CN109161502A

CN109161502A - 一种除油菌剂、其复合干粉菌剂的制备方法及用途

Info

Publication number: CN109161502A
Application number: CN201811060434.5A
Authority: CN
Inventors: 郭鹏; 封苏海; 李汉周; 林刚; 庄建全
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2019-01-08
Anticipated expiration: 2038-09-12
Also published as: CN109161502B

Abstract

本发明公开了含油污泥处理技术领域内的一种除油菌剂、其复合干粉菌剂的制备方法及用途,该除油菌剂含有GWN‑1菌株、GWN‑2菌株的两种菌液的混合液，每种菌液的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；两种菌液按体积比分别为GWN‑1菌液：GWN‑2菌液=1：(1.9～2.1)进行混合；其菌液分别进行发酵，两种发酵后菌液，再压滤和干燥获得干粉，其用于油田含油污泥的处理中。该复合干粉菌剂适合于高含水、高含油、高矿化度油田含油污泥的直接生物降解，环境耐受性好，制备方法具备操作简单、成本低廉的特点，适合规模化生产应用。

Description

一种除油菌剂、其复合干粉菌剂的制备方法及用途

技术领域

本发明涉及一种污泥除油菌剂的制备及其使用方法，尤其适用于油田原油开采与处理领域中产生的含油污泥、钻井过程产生的含油岩屑、落地油处理，属于油田含油污泥处理技术领域。

背景技术

我国石油化学工业生产中，每年产生大量的含油污泥，且产量还在逐年上升，含油污泥作为《国家危险废物名录》中的污染物质，必须进行处理，否则会对周边环境以及生产区域产生不同程度的影响，而且也是对资源的一种浪费，有效分离回收污泥中油质成分，既可以减少资源浪费也是开展含油污泥无害化处理及资源化利用的前提。

近年来，国内外研究人员对污泥除油技术开展了大量的研究工作，形成了许多技术方法。在污泥除油处理领域，国内外主要采用调质分离技术、焚烧技术、溶剂萃取回收油技术、焦化法改性处理技术等方法，但从应用效果上看，较为普遍存在的问题是：焚烧法处理成本及操作费用高、处理过程产生SO₂、CO及粉尘等二次污染；溶剂法流程长、工艺复杂、溶剂价格高、处理费用高；焦化法处理投资高、工艺复杂。

相对于污泥除油的物理处理和化学处理技术手段，污泥生物除油技术方法因其具有处理成本低、不会造成土壤二次污染或导致污染物转移、处理工艺简单等特点，可有效改善污泥生物活性，经过生化处理，污染物残留量可以大幅度降低，近几年来开展的研究较多。对于生物处理，现阶段一般都采用投加高效降解菌株(群)来达到去油效果，或是直接投加氮磷等营养物质进行生物刺激来刺激微生物生长，或是通过选择适当的植物与微生物协同来实现污染土壤的快速修复。但从研究与应用情况来看，生物处理技术普遍存在以下难点：生物法处理污泥高效菌种选择困难、菌剂处理油泥周期过长；对高含油污泥难以适应，菌株无法生存；污泥中的油质成分主要为胶质与沥青质成分的重质和超重质原油，难以被微生物利用降解，因此生物法污泥除油效率普遍较低，生物法处理含油污泥的技术尚未投入规模化应用；检索未见同时具备快速与高效的生物污泥处理方法或菌株。研究构建高效菌群、优化控制条件，缩短处理周期是目前该方法研究的主要内容。

现有专利技术分析：在油田污泥生物处理方法的专利技术中，对油田污泥生物处理菌剂与方法有相关专利技术，分类对比分析如下，如一种含油污泥生物气浮处理方法(ZL200510020666.4)，加水混调污泥水泵搅拌循环，实现油水分离，混调含水平均95%，动力消耗过大，且反应后混入菌剂后1个月堆肥含油量达到0.3%标准；一种利用微生物降解井场含油污泥的方法(ZL201010550531.X)，现场污泥经56天处理含油量由10.55%降解到1.1%，仍无法达到0.3%标准；一种含油污泥中石油降解菌及其应用(ZL201410072228.1)，在温度37度、盐度0.5-5%，分离出菌株30d内总石油烃降解率39.69％，实际油田污泥盐度和处理温度一般难于达到这一要求；受原油污染土壤中的原油降解剂(ZL20110343690.5)，处理对象不包括油田生产环节的油水系统中产生的含油污泥，仅限于地表收原油污染的土壤，且其处理效果为100g/kg降解至15g/kg，未达到0.3%标准，且不适合在油田生产环节油水处理过程中产生的高含水含油污泥处理的技术领域。

