CN102533581B

CN102533581B - 一种老化油生物脱硫菌剂及利用该菌剂处理老化油的方法

Info

Publication number: CN102533581B
Application number: CN 201110277517
Authority: CN
Inventors: 刘宏芳; 秦双
Original assignee: NANJING TIANCE BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: Wuhan Huamei Tiance Biotechnology Co. Ltd.
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-09-19
Also published as: CN102533581A

Abstract

本发明属于老化油再利用领域，公开了一种老化油生物脱硫菌剂及利用该菌剂处理老化油的方法。该老化油生物脱硫菌剂主要含有保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE，及保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌，以及无机盐，其中所述的两种细菌的菌量均不少于10⁹个/mL。一种利用所述的老化油生物脱硫菌剂处理老化油的方法，是利用老化油生物脱硫反应器进行所述的老化油生物脱硫菌剂的培养、添加以及老化油的脱硫。本发明生物脱硫菌剂生产简单，成本低廉，不仅解决了老化油中硫化物带来的环境污染及生产问题，提高了老化油回收与处理的效率的同时降低成本，带来的经济和社会效益显著。

Description

一种老化油生物脱硫菌剂及利用该菌剂处理老化油的方法

技术领域

本发明属于老化油再利用领域，涉及一种老化油生物脱硫菌剂及利用该菌剂处理老化油的方法，具体涉及一种老化油生物脱硫菌剂，以及将该菌剂作为反应介质，将老化油中的硫化物氧化成硫单质，并利用一种可自动控制的脱除老化油中含硫化合物并回收硫单质的老化油生物处理罐处理老化油的方法。

背景技术

随着油田不断开发，老化油处理问题日益严峻。在联合站脱水工艺中，常常遇到老化油处理难的问题。在国外老化油处理难度大的油田均建有老化油处理系统，处理后的老化油进入成品油系统。在国内有的油田采用高温循环，不断回收其中的非乳化油，减少老化油的体积；有的油田采用将老化油在储存罐内自然沉降浓缩等办法，但最终都无法摆脱老化油的困扰，且这些方法仅限于产量低的地方。也有的油田将老化油返回到生产分离系统，使水质恶化。恶化后的水质被污水收油系统收回，重新返回污水沉降罐造成恶性循环。

其中硫化物是造成老化油脱水困难和电脱水器跳闸的根本原因。老化油中的硫化物主要包括FeS和H₂S，主要是由于硫酸盐还原菌在油田注水开采过程产生的油田污水中大量繁殖，将硫酸盐还原而产生的腐蚀性硫化物，这类硫化物具有亲油性，且比重介于油水之间，在含水油事故罐、污水沉降罐等储罐的沉降过程中上浮并吸附在油水界面上，经过不断循环累积而形成一定厚度油水过渡带中间层。这种由硫化物产生的过渡带直接影响了正常的脱水处理，从而导致了系统的紊乱。

老化油中的硫化物对生产的影响主要从以下几个方面体现：

(1)在整个系统内产生大量的黑水和黑色过渡层，影响自控仪表的控制和调节。

(2)具有极强的导电性，若硫化物在电脱水器内的存在超过一定的比例，电脱水器就会放电，失去点脱效果。且硫化物容易粘附在电脱水器的电极绝缘棒和绝缘吊板上，造成电极和吊板损伤和损坏。在电脱水器内造成油水夹层，导致外输原油含水或者污水处理不达标。

(3)当污水沉降罐上部富集有硫化亚铁过渡层，原油回收时易造成电脱水器跨电场，影响正常收油。污水沉降罐上部乳化油层越积越厚，污水除油效果也将变差，造成整个系统恶性循环。且吸附有原油的硫化物还会沉积在污泥中使其体积膨胀，导致分离设备和容器有效容积的降低。

针对老化油中的硫化物，在老化油中加入生化产品，在短时间即迅速繁殖有益菌群及化能自养菌来抑制硫酸盐还原菌的生长，并对水体发生生化作用，具有很强的杀菌除硫作用，从而从根本上达到除硫的目的，其作用机理如下：

