожного строительства, являются актуальной проблемой.

Известные способы переработки нефтешламов не всегда доступны из-за сложности аппаратурного оформления, их дороговизны и зачастую низкой эколого-экономической эффективности. В связи с этим внимание ученых-экологов привлекает разработка технологий очистки нефтешламов с использованием биотехнологических методов.

В настоящее время проблема рекультивации нефтезасоленных территорий и почвогрунтов, загрязненных в том числе и тяжелой нефтью, полностью не решена. Существующие методы рекультивации, такие как механические, физико-химические и биологические, не обеспечивают в полной мере эффективной очистки загрязненного почвогрунта. В связи с этим разработка комплексного способа рекультивации нефтезасоленных территорий и почвогрунтов, загрязненных тяжелой нефтью, остается актуальной.

Степень разработанности темы

До начала работы над диссертацией в российских и зарубежных изданиях присутствовали сведения о различных способах утилизации отходов нефтехимической и нефтедобывающей отраслей, различные технологии по восстановлению

4 нефтезагрязненного почвогрунта. Однако возможности совместного использования отходов нефтехимической, нефтедобывающей отраслей для получения дорожных и строительных материалов изучены не полностью. Также исследования процесса ремедиации нефтезасоленных грунтов, в том числе тяжелой нефтью остается актуальной проблемой. Таким образом, разработка и обоснование новых решений, позволяющих обеспечивать экологическую безопасность в нефтехимической и нефтедобывающей отрасли является важной научной задачей.

Целью данной диссертационной работы является разработка технологий, позволяющих предотвратить негативное воздействие нефтешламов и крупнотоннажных отходов нефтехимической отрасли на окружающую среду.

Достижение поставленной цели осуществлялось путем решения следующих задач:

1. Разработать технологию утилизации нефтешламов с использованием малогабаритной установки низкотемпературного пиролиза с получением товарных продуктов.

2. Разработать рецептуру экологически безопасной дорожной смеси на основе трудноутилизируемых отходов нефтехимической отрасли – отработанного проп-панта и цеолита.

3. Разработать математическую модель для прогноза зависимости содержания основных компонентов дорожной смеси на прочностные характеристики асфальтобетонов путем использования математической модели.

4. Разработать способ получения экологически безопасного строительного материала (серобетона) на основе отходов нефтехимической отрасли (отходов производства полиэтилентерефталата (ПЭТФ), отходов газовой серы и отработанного проппанта).

5. Разработать технологию очистки нефтешламов на полигоне.

6. Разработать способ активации аборигенных, в том числе галофильных нефтеокисляющих микроорганизмов.

7. Разработать рекомендации по биоремедиации почв, загрязненных тяжелой нефтью.

8. Разработать экологичный биосорбент с возможностью иммобилизации на его поверхности аборигенных галофильных нефтеокисляющих микроорганизмов; подобрать солетолерантные растения для фиторемедиации нефтезасоленных грунтов.

Научная новизна

9. Впервые разработан комплекс экологически безопасных способов и технологий, позволяющий переработать, обезвредить и утилизировать отходы нефтехимического комплекса с использованием термических, физико-химических и биологических методов.

10. Разработан состав дорожной смеси на основе товарного нефтяного битума и продукта переработки отходов нефтехимической промышленности – тяжелого газойля, полученного путем низкотемпературного пиролиза на малогабаритной установке, модифицированного в соотношении 1:1.

11. Для улучшения пластичности и долговечности разработанной дорожной смеси предложено ее модифицировать путем компаундирования отработанным проппантом и цеолитом в соотношении 1:4:5.

12. Разработана математическая модель для прогнозирования прочностных свойств асфальтобетонной смеси при изменении соотношений входящих компонентов: соотношения содержания цеолита к проппанту (z₁), отхода производства терефталевой кислоты и полиэтилентерефталата (ОПТК) к битуму (z₂) в органическом вяжущем и минеральном наполнителе соответственно, а также непосредственно отношение содержания органического вяжущего к минеральному наполнителю (z₃) и температура (z₄).

13. На основе смеси модифицированного тяжелого газойля, отходов газовой серы и отработанного проппанта в соотношении 1:3:6 получена новая рецептура экологически безопасного строительного материала.

14. Методом биотестирования установлено, что разработанные в диссертации дорожно-строительные материалы из отходов имеют индекс токсичности в пределах 0,25–0,27.

15. Создана технология обезвреживания нефтесодержащих отходов (нефте-загрязненные почвогрунты, нефтешламы) до экологически безопасного уровня в условиях открытого полигона. Технология предусматривает внесение в нефте-шлам биогенных и минеральных добавок, обработку нефтешлама нефтеокисляю-щими микроорганизмами, послойное расположение нефтешлама и почвогрунта. Технология позволяет эффективно очищать нефтезагрязненные почвогрунты и нефтешламы с содержанием нефтепродуктов до 11 % масс. Полная очистка достигается за 2–3 вегетационных периода, очищенный почвогрунт может быть использован для рекультивации и озеленения промплощадок зоны предприятий.