现有技术中存在的问题如下：

1、高效高活性除油菌的开发，要求适合于高含水、高含油污泥的条件。

2、优选适合于高效高活性除油菌的工业廉价培养基，增强微生物对盐度及其它生物抑制因素的耐受度，有效提高微生物的活性。

3、如何提高生物降解的处理效率，缩短处理周期。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种除油菌剂，在高含油污泥条件下的高效高活性除油，本发明同时公开了了该除油菌剂的复合干粉菌剂的制备方法及用途。

为了解决上述问题，本发明提供的一种除油菌剂，其为含有GWN-1菌株、GWN-2菌株的两种菌液的混合液，每种菌液的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；两种菌液按体积比分别为GWN-1菌液：GWN-2菌液=1：(1.9～2.1)进行混合；

其中，

GWN-1：鞘氨醇杆菌(拉丁文学名为Sphingobacterium sp.)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（CGMCC），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：CGMCCNo. 13902；

GWN-2：类短短芽孢杆菌(拉丁文学名为Brevibacillus parabrevis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（CGMCC），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：CGMCC No. 13903。

上述GWN-1菌株、GWN-2菌株通过在江苏油田多个含油污水池、污泥干化场中采集含油污水和污泥样品，在培养基中培养后再经筛选获得，其对油田含油污泥具有高活性除油作用。

为获得干粉菌剂，本发明还公开了上述除油菌剂的复合干粉菌剂的制备方法，包括如下步骤：

1）培养液的配制：在水中加入蛋白胨、NaCl，所述蛋白胨加入量为9～11g/L，NaCl的加入量为9～11g/L，然后在118～125℃灭菌25～35分钟，冷却至常温；

2）接种：将权利要求1中的两种菌液分别接种至培养液进行发酵，接种量为： 0.01v/v；发酵温度：28～32℃；发酵时间：40～56 h；发酵过程中向培养液中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1：（0.8～3）；

3）压滤：发酵结束后，将两种菌的发酵液GWN-1菌液：GWN-2菌液按照体积比=1：(1.9～2.1)进行混合，再以压滤机压干，使之水份重量含量为40～50%，压滤压力为0.15～0.25MPa；

4）干燥粉碎：通过干燥塔将剩余水份部分去除，使水份重量含量为8～10%，干燥温度为55～65℃，干燥后粉碎，制成复合干粉菌剂。

所获得的复合干粉菌剂可用于油田含油污泥的处理中。可按如下步骤处理含油污泥：

1）在敞口的污泥池中加入含油污泥；

2）以麦麸或凹凸棒土作为生物载体，加入生物强化剂及权利要求2获得的复合干粉菌剂获得带载体菌剂；带载体菌剂中各组分的重量比为

生物载体：复合干粉菌剂：生物强化剂=100：（0.09～0.11）：（0.03～0.05）；

3)将步骤2）获得的带载体菌剂加入污泥池中，加入的重量配比为带载体菌剂: 含油污泥=1：（10～40）；

4）对污泥池内的污泥进行持续15～30天曝气处理，使污泥中的油被充分降解。

其进一步改进在于，所述生物强化剂为磷酸钾或硝酸钾。在污泥池中加入的含油污泥为干泥含油重量含量小于50%的原泥，通常原泥中水的重量含量不少于50%。

麦麸或凹凸棒土疏松多孔、具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，并具有一定的可塑性，有助于提高土壤透气保水能力，高活性除油菌剂建立起的污泥生物处理系统在与土壤颗粒及污染物的交互作用过程中，改善了土壤结构，加大了孔隙度，有效改善油泥性状，提高微生物适应性，因而大幅度提高了污泥除油生物过程的效率。

反应后的污泥可置于生物植物复合修复箱中，进行10～30天的植物与微生物联合修复。

有益效果：

1、适合于高含水、高含油、高矿化度油田含油污泥的直接生物降解，环境耐受性好。

2、菌剂的制备方法具备操作简单、成本低廉的特点，适合规模化生产应用。

3、开发的高活性除油菌剂能够适合于高含水、高含油、高矿化度油田含油污泥的直接生物降解，微生物活性高、附着力强、处理效率高。处理后污泥生物毒性大幅度降低，植物有益成分大幅度上升，处理后污泥中菌落数达到≥10⁸cfu/g。