(1)脱硫菌群的繁殖是以将硫化物氧化成硫单质或高价硫酸盐的化能自养过程作为能量来源，会直接消耗水体中的硫化物；改变生物呼吸链并改变生物化学过程的氧化还原势，发生反向电子转移，整个生物化过程是由硫化物改变成为硫单质和高价硫酸盐。

(2)产生的有益菌群与老化油中的硫酸盐还原菌争夺生长空间，抑制硫酸盐还原菌的生长和代谢。

氧化硫化物的微生物主要有丝状硫、光合细菌及无色硫细菌(Colorless SulfurBacteria，CSB)，大部分属于化能自养型。其中光合细菌和无色硫细菌也是目前研究最为广泛的生物脱硫微生物，可在细菌体内产生单质硫，其中的无色硫细菌甚至已经达到工业化的生物脱硫工艺要求。

光合细菌的种类繁多，但只有紫色硫细菌和绿色硫细菌的一些种，能代谢硫化物.其作用机理主要是在厌氧条件下利用硫化氢作为供氢体进行不放氧光合作用来获得自身生长所需的能量。它们广泛分布于自然环境中，在自然界的碳、氮、硫等生命元素的循环中起着重要的作用。光合细菌具有非常广阔的应用前景，它能够在自然界高浓度有机污水中大量繁殖，在污水自净和维持生态平衡中发挥着不可替代的作用。

紫色硫细菌对硫化物具有较高的耐受性，能以硫化氢等无机物作电子供体还原二氧化碳，合成有机物，从而起到取出硫化物的作用。

无色硫细菌(CSB)是一类适应能力强、生长繁殖迅速、生化反应速率很高的细菌。在硫化物复合较高时，可供细菌利用的基质较多，一方面会使CSB的生化反应速率加快，另一方面也会促使CSB加快繁殖，增大生物量。无色硫细菌种类繁多，且各自具有不同的生理学、形态学和生态学特征，对环境条件的要求也有差异。其中硫杆菌属(Thiobacillus)是土壤和自然水体中最常见的一种无色硫细菌，一般是无芽孢的短杆菌，革兰氏阴性，端生鞭毛，能将硫化物氧化成单质硫或硫酸盐，或将硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。大多数无色硫细菌都在pH中性、中温条件下生活，且对DO的要求很宽松，在高至饱和浓度低至无氧状态下，都有无色硫细菌生存。多数无色硫细菌以O₂(或NO₃ ^-)作为电子受体，且体外排硫，所以氧化速率和能力不易受细胞生长的限制。Kuenen等人经研究发现，无色硫细菌在营养物质受限制而有足够硫化物时，可在几乎无明显生长的情况下，高效地将硫化物甚至胞外的单质硫氧化。无色硫细菌的氧化能力很高，每增长1g细菌细胞至少可产生20g单质硫。脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)因菌种来源广泛、生态幅宽、胞外聚集硫、反应条件温和等适合工程应用的优点，成为脱硫工程菌的主要研究对象。在厌氧条件下，脱氮硫杆菌能以硫化物作为电子供体，以NO^3-作为电子受体，进行氧化还原反应获取能量，而且，在此过程中可以实现对废水中硫化物和硝酸盐的有效去除，并回收单质硫。

传统的老化油处理方法是直接向老化油中加入破乳剂、杀菌剂等在55～65℃下反复进行自然沉降脱水处理，据了解：按这种方法处理，第一次处理过老化油含水在10％左右，第二次含水大于20％，第三次就很难脱水，几乎就没有处理的可能，然后就丢掉了。只能回收30％左右的油，每处理1m³液的成本是100多元。这种方法只试验2次后达不到老化油的处理效果，仍将老化油输送到回收站进行集中处理。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种老化油生物脱硫菌剂。