8. Разработан способ активации и наработки аборигенных галофильных нефтеокисляющих микроорганизмов в питательной среде следующего состава, г/л дистиллированной воды: КNO₃ – 2,0; K₂HPO₄ – 1,0; MnSO₄ – 0,013; MgSO₄7H₂O – 0,5; ZnSO₄ – 0,002; Fe₂(SO₄)₃ – 0,001; NaCl – 30; препарат «Гумиком» – 0,5 (а.с.в.); гексадекан – 10.

9. Установлено, что ремедиация почвогрунтов, загрязненных тяжелой нефтью, – более трудоемкий и длительный процесс из-за ее сложного состава и повышенной токсичности, чем при загрязнении легкой нефтью, поэтому рекомендуется обработать нефтезагрязненные почвогрунты суспензией аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов и произвести дополнительную подкормку в виде минеральной добавки, биостимулятора, например препарата «Гумиком» и структурообразователя – торфа.

10 Разработана комплексная технология по локальной очистке нефтезаг-
рязненных почвогрунтов, включающая обработку биосорбентом с последующим
использованием фитомелиорантов.

Установлено, что использование экологичного биосорбента на основе опилок лиственных пород деревьев с иммобилизованными на их поверхности аборигенных галофильных нефтеокисляющих микроорганизмов, обработанного препаратом «Гумиком», гидрофобизированного жидким парафином (гексадеканом) и фитомелиорантами на основе таких солеустойчивых растений, как амарант хвостатый (Amaranthus caudatus l.), люцерна посевная ( , пырей ползучий (Elytrigia repens), взятых в соотношении 1:1:1, обеспечивает за 1 вегетационный период высокую степень очистки.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическая значимость работы заключается в научном обосновании методов совместной утилизации отходов нефтехимической, газохимической и нефтедобывающей отрасли для получения дорожных и строительных материалов.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

1 Разработан экологически безопасный (индекс токсичности – 0,27) состав дорожной смеси: битум; проппант и цеолит. Предлагаемая дорожная смесь обладает высокими показателями предела прочности при сжатии – 7,9, а также коэффициентом морозостойкости – 0,87. Предлагаемая дорожная смесь была уложена на площадке для парковки автотранспорта УПНГ «ГазпромнефтьОренбург»

7 площадью 500 м². В условиях интенсивной эксплуатации видимых повреждений целостности дорожного полотна не наблюдалось.

2 Предложены способы утилизации крупнотоннажных отходов (отход
газовой серы, модифицированный тяжелый газойль, отработанный проппант и
цеолит) с целью получения экологически безопасного строительного материала
(серобетона).

Результаты испытаний строительного материала на основе серобетона подтверждены результатом опытно-промысловых работ на площадке ООО «НИП „Технология».

3. Предложена технология очистки нефтешламов на полигоне путем его послойного расположения, обработки нефтеокисляющими микроорганизмами и интенсивного аэрирования. Данная технология обезвреживания не требует значительных капитальных затрат, проста в эксплуатации, экологически безопасна, а также позволяет сократить занимаемые (производственные, рабочие) площади за счет послойного расположения нефтешлама и почвогрунта, что позволит минимизировать расходы на эксплуатацию и повысить эффективность очистки.

4. Показано, что для рекультивации почвогрунта, загрязненного тяжелой нефтью, до экологически безопасного уровня необходимо увеличить дозу препарата «Гумиком» до 10 г на 1 кг абсолютно сухого вещества (а.с.в.) и за 1 вегетационный период необходима двухразовая обработка.

5. Разработан биосорбент на основе опилок лиственных пород деревьев с иммобилизованными на их поверхности аборигенными галофильными нефтеокисляющими микроорганизмами, обработанный препаратом «Гумиком», гидрофобизированный жидким парафином – гексадеканом. Разработана принципиальная технологическая схема производства биосорбента.

6. Разработан комплексный способ рекультивации нефтезасоленных почво-грунтов, включающий внесение гипса в количестве 50 г/м², промывку пресной водой из расчета 20–25 л/м², обработку биосорбентом – 25–30 г/м², посев подобранных в соотношении 1:1:1 растений-галофитов: амаранта хвостатого (Amaranthus caudatus l.), люцерны посевной ), пырея ползучего (Elytrigia repens) из расчета 2 г/м².

7. Произведен расчет предотвращенного экологического ущерба и экологической оценки величины ущерба от деградации нефтезасоленных земель площадью 1 га, который составил 336,3 тыс. руб./год.

8 8 Материалы диссертационной работы используются при чтении лекций по дисциплинам: «Экологическая биотехнология», «Промышленная экология» и «Оценка воздействия на окружающую среду нефтехимических и химических предприятий и экологическая экспертиза» для бакалавров направления 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» по профилю «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» для инженеров по специальности 280201.65 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», «Экология» для бакалавров и инженеров всех специальностей УГНТУ.