具体实施方式

实施例1

在江苏油田多个含油污水、污泥池中，取含油污水和污泥样品；对其中的细菌在LB培养基、酸碱中性环境、25～30℃条件下富集培养，再分离、纯化和筛选，获得两株高活性除油菌，分别为：

GWN-1：鞘氨醇杆菌(拉丁文学名为Sphingobacterium sp.)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（CGMCC），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：CGMCCNo. 13902；其测序如序列表中1所示。

GWN-2：类短短芽孢杆菌(拉丁文学名为Brevibacillus parabrevis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（CGMCC），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：CGMCC No. 13903；其测序如序列表中2所示。

取含有GWN-1菌株的菌液，含有GWN-2菌株的菌液，要求每种菌液的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；两种菌液按体积比分别为GWN-1菌液：GWN-2菌液=1： 2进行混合获得混合液。

该混合液中的微生物在含油污泥环境体系中有较好的活性，同时均有具有良好的油泥降解作用，均能在高含油量、高含水污泥体系中生存，活性高。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，两种菌液按体积比分别为GWN-1菌液：GWN-2菌液=1：1.9进行混合获得混合液。

实施例3

两种菌液按体积比分别为GWN-1菌液：GWN-2菌液=1：2.1进行混合获得混合液。

实施例4

利用实施例1中的除油菌剂可制备复合干粉菌剂，其制备方法包括如下步骤：

1）培养液的配制：在水中加入蛋白胨、NaCl，所述蛋白胨加入量为10g/L，NaCl的加入量为10g/L，然后在118～125℃灭菌30分钟，冷却至常温；

2）接种：将实施例1中的两种菌液分别接种至培养液进行发酵，接种量为： 0.01v/v；发酵温度：28～32℃；发酵时间：48 h；发酵过程中向培养液中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1：1.5；

3）压滤：发酵结束后，通过板框式压滤机将发酵液以压滤机压干，使之水份重量含量为40～50%，压滤压力为0.2MPa；

4）干燥粉碎：通过通过沸腾式干燥塔将剩余水份部分去除，使水份重量含量为8～10%，干燥温度为55～65℃，干燥后粉碎，制成复合干粉菌剂。

实施例5

利用实施例2中的除油菌剂可制备复合干粉菌剂，其制备方法包括如下步骤：

1）培养液的配制：在水中加入蛋白胨、NaCl，所述蛋白胨加入量为9g/L，NaCl的加入量为11g/L，然后在118～125℃灭菌25分钟，冷却至常温；

2）接种：将实施例2中的两种菌液分别接种至培养液进行发酵，接种量为： 0.01v/v；发酵温度：28～32℃；发酵时间： 56 h；发酵过程中向培养液中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1： 0.8；

3）压滤：发酵结束后，将发酵液以压滤机压干，使之水份重量含量为40～50%，压滤压力为0.15MPa；

实施例6

利用实施例3中的除油菌剂可制备复合干粉菌剂，其制备方法包括如下步骤：

1）培养液的配制：在水中加入蛋白胨、NaCl，所述蛋白胨加入量为11g/L，NaCl的加入量为9g/L，然后在118～125℃灭菌35分钟，冷却至常温；

2）接种：将实施例3中的两种菌液分别接种至培养液进行发酵，接种量为： 0.01v/v；发酵温度：28～32℃；发酵时间：40 h；发酵过程中向培养液中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1： 3；