本发明的另一目的是提供一种利用该菌剂处理老化油的方法。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种老化油生物脱硫菌剂，该老化油生物脱硫菌剂主要含有保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE(Ectothiorhodospira sp.PSE)，及保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans AJ243144)，以及无机盐，其中所述的两种细菌的菌量均不少于10⁹个/mL，所述的无机盐分别为：Na₂S₂O₃.5H₂O 2～12.0g/L、KH₂PO₄ 3～7.0g/L、K₂HPO₄2～6.0g/L、MgSO₄.7H₂O 0.5～1.0g/L、NH₄Cl 0.2～0.9g/L。

该老化油生物脱硫菌剂还含有微量元素溶液1mL/L，所述的微量元素溶液以水为溶剂，成分包括CuSO₄·5H₂O 2～7g/L、FeSO₄·7H₂O 0.5～1.2g/L、FeCl₃·6H₂O 5～9g/L、CoCl₃·6H₂O0.2～0.4g/L、NaMO₄·2H₂O 3.0～3.8g/L、CaCl₂·2H₂O 1.5～2.5g/L，pH 7.0～7.2。

所述的老化油生物脱硫菌剂以保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE(Ectothiorhodospira sp.PSE)，及保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌(Thiobacillusdenitrificans AJ243144)为主要有效细菌成分，所述的两种细菌的菌量均不少于10⁹个/mL；还含有浓度分别为：Na₂S₂O₃.5H₂O 10.0g/L、KH₂PO₄ 4.0g/L、K₂HPO₄ 4.0g/L、MgSO₄.7H₂O 0.8g/L、NH₄Cl 0.4g/L的无机盐；以及1mL/L的微量元素溶液，微量元素溶液的成分为：CuSO₄·5H₂O4g/L、FeSO₄·7H₂O 0.7g/L、FeCl₃·6H₂O 7g/L、CoCl₃·6H₂O 0.2g/L、NaMO₄·2H₂O 3.4g/L、CaCl₂·2H₂O 2.0g/L，pH 7.0。

该老化油生物脱硫菌剂的生产方法是：1、将自来水或蒸馏水在培养釜中加热到100℃灭菌1小时；2、降温到60℃以下按照剂量在搅拌下添加培养基中的无机盐及微量元素溶液；3、在38℃下按3％(ml菌液/100ml自来水或蒸馏水)至5％(ml菌液/100ml自来水或蒸馏水)的量将脱氮硫杆菌种子菌液及保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE的种子菌液加入培养釜中，80～100r/min搅拌30分钟；4、密闭后，在30-40℃之间培养14-20天，每天80～100r/min搅拌30分钟；培养结束后菌体数量达到10亿个/ml以上，即可用作生物脱硫菌剂。

其中紫色硫细菌的种子培养基成分为CH₃COONa 3g/L，(NH₄)₂SO₄ 1.0g/L，MgSO₄ 0.2g/L，NaCl 1g/L，KH₂PO₄ 0.3g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，CaCl₂ 0.05g/L，酵母膏0.1g，V_B1 1Ml，蒸馏水1L，将保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE接种于该培养基中光照培养7d后，即可得到保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE的种子菌液。

脱氮硫杆菌的种子培养基成分为Na₂HPO₄ 1.2g/L，KH₂PO₄ 1.8g/L，NH₄Cl 0.5g/L，KNO₃5g/L，Na₂S₂O₃ 10g/L，NaHCO₃ 1g/L，MgSO₄·7H₂O，CaCl₂，MnSO₄，FeCl₃微量，蒸馏水1L，将保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌接种于种子培养基，置于30℃左右烘箱中培养7天以上，即可得到保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌的种子菌液。

一种利用所述的老化油生物脱硫菌剂处理老化油的方法，是利用老化油生物脱硫反应器进行所述的老化油生物脱硫菌剂的活化、添加以及老化油的脱硫处理；所述的老化油生物脱硫反应器包括含水老化油储罐、生物脱硫菌剂活化罐、老化油生物脱硫罐、计量泵；含水老化油储罐和生物脱硫菌剂活化罐分别通过计量泵以及管道与老化油生物脱硫罐的含水老化油入口和生物脱硫菌剂入口相连；生物脱硫菌剂活化罐外部设有加热套，顶部设有菌种加样口和化学药剂加样口；老化油生物脱硫罐外部设有加热套，中部设有溢油口，底部设有底水排放口。