Методология и методы исследований

Использованы общепринятые методики определения физико-химических свойств углеводородных фракций, полученных при переработке нефтешламов, а также методики исследования прочностных характеристик и токсичности асфальтобетонных смесей и серных бетонов с применением современного оборудования. Обобщены сведения по утилизации нефтесодержащих отходов, содержащиеся в научно-технической и специальной литературе. Проведены лабораторные исследования по оценке физико-механических свойств дорожных смесей.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Способ утилизации нефтешламов с использованием установки низкотемпературного пиролиза с получением товарных продуктов.

2. Рецептура экологически безопасной смеси для дорожного строительства на основе компаундированной битумной смеси, полимерной добавки, содержащей отходы ПЭТФ, отработанного проппанта и цеолита.

3. Способ получения экологически безопасного серобетона для дорожного строительства на основе отходов газовой серы, модифицированного тяжелого газойля и проппанта.

4. Технология биологического обезвреживания нефтесодержащих отходов в условиях полигона.

5. Экологические аспекты ремедиации почвогрунтов, загрязненных тяжелой нефтью.

6. Способ активации и наработки аборигенных галофильных нефтеокис-ляющих микроорганизмов.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных результатов подтверждается значительным объемом проведенных лабораторных исследований по определению основных физико-химических свойств отходов, состава тяжелой нефти, нефтезасоленных почвогрунтов, физико-механических характеристик дорожных смесей и серных бетонов, а также исследований по оценке их токсичности с использованием аттестованных приборов и оборудования.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались
на 56-й, 60-й, 61-й, 67-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов
и молодых ученых УГНТУ (2005, 2009, 2010, 2016 гг., г. Уфа); IV Всероссийской
научной Internet-конференции «Интеграция науки и высшего образования в
области био- и органической химии и биотехнологии (2006 г., г. Уфа); Междуна
родной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и Нефтехи
мия» (2006 г., г. Уфа); IV Всероссийской научной конференции «Интеграция
науки и высшего образования в области био- и органической химии и биотехно
логии» (2006 г., г. Уфа); Международной научно-технической конференции
«Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (2008 г.,
г. Уфа); XXI Международной научно-технической конференции «Реактив – 2008»
«Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (2008 г.,
г. Уфа); Международной научно-практической конференции «Нефтепереработка–
2008» (2008 г., г. Уфа); Межрегиональной научно-практической конференции
«Экология. Образование. Промышленность», посвященной юбилею кафедры
«Прикладная экология» ГОУ ВПО УГНТУ, 8 июня 2009 г. (2009 г., г. Уфа);
XXII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы,
реагенты и процессы малотоннажной химии», посвященной 70-летию академика
АН РБ профессора Д.Л. Рахманкулова (2009 г., г. Уфа); I Международной конфе
ренции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (2009 г.,
г. Уфа); Международной научно-практической конференции «Экология. Риск.
Безопасность» (2010 г., г. Курган); IV научно-практической конференции

«Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (2010 г., г. Уфа); XXV Юбилейной Международной научно-технической конференции «Реактив-2011» «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (2011 г., г. Уфа); III Научной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (2011 г.,

10 г. Уфа); Международной научно-технической конференции «Радиоэкология. Новые технологии обеспечения экологической безопасности» (2012 г., г. Уфа);

II Международной научно-технической конференции с элементами научной
школы для молодежи «Экологические проблемы нефтедобычи» (2012 г., г. Уфа);
Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии в
области химии и биотехнологии» (2012 г., г. Уфа); Международной научно-
технической конференции памяти В.Х. Хамаева, «Актуальные проблемы техниче
ских, естественных и гуманитарных наук», 7 декабря 2012 г. (2012 г., г. Уфа);

III Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и
молодых ученых «Водоснабжение, водоотведение и системы защиты окружающей
среды» (2012г., г. Уфа); Международной научно-практической конференции
«Стратегические направления и инструменты повышения эффективности сотруд
ничества стран-участников Шанхайской организации сотрудничества: экономика,
экология, демография», (2013 г., г. Уфа); XVII Международной научно-
технической конференции «Проблемы строительного комплекса России»,
(2013 г., г. Уфа); I Международной научно-практической конференции «Проблемы
и тенденции развития инновационной экономики: международный опыт и
российская практика» (2013 г., г. Уфа); Всероссийской научно-практической
конференции с международным участием «Малоотходные, ресурсосберегающие
химические технологии и экологическая безопасность», (2013 г, г. Стерлитамак);
XVIII Международной научно-технической конференции «Сервисные услуги в
добыче нефти» (2014 г., г. Уфа); Международной научно-практической конфе
ренции «Нефтегазопереработка – 2014» (2014 г., г. Уфа); Международной моло
дежной научной конференции РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина «Нефть и газ –
2014» (2014 г., г. Москва); II Международной научно-практической конференции
«Защита окружающей среды от экотоксикантов» (2015 г., г. Уфа); II Всероссий
ской конференции молодых ученых «Научное и экологическое обеспечение
современных технологий» (2016 г.).