3）压滤：发酵结束后，将发酵液以压滤机压干，使之水份重量含量为40～50%，压滤压力为0.25MPa；

实施例7

上述实施例4获得的复合干粉菌剂可用于含油污泥处理中，其处理方法按如下步骤进行：

1）在敞口的污泥池中加入含油污泥；污泥池中加入的含油污泥为干泥含油重量含量30%的原泥。

2）以麦麸或凹凸棒土作为生物载体，加入磷酸钾作为生物强化剂及实施例4获得的复合干粉菌剂获得带载体菌剂；带载体菌剂中各组分的重量比为

生物载体：复合干粉菌剂：生物强化剂=100： 0.09： 0.05；

3)将上一步骤获得的带载体菌剂加入污泥池中，加入的重量配比为带载体菌剂: 含油污泥=1： 10；

4）对污泥池进行持续15天曝气处理，使污泥中的油被充分降解。

实施例8

上述实施例5获得的复合干粉菌剂可用于含油污泥处理中，其处理方法按如下步骤进行：

1）在敞口的污泥池中加入含油污泥；污泥池中加入的含油污泥为干泥含油重量含量49%的原泥。

2）以麦麸或凹凸棒土作为生物载体，加入硝酸钾作为生物强化剂及实施例5获得的复合干粉菌剂获得带载体菌剂；带载体菌剂中各组分的重量比为

生物载体：复合干粉菌剂：生物强化剂=100： 0.11： 0.03；

3)将上一步骤获得的带载体菌剂加入污泥池中，加入的重量配比为带载体菌剂: 含油污泥=1： 20；

4）对污泥池进行持续25天曝气处理，使污泥中的油被充分降解。

实施例9

上述实施例6获得的复合干粉菌剂可用于含油污泥处理中，其处理方法按如下步骤进行：

1）在方或圆形敞口的污泥池中加入含油污泥；该含油污泥为干泥含油重量含量15%的原泥；污泥池容积100m³；

2）以麦麸或凹凸棒土作为生物载体，加入生物强化剂及实施例6获得的复合干粉菌剂获得带载体菌剂；带载体菌剂中各组分的重量比为

生物载体：复合干粉菌剂：生物强化剂=100：0.1：0.04；生物强化剂为磷酸钾或硝酸钾；

3)将步骤2）获得的带载体菌剂加入污泥池中，加入的重量配比为带载体菌剂: 含油污泥=1：40；

4）采用下部曝气方式对污泥池进行持续30天曝气处理，使污泥中的油被充分降解。

处理后污泥含油量≤0.3%，除油效率达98%以上；进一步地，可再将降解反应后的污泥置于微生物-植物复合修复箱中进行20天左右的修复，使得污泥修复成为营养土，处理后污泥生物毒性大幅度降低，植物有益成分大幅度上升，修复后污泥中菌落数达到≥10⁸cfu/g。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

序列表

<110> 中国石油化工股份有限公司

中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司

<120> 一种除油菌剂、其复合干粉菌剂的制备方法及用途

<160> 2

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 2

<211> 1387

<212> DNA

<213> 鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.)