所述的生物脱硫菌剂活化罐设有pH在线监测装置以及温度监测装置；生物脱硫菌剂活化罐底部设有菌量检测取样口。

所述的老化油生物脱硫罐内部设有一搅拌器，顶部设有排气孔和压力表；所述的老化油生物脱硫罐还设有pH在线监测装置以及温度监测装置。

所述的老化油生物脱硫罐顶部设有与老化油分离罐管道连接的回掺水入口。

利用所述的老化油生物脱硫菌剂处理老化油的方法具体如下：所述的生物脱硫菌剂在生物脱硫菌剂活化罐中30℃活化培养后，与含水老化油储罐中的含水老化油分别经计量泵同时泵入老化油生物脱硫罐，直至加满，加入生物脱硫菌剂体积浓度为0.03～0.05％(Kg/100L)；控制pH为7.0～7.5，温度为40～50℃，80～100r/min机械搅拌20～40min后静置反应7天后即可将老化油中的硫化物脱除进入水中转为硫单质或离子态，脱除硫化物的老化油则通过脱硫罐中间部位的溢油口排出；或者所述的生物脱硫菌剂在生物脱硫菌剂活化罐中25～30℃活化培养18～24小时；向老化油生物脱硫罐同时输入回掺水，活化后的生物脱硫菌剂以及含水老化油直至加满，加入生物脱硫菌剂体积浓度为0.03～0.05％(Kg/100L)；控制pH为7.0～7.5，温度为40～50℃，80～100r/min机械搅拌20～40min后静置反应7天后处理完毕，脱除硫化物的老化油通过脱硫罐中间部位的溢油口排出。

紫色硫细菌PSE(Ectothiorhodospira sp.PSE)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2011276，保藏日期为2011年8月2日。

该紫色硫细菌(CCTCC NO：M2011276)光照厌氧条件下菌液呈红色，单菌落为绒球状、红色，直径约为0.5～1.0mm；菌体为卵圆形，以二分分裂方式繁殖，革兰氏阴性，大小为1.0～1.5×2.2～2.9um。

紫色硫细菌广泛分布于自然环境中，其细胞内含硫粒，以硫化物为电子供体进行光合成。紫色硫细菌对硫化物具有较高的耐受性，能以硫化氢等无机物作电子供体还原二氧化碳，合成有机物，从而起到去除硫化物的作用。但由于该硫细菌也可利用有机物做碳源，因此对于有机废水中高浓度硫化物的效果更佳，因此可适用于老化油中硫化物的脱除。

脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans AJ243144)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2011135，保藏日期为2011年4月20日。

脱氮硫杆菌(CCTCC NO：M2011135)是一种严格自养和兼性厌氧性细菌，菌细胞球杆状，菌体大小0.3～0.5×1.0～1.5um，单个、成对、或短链状排列，具单根极生鞭毛，运动活泼，无芽孢，革兰氏染色阴性。

脱氮硫杆菌(CCTCC NO：M2011135)在好气条件下与一般硫杆菌相似，能将元素S和硫酸盐氧化为H₂SO₄。在厌气条件下，利用硝酸盐为电子最终受体，将硝态氮还原成游离氮，该菌能氧化多硫磺酸盐、硫化物，但氧化元素硫作用缓慢。反应式为：

该脱氮硫杆菌(CCTCC NO：M2011135)的最佳生长pH为7.0，最佳生长温度为30℃。这与硫酸盐还原菌SRB(老化油中产生FeS及H₂S的微生物)的生长所要求的pH相近，为两者共存于同一生长环境提供可行性依据。由于脱氮硫杆菌是严格化能自养细菌，只能利用无机碳源(如碳酸根离子、碳酸氢根离子)进行生长代谢，其胞内含有卡尔文循环的两种关键酶——1，5-二磷酸核酮糖羧化酶和5-磷酸核酮糖激酶，因此脱氮硫杆菌的存在不是与SRB争夺营养源，而是阻止FeS和H₂S产生，也就是抑制SRB的还原产物硫化物的积累。

有益效果：

本发明经筛选获得两株具有优异氧化硫化物能力的生物脱硫微生物：紫色硫细菌PSE(CCTCC NO：M2011276)和脱氮硫杆菌(CCTCC NO：M2011135)。并利用这两株生物脱硫微生物与多种无机盐制备成高效脱硫脱臭的老化油生物脱硫菌剂，该生物脱硫菌剂生产简单，成本低廉，不仅解决了老化油中硫化物带来的环境污染及生产问题，提高了老化油回收与处理的效率的同时降低成本，带来的经济和社会效益显著。

本发明采用生物脱硫菌剂，菌剂费2万/吨(不含税、包装费和运费)计算，每处理1m³含水40％的老化油，每吨处理液的药剂费是4-6元，平均按5元计算；除掉含水能回收原油500-600L(升)，平均按550L(升)计算，按0.85折算为467.5kg原油，在原油3900元/吨计算价值为1823.25元。利用生物计算方法来处理老化油，处理温度，从原来80℃降到45-50℃，温度降了30-35℃。以1000m³为计算标准，温度每升高1℃，日燃烧原油89kg或天然气890m³，日节约燃料费10413元。处理时间缩短为6～7天，提高功效节约成本费。且经老化油生物脱硫罐底水排出管道排出水经检测脱硫菌剂活性后可直接排入污泥回收池中进一步处理污泥中的硫化物及硫酸盐还原菌。

在国际原油价格急剧上涨的情况下，老化油的及时回收与高效处理，为国家节约了大量能源，同时解决了老化油所带来的一系列生产管理难题，减轻了污水处理和集输系统的压力，解决了污水水质恶化超标的问题，根除了以上系列问题带来的安全和环境隐患。该项技术打破了影响油田聚驱采油集输系统正常生产的瓶颈，经济、环境和社会效益显著。

本发明还提供了一种利用所述的老化油生物脱硫菌剂处理老化油的方法，该方法利用新设计的集老化油生物脱硫罐及配套的生物脱硫菌剂活化罐为一体的老化油生物脱硫反应器对老化油生物脱硫菌剂进行活化，进而利用该老化油生物脱硫菌剂进行老化油的脱硫处理，不仅操作简便，脱除老化油中硫化物效率高，而且最大程度的利用了脱硫过程中产生的废水，进一步降低了脱硫成本。

附图说明

图1.老化油生物脱硫反应器结构示意图。

其中1为含水老化油储罐，2为生物脱硫菌剂活化罐，3为老化油生物脱硫罐，4为分离水储罐，5为老化油缓冲罐，6为三相分离器，7为电脱水器，8为菌种加样口，9为化学药剂加样口，10为菌量检测取样口，11为菌量检测取样口，12为排气孔，13为底水排放口，14为菌液循环泵，15-1和15-2为加热套，16-1和16-2为计量泵，17为搅拌器，18为溢油口，19为回掺水入口；P表示压力表，T表示温度监测装置，pH表示pH在线监测装置。

生物样品保藏信息

紫色硫细菌PSE(Ectothiorhodospira sp.PSE)，保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国武汉，武汉大学；保藏号为CCTCC NO：M2011276，保藏日期为2011年8月2日。

脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans AJ243144)，保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国武汉，武汉大学；保藏号为CCTCC NO：M2011135，保藏日期为2011年4月20日。

具体实施方式

实施例1

将取自养鱼景观池塘中的水样带回实验室用，在无菌室将400mL富集培养液(于紫色硫细菌种子培养基中加入质量浓度为2％的Na₂S·9H₂O即为富集培养基)装入500mL锥形瓶中，倒入采集的水样至瓶口，密闭，振荡混匀，在37℃，3000～5000lx的光照培养箱中培养10天，直至培养物显现红色，用移液枪移取1mL富集培养物转接至另一装有新鲜