Публикации

Основные положения работы изложены в 57 печатных работах, включая 3 монографии, 5 патентов, 16 статей в изданиях, рекомендованных ВАК России. Издано 2 учебных пособия, в том числе одно пособие с грифом Минобразования и науки РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, выводов, списка использованных источников, включающих 247 наименований, содержит 237 страниц машинописного текста, 28 рисунков, 43 таблиц и 2 приложений.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту доктору технических наук, профессору кафедры прикладной экологии Г.Г. Ягафаровой за научные консультации, помощь и содействие на всех этапах исследования, а также кандидатам технических наук, доцентам кафедры прикладной экологии Л.Р. Акчуриной и Ю.А. Федоровой за помощь при проведении лабораторных исследований.

Основные причины и способы борьбы с процессами обратного выноса проппанта из продуктивных пластов

Характерными для нефтешламов (как ловушечных, так и амбарных) являются повышенное содержание механических примесей, высокая плотность и вязкость, агрегативная устойчивость. Учитывая многообразие нефтей, входящих в них полярных компонентов, способов и условий добычи, сбора и обработки продукции скважин, можно представить себе разнообразие ловушечных и амбарных нефтешламов по составу и свойствам.

Ловушечные нефтешламы формируются также, как и амбарные, но их накопление происходит в закрытых резервуарах-накопителях, где нет непосредственного контакта с воздухом, отсутствует влияние атмосферных осадков, сроки ограничиваются месяцами и, лишь в исключительных случаях, несколькими годами, т.е. они не подвержены столь длительному и жесткому "старению", как амбарные эмульсии. В связи с этим, обладая многими характерными общими признаками (повышенное содержание механических примесей органического и неорганического происхождения, парафинов с высокой температурой плавления, высокой вязкостью и плотностью), ловушечные нефтешламы в основном менее устойчивы, чем амбарные.

Нефтешламы в амбарах и ловушечные нефти в резервуарах независимо от источников формирования с течением времени отстаиваются и разделяются на слои: а) верхний слой – малообводненная нефть с относительно невысоким мас совым содержанием механических примесей от 0,5 (для ловушечных нефтей) до 1,5 % (для амбарных нефтей); б) средний слой – мелкодисперсная эмульсия сложного типа («прямая» и «обратная») с массовым содержанием воды до 70 – 80 % и механических при месей 1,5 – 15 %. Обычно он бывает небольшим по объему. Доли воды и меха нических примесей могут возрастать сверху вниз, могут различаться хаотично по объему, а могут распределяться практически однородно; в) водный слой – свободно отстоявшаяся вода с плотностью от 1,01 до 1,19 г/см3; г) донный слой – для ловушечных нефтешламов это обычно вода с повы шенным содержанием механических примесей и нефти; для амбарных – остатки нефти с содержанием механических примесей до 80%. В открытых амбарах-накопителях часто на поверхности нефти бывает слой свободной воды. Это результат накопления атмосферных осадков.

Как было показано выше, нефтешламы (верхний и средний слои) представляют собой устойчивые эмульсии. На устойчивость эмульсий влияют механические примеси, которые попадают в них различными путями: - при откачке в систему сбора продукции скважин остатков утяжеленных растворов, гидрофобных жидкостей, применяемых при глушении скважин для капитального ремонта; - при выносе породы из пласта (глина, песок, пирит); - при нарушении химического равновесия, приводящего к образованию твердых осадков (CaC03, CaS04, BaS04, FeO); - при применении новых методов интенсификации добычи нефти (закачка в пласт полимеров и других химических реагентов, термические способы и т.д.); - при совместном сборе и подготовке продукции различных горизонтов, отличающихся составом и свойствами нефтей и вод, что приводит к образованию твердых осадков.

Установлено также, что не только количество стабилизаторов и асфальто-смолистых компонентов или парафинов определяют устойчивость эмульсии. По-видимому, этот параметр в большой степени завистит от состояния асфальто-смолистой части стабилизатора (растворенное, коллоидно-диспергированное), на которое оказывает влияние вид накопителя (открытый амбар, резервуар) и время «старения» эмульсии. Это подтверждает факт, что свежие ловушечные эмульсии, накапливаемые в резервуаре, значительно легче поддаются разрушению, чем ловушечные эмульсии из амбаров-накопителей. В целях интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи пластов на ряде месторождений страны применяются тепловые методы воздействия на пласт: закачка теплоносителя, внутрипластовое горение (ВГ). При этом происходят изменения физико-химических свойств нефтей и пластовых вод, образуются особо устойчивые эмульсии с высоким содержанием механических примесей. По составу, свойствам и устойчивости эмульсий такие нефти аналогичны лову-шечным и амбарным нефтешламам.

Вода, находящаяся в амбарах, представляет собой добываемую совместно с нефтью пластовую воду, разбавленную атмосферными осадками. В результате ее минерализация несколько снижается и содержание хлоридов колеблется от 7 до 10000 мг/дм3, а общая минерализация составляет от 1 до 160 г/дм3.

Донный шлам, в связи с наличием различных источников образования, имеет крайне неоднородный фракционный состав, однако основной объем составляют мелкие песчаные фракции. В связи с условиями образования донный шлам содержит большое количество нефти и различных солей в широком диапазоне концентраций. Это связано с естественными процессами, происходящими в амбарах: накоплением атмосферных осадков, периодической откачкой воды и перекачкой нефтешлама, деятельностью микроорганизмов, протеканием окислительных и других процессов. По сути, в амбарах, особенно освобожденных от нефтешлама, происходят самовосстановительные процессы, однако в связи с наличием большого количества солей и нефти при общем недостатке кислорода они растягиваются на десятки лет.

Зачистки отложений в резервуарах для хранения нефти на промыслах, перекачивающих станциях магистральных нефтепроводов являются составной частью накапливаемых нефтешламов, содержат в своем составе большое количество асфальтосмолистых и парафиновых отложений (АСПО).

В нефтедобывающих районах России ежегодно образуется более 100 тыс. т в год АСПО [77]. АСПО подвергают захоронению в болотах, отвалах, ямах, амбарах, накопителях и частично сжигают, что приводит к загрязнению окружающей среды, нарушает экологическое равновесие в природе [125].

В США и других странах законодательством запрещено сжигание и захо-ронение в почву АСПО. Парафиновые пробки, образующиеся на нефтепромысла х, подвергаются переработке, включающей и подготовки сырья (обезвоживание, удаление легких фракций нефти и механических примесей) и очистки с исполь-зованием традиционных методов деасфальтизации пропаном, кристаллизацией в смеси ацетон - бензол, с помощью глины и серной кислоты. Товарным продук-том служит церезин с температурой плавления 80 С [12].

Для определения экономической целесообразности переработки АСПО, ассортимента и качества получаемых продуктов были исследованы различные образцы этих отложений, отобранные в ряде регионов России из амбаров, накопителей и нефтепромысловых труб.

В исследованных образцах содержание парафино-церезиновых компонентов с температурой плавления 66 - 84 С составляет 40 70 % масс. Более полно были исследованы образцы АСПО, отобранные на нефтепромыслах Самарской области («Чапаевскнефть», «Кинельнефть») и Западной Сибири («Нижневар-товскнефть», «Когалымнефтегаз»). Содержание органической части в них весьма значительное (72 - 90 %) [12].

Неорганическую часть составляют в основном оксиды кремния и железа (песок, продукты коррозии), а также небольшие количества (менее 1 %) соединений натрия, алюминия, цинка и других металлов.

Методом жидкостно-адсорбционного хроматографического разделения было определено, что содержание в органической части АСПО высокоочищен-ных парафино-церезиновых компонентов с температурой плавления 70 - 78 С составляет 29 - 75 % (масс.), тогда как в нефти содержание высокоплавких углеводородов не превышает нескольких процентов. Кроме того, при переработке АСПО к высокоплавким церезинам могут быть отнесены компоненты с температурой плавления 75 - 90 С, содержание которых колеблется от 9 до 47 % (масс.). Благодаря значительному содержанию в АСПО асфальто-смолистых соединений возможно получение на их основе различных битумов.

Нефть и влияние ее на окружающую среду. Состав и свойства нефти

Добыча тяжелых нефтей сопряжена с большими техническими трудностями. Операционные затраты по добыче тяжелой нефти и природных битумов в 3– 4 раза превосходят затраты на добычу легкой нефти, что связано не только с более высокой плотностью и вязкостью тяжелых нефтей, но и с недостаточной развитостью технологии ее добычи и переработки в нашей стране [72]. Изменившаяся в последние годы маркетинговая ситуация на рынке нефтяного сырья и сложившийся дисбаланс цен на нефть и тяжелые нефтепродукты вынуждают специалистов-нефтяников (топ-менеджеров) искать технологически приемлемые и экономически эффективные пути разработки месторождений, отличные от методов добычи лгких и маловязких нефтей [112, 156].

Добыча битуминозных нефтей скважинными методами с высокими технологическими показателями возможна только в случае существенного снижения вязкости в пластовых условиях до уровня традиционно добываемых нефтей.

Основные проблемы при разработке месторождений тяжелой нефти – большая ее вязкость, низкий коэффициент извлечения нефти (КИН), при высокой стоимости разработки, а также вероятность возникновения экологических проблем при использовании того или иного метода [143].

Существуют различные способы разработки залежей тяжелых нефтей и природных битумов, которые различаются технологическими и экономическими характеристиками. Применимость той или иной технологии разарботки обуславливается геологическими строением и условиями залегания пластов, физико-химическими свойствами пластового флюида, состоянием и запасами углеводородного сырья, климатогеографическими условиями и т.д. Условно их можно разделить на три группы: 1 – карьерный и шахтный способы разработки; 2 – так называемый «холодный» способ добычи; 3 – тепловой метод добычи [139].

Карьерный и шахтный способ разработки

При открытой карьерной разработке для добычи битумосодержащих пород сооружается открытый карьер – нефтяной разрез, откуда извлекается и транспортируется горная битумосодержащая порода на специальные установки, из которых извлекается углеводородное сырье.

Полученное углеводородное сырье после предварительной переработки направляется на нефтеперерабатывающие заводы для получения необходимых нефтепродуктов, а проэкстрагированная порода транспортируется обратно к месту разработки или используется для строительства или других целей.

Следует отметить, что возможность применения карьерного метода ограничивается глубиной залегания пластов до 50 метров. При данном методе разработки капитальные и эксплуатационные расходы на разработку месторождения относительно невелики, но при этом обеспечивается высокий коэффициент нефтеотдачи – от 65 до 85% [139].

Шахтная разработка может вестись в двух модификациях: очистная шахтная [84, 124] – с подъемом углеводородонасыщенной породы на поверхность и шахтно-скважинная [103] - с проводкой горных выработок в надпластовых породах и бурением из них кустов вертикальных и наклонных скважин на продуктивный пласт для сбора нефти уже в горных выработках. Очистной-шахтный способ применим лишь до глубин 200 метров, зато имеет более высокий коэффициент нефтеотдачи (до 45%) по сравнению со скважинными методами. Большой объем проходки по пустым породам снижает рентабельность метода, который в насто ящее время экономически эффективен только при наличии в породе (кроме углеводородов) ещ и редких металлов.

Шахтно-скважинный метод разработки применим на более значительных глубинах (до 400 метров), но имеет низкий коэффициент нефтеотдачи и требует большого количества бурения по пустым породам. «Холодные» способы добычи К современным «холодным» методам добычи тяжелой нефти, в первую очередь, может быть отнесен метод «CHOPS» [223, 243], предполагающий добычу нефти вместе с песком за счет осознанного разрушения слабосцементирован-ного коллектора и создания в пласте соответствующих условий для течения смеси нефти и песка. Применение метода CHOPS не требует больших инвестиций на обустройство и обеспечивает незначительность эксплуатационных расходов, однако коэффициент нефтеотдачи в этом случае как правило не превышает 10%.

Тепловые методы добычи Традиционно, существующие тепловые методы разработки нефтяных месторождений (в различных их модификациях) принято объединять в три группы: внутрипластовое горение, паротепловые обработки призабойных зон скважин (ПЗС) и закачка в пласт теплоносителей – пара или горячей воды (неизотермическое вытеснение).

Внутрипластовое горение [7, 87, 240] осуществляется частичным сжиганием нефти (тяжелых ее составляющих) в пласте. Очаг горения, инициируемый различными глубинными нагревательными устройствами (электрическими, химическими и т. п.), продвигается по пласту за счт подачи в пласт воздуха. Благодаря экзотермическому окислению, в пласте в зоне горения достигается повышение температуры до 500— 700 С.

Несмотря на накопленный опыт в области тепловых методов воздействия на пласты, для отечественной нефтяной промышленности представляется крайне необходимым поиск и создание новых более совершенных технологий разработки залежи тяжелый нефтей и битумов [139].

Одним из таких методов может явиться парогравитационный дренаж (SAGD) [241, 242], который на сегодняшний день в мире зарекомендовал себя как очень эффективный способ добычи тяжелой нефти и природных битумов. Опыт добычи тяжелой нефти ОАО «Татнефть» Россия считается третьей после Канады и Венесуэлы страной по объемам тяжелых углеводородных ресурсов. По оценкам компании Schlumberger, запасы тяжелой нефти в РФ составляют 13,4 млрд. тонн, а природных битумов – 33,4 млрд. тонн [156].

Сегодня на долю тяжелой нефти приходится 23 % от общей добычи нефти в РФ, при этом почти половина тяжелых нефтей добывается в Ханты-Мансийском АО (Вань-Еганское месторождение). В то же время практически не изучены запасы нефти в Кировской, Ульяновской областях, а также в республике Марий Эл [72]. По данным Института химии нефти Сибирского отделения РАН, суммарные запасы Волго-Уральского и Западно-Сибирского нефтегазоносных бассейнов составляют более 71% от общероссийских запасов тяжелой нефти. Тяжелая нефть занимает большую долю в структуре нефтяных запасов второго по значению после Западной Сибири нефтедобывающего региона России — Волго-Уральского (таблица 1.10).

Например, в Татарии доля тяжелой нефти превышает 35%, в Пермской области — 58%, в Удмуртии — 83%. На территории Волго-Уральского нефтегазоносного бассейна выделено 194 месторождения с тяжелыми высоковязкими видами нефти, которые распространены практически по всей территории бассейна [181].

Методика приготовления компаундированных битумов и образцов асфальтобетонной смеси

Интегральным показателем, позволяющим оценить экологическую обстановку в целом, является установление степени токсичности различных компонентов окружающей среды, которые накапливают в себе токсичные вещества. Наиболее достоверными индикаторами загрязнений окружающей среды различными токсичными соединениями считаются компоненты окружающей среды -почва, снег и растительность.

Отбор проб почвы проводится согласно ГОСТ 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб» [57]. Отбор проб осуществляется на пробных площадках, отмеченных на координатной сетке с указанными номерами и координатами. Пробы отбираются по профилю из почвенных горизонтов или слоев с таким расчетом, чтобы в каждом случае проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа почвы [57].

Процедура подготовки проб почвы к биотестированию проводится согласно методике [129], где, не менее 1 кг почвы помещают в чистую сухую стеклянную посуду, высушивают до воздушно-сухого состояния, очищают от механических примесей и измельчают в механической ступке. Далее берут навеску весом 10 г почвы и на 1 часть почвы и к ней добавляют 4 части дистиллированной воды. Экстрагирование ведут в течение 2-х часов на аппарате для встряхивания жидкости; после 30-минутного отстаивания и сифонирования насадочной жид кости, фильтруют ее через бумажный фильтр. Далее к 9 см3 почвенного экстракта добавляют 1 см3 концентрата среды Лозина-Лозинкского, в результате которой полученные водные вытяжки из почвы используют для проведения анализа [129].

Одним из определяющих факторов для дальнейшей переработки нефте-шлама, является его компонентный состав, а также физико-химические свойства. Определение свойств, а также фракционного состава отобранных образцов нефтешлама осуществляли в соответствии с действующими методиками. Результаты исследования представлены в таблице 3.1 Таблица 3.1 - Свойства отобранных проб нефтешлама

Установлено, что в старых шламонакопителях представлено высокое содержание механических примесей и водной фазы. Поэтому возникает необходимость поиска высокотехнологичных способов переработки нефтешламов из старых шламонакопителей.

Из литературных источников было установлено, что наиболее высокотехнологичным способом переработки нефтешлама является процесс пиролиза.

Изучение процесса пиролиза нефтесодержащих отходов проводилось на опытно-промышленной установке по переработке нефтешламов (рисунок 6).

Загруженный в пиролизную камеру (1) нефтешлам (I) подогревается с помощью горелки на жидком топливе (II). Для предотвращения закоксовывания и более полного термического разложения сырья внутри камеры предусмотрен вращающийся шнек. Температура пиролиза достигает 580 С и контролируется автоматически с помощью термопары с выводом результатов на экран оператора. Циклическое вращение шнека также производится в автоматическом режиме. В зависимости от состава нефтешлама процесс продолжается до 5-6 часов.

Продукты пиролиза – зола и смесь углеводородов в паровой фазе. Выгрузка золы пиролиза (III) осуществляется через нижний шибер. После того как температура достигает на верху пиролизной камеры 400 С открывается клапан, ведущий в закалочный аппарат 2, а затем в котел-утилизатор 3, где осуществляется выработка острого водяного пара из воды , подаваемой в КУ насосом 5. Охлажденные продукты пиролиза с температурой 350 С поступают в ректификационную колонну (6). Верхний продукт колонны через холодильник-конденсатор (7) направляется в сепаратор (8), где из него выделяют газы пиролиза (IХ), бензиновая фракция (н.к.-180 оС) (V) и вода, которые направляются в отстойник 9. В отстойнике происходит разделение бензиновой фракции и воды; часть бензиновой фракции возвращается в (6) как орошение, а балансовая часть выводится с установки. Боковым погоном из колонны 6 в отпарную колонну (10) отбирается дизельная фракция (Х) выкипающая в интервале 180-350 С. Для отпарки лгких углеводородов в низ колонны (10) подается острый водяной пар, в количестве 1 – 3 %, для снижения температуры кипения и уменьшения коксообразования. Легкие фракции, выкипающие до 180 С, возвращаются обратно в колонну 6, а дизельная фракция (Х) выводится с установки. Нижний продукт ректификационной колонны (6) - тяжелый газойль (VI), выкипающий в интервале температур 350-450 С, частично возвращается через фильтр 11 обратно в колонну для поддержания температуры низа колонны, а балансовое количество выводится как товарный продукт. 7Sn

Использование компаундированной смеси тяжелый газойль–битум для получения асфальтобетонной смеси

Предварительную идентификацию присутствующих в образцах микроорганизмов осуществляли по некоторым культурально-морфологически-м и физиолого-биохимическим признакам, используя «Определитель бактерий Берджи» [209].

Определение культуральных, морфологических и физиолого-биохи-мических свойств культур проводили по стандартным методикам [76, 137, 196].

В результате исследований установлено, что состав микро биоценоз а нефтезасоленной почвы относительно скудный - отмечено наличие в основном солеустойчивых галофильных культур: бактерий из рода Arthrobacter, Bacillus и микромицета Fusarium.

Fusarium sp., характеризуется высокой скоростью утилизации нефти и степенью биотрансформации тяжелых фракций нефти и органических добавок в буровой раствор.

Штамм имеет следующую характеристику: образует хорошо развитый мицелий на сусле 3Б, а также среде Чапека следующего состава, г/л дистиллированной воды: NaNO3-2,0; глюкоза - 20,0; К2НРО4 - 1,0; MnS04 7Н20 - 0,5; KCl-0,5; FeS04-7H20 -0,01.

Вегетативный мицелий не окрашен, молодые колонии белые или сероватые. По мере развития колонии приобретают серую окраску. Пигмент диффундирует в среду. Воздушный мицелий хрупкий, слегка пушистый, вначале сероватый, затем темно-серый. Конидиеносцы легко отделяются от гиф, легко ломаются, одиночные или ветвистые, бесцветные или слабо пигментированные, септированные; различной длины, прямые или изогнутые, светлые, гладкие, ветвистые.

Питательную ценность углеводов учитывали по массе образующегося с ним мицелия. Исследования показали, что особенно хорошо из числа сахаров усваивается глюкоза, хуже фруктоза, галактоза, L-арабиноза. Из дисахаридов лучше усваивается сахароза, чем лактоза.

Глюкозу окисляют в тесте Хью-Лайфсона. Не содержат арилсульфа-тазы, не разлагают целлюлозу, ксантин, эластин. Как правило, не разлагают гипоксантин, казеин, желатину, не гидролизуют крахмал.

Слабо используют муравьиную кислоту НСООН. Щавелевая кислота СООН-СООН практически не потребляется и обладает токсичностью.

Хорошо усваивают жиры, предварительно расщепляя их на жирную кислоту и глицерин липазами. Из продуктов расщепления жиров Fusarium sp. раньше всего потребляет глицерин, а потом уже жирные кислоты: пальмитиновую, стеариновую, олеиновую.

На смесях углеводов рост Fusarium sp. заметно усиливается. Хорошо усиливают маннит, глюконовую, сахарную кислоты. Хорошо растут на среде с парафиновыми углеводородами: проявляют активный рост на индивидуальных н-алканах C13 –C37. Не обладают лецитиназной активностью, что указывает на то, что патогенные свойства у культур не должны проявляться. Хорошо усваивают кислоты, особенно валериановую, хуже масляную и пропионовую. Культура является одним из штаммов Fusarium, у которого обнаружены следующие свойства: использует галактозу, арабинозу, глицерин, инозит, лактозу, мальтозу, маннит, рамнозу, сорбит, сахарозу, глюкозу, лимоннокислый натрий, мочевину; не проявляет тирозиназную активность, нит-188 рат-редуктазную активность, не растет в присутствии 7%-ного хлористого натрия. Не использует лактат натрия, ксилозу. Аэробы, растут в диапазоне температур от 10 до 40С, оптимальная область от 25 до 30С. Растет в диапазоне рН - 4-8, оптимальная зона от 7 до 8. Bacillus species характеризуется следующими морфологическими, ку-льтуральными и физиологическими признаками.

Культура Bacillus sp. является палочкой размером 1,7-34,0-0,6 мкм, выращенная на богатой среде имеет вид толстых, больших палочек, иногда расположенных в цепочках. Палочки подвижны за счет перетрихиальных жгутиков, грамположительные. Культура образует эллипсоидные или цилиндрические споры, размером 2,1-0,6-0,9 мк.

На мясопептонном агаре после 24 ч инкубации в термостате при температуре 37С культура образует плоские, сухие колонии плотной консистенции с характерно белым зернистым налетом, легко снимающиеся с агара. Диаметр - 2,5 мм. Края почти ровные или слегка изрезанны. Других типов колоний не отмечено.

На поверхности мясопептонного агара (МПА) образует тонкую пленку желтовато - белого цвета, бульон остается прозрачным.

Bacillus sp. - строгий аэроб с оптимальной температурой роста 40С при рН 5,3-6,4. Культура усваивает глюкозу, фруктозу, сахарозу, арабинозу, гидролизует крахмал, пептонизирует молоко, разжимает желатины, нитраты восстанавливает до нитритов, на среде Кларка образует ацетилметилкар-бонил.

Морфологические и культуральные признаки Arthrobacter sp. Клетки грамположительные, неподвижные, бесспоровые, некислотоустойчивые. Во время роста наблюдаются морфологические изменения клеток: молодая культура (12-24 ч) состоит из палочек, слегка изогнутых, собранных в короткие цепочки по 2-3. Старые культуры (2-7 дней) состоят главным образом из кокковидных клеток. При пересеве на свежую среду рост происходит путем увеличения кокковидных клеток. Размеры клеток 0,5-0,81,2-4,0 мкм. На агаризованной синтетической среде культура однородна, колонии круглые, блестящие, гладкие, выпуклые, сначала белесые, но при старении желтеют, размер 0,5-3,0 мм, пастообразной консистенции, с ровным краем. На МПА вид колоний не менялся, однако их размер был больше (1-4 мм). В жидкой синтетической среде образует муть, небольшой осадок, который при взбалтывании легко взмучивается. Наблюдается образование желтого пигмента. На МПБ образуется светло-желтая пленка, небольшой осадок.

Физиолого-биохимические признаки. Строгий аэроб, оптимальная температура роста 28-30оС, максимальная 42оС, минимальная 12-15оС. Оптимум рН 7,0-7,2. Каталазо- и оксидазоположителен. Не образует кислот при росте на глюкозе, галактозе, фруктозе, мальтозе, арабинозе, рибозе, сахарозе, рафинозе, манните, глицерина, сорбите. Не образует индола и сероводорода. Нитраты восстанавливает, желатину не разжижает, тирозин не расщепляет, крахмал не гидролизует, образует уреазу. Усваивает пропи-онат, сукцинат, ацетат, слабо цитрат, не усваивает оксалоацетат. В факторах роста не нуждается.