<400> 2

agtcgaacgg gatccatttg ttagcttgct aacagatggt gagagtggcg cacgggtgcg 60

taacgcgtga gcaacctacc catatcaggg ggatagcccg aagaaattcg gattaacacc 120

gcataagact acgagatggc atcatcaagt agttaaatat ttataggata tggatgggct 180

cgcgtgacat tagctagttg gtgaggtaac ggctcaccaa ggcgacgatg tctaggggct 240

ctgagaggag aatcccccac actggtactg agacacggac cagactccta cgggaggcag 300

cagtaaggaa tattggtcaa tggacggaag tctgaaccag ccatgccgcg tgcaggatga 360

ctgccctatg ggttgtaaac tgcttttgtc gaggaataaa cctatctacg tgtagatagc 420

tgaatgtact cgaagaataa ggatcggcta actccgtgcc agcagccgcg gtaatacgga 480

ggatccgagc gttatccgga tttattgggt ttaaagggtg cgtaggcggc actttaagtc 540

aggggtgaaa gacggcagct caactgtcgc agtgcctttg atactgaagt gcttgaatgc 600

ggttgaagac ggcggaatga gacaagtagc ggtgaaatgc atagatatgt ctcagaacac 660

cgattgcgaa ggcagctgtc taagccgtta ttgacgctga tgcacgaaag cgtggggatc 720

gaacaggatt agataccctg gtagtccacg ccctaaacga tgataactcg atgtttgcga 780

tatacagtaa gcgtccaagc gaaagcgtta agttatccac ctggggagta cgcccgcaag 840

ggtgaaactc aaaggaattg acgggggccc gcacaagcgg aggagcatgt ggtttaattc 900

gatgatacgc gaggaacctt acccgggctt gaaagttact gaaggatgca gagacgcatc 960

cgtccttcgg gacaggaaac taggtgctgc atggctgtcg tcagctcgtg ccgtgaggtg 1020

ttgggttaag tcccgcaacg agcgcaaccc ctatgtttag ttgccagcat ttaaggtggg 1080

gactctaaac agactgcctg cgcaagcaga gaggaaggcg gggacgacgt caagtcatca 1140

tggcccttac gtccggggct acacacgtgc tacaatggat ggtacagcgg gcagctacat 1200

agcaatatga tgccaatctc gaaaagccat tcacagttcg gatcggggtc tgcaactcga 1260

ccccgtgaag ttggattcgc tagtaatcgc gtatcagcaa tgacgcggtg aatacgttcc 1320

cgggccttgt acacaccgcc cgtcaagcca tgaaagctgg gggtacctaa agcatgtaac 1380

cgcaagg 1387

<210> 2

<211> 1394

<212> DNA

<213> 类短短芽孢杆菌(Brevibacillus parabrevis)

<400> 2

gtcgagcgag ggtcttcgga ccctagcggc ggacgggtga gtaacacgta ggcaacctgc 60

ctctcagacc gggataacat agggaaactt atgctaatac cggataggtt tttggattgc 120

atgatccgaa aagaaaagat ggcttcggct atcactggga gatgggcctg cggcgcatta 180

gctagttggt ggggtaacgg cctaccaagg cgacgatgcg tagccgacct gagagggtga 240

ccggccacac tgggactgag acacggccca gactcctacg ggaggcagca gtagggaatt 300

ttccacaatg gacgaaagtc tgatggagca acgccgcgtg aacgatgaag gtcttcggat 360

tgtaaagttc tgttgtcagg gacgaacacg tgccgttcga atagggcggt accttgacgg 420

tacctgacga gaaagccacg gctaactacg tgccagcagc cgcggtaata cgtaggtggc 480

aagcgttgtc cggatttatt gggcgtaaag cgcgcgcagg cggctatgta agtctggtgt 540

taaagcccgg agctcaactc cggttcgcat cggaaactgt gtagcttgag tgcagaagag 600

gaaagcggta ttccacgtgt agcggtgaaa tgcgtagaga tgtggaggaa caccagtggc 660

gaaggcggct ttctggtctg taactgacgc tgaggcgcga aagcgtgggg agcaaacagg 720

attagatacc ctggtagtcc acgccgtaaa cgatgagtgc taggtgttgg gggtttcaat 780

accctcagtg ccgcagctaa cgcaataagc actccgcctg gggagtacgc tcgcaagagt 840

gaaactcaaa ggaattgacg ggggcccgca caagcggtgg agcatgtggt ttaattcgaa 900

gcaacgcgaa gaaccttacc aggtcttgac atcccgctga ccgctctgga gacagagctt 960

cccttcgggg cagcggtgac aggtggtgca tggttgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt 1020

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acatgaagtc ggaatcgcta gtaatcgcgg atcagcatgc cgcggtgaat acgttcccgg 1320

gccttgtaca caccgcccgt cacaccacgg gagtttgcaa cacccgaagt cggtgaggta 1380

accgcaagga gcca 1394

Claims

1.一种除油菌剂，其特征在于：含有GWN-1菌株、GWN-2菌株的两种菌液的混合液，每种菌液的活菌数为10⁹～10¹¹个/ml；两种菌液按体积比分别为GWN-1菌液：GWN-2菌液=1：(1.9～2.1)进行混合；

其中，

GWN-1：鞘氨醇杆菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（CGMCC），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：CGMCC No. 13902；

GWN-2：类短短芽孢杆菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心（CGMCC），保藏日期：2017年3月20日，保藏号为：CGMCC No. 13903。

2.一种除油菌剂的复合干粉菌剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

3.根据权利要求2的一种除油菌剂的复合干粉菌剂的用途，其特征在于用于油田含油污泥的处理中。

4.根据权利要求2的一种除油菌剂的复合干粉菌剂的用途，其特征在于按如下步骤处理含油污泥：

1）在敞口的污泥池中加入含油污泥；

5.根据权利要求4所述的一种除油菌剂的复合干粉菌剂的用途，其特征在于所述生物强化剂为磷酸钾或硝酸钾。

6.根据权利要求4所述的一种除油菌剂的复合干粉菌剂的用途，其特征在于步骤1）中在污泥池中加入的含油污泥为干泥含油重量含量小于50%的原泥。

7.根据权利要求4所述的一种除油菌剂的复合干粉菌剂的用途，其特征在于步骤4）中采用下部曝气方式对污泥池进行曝气处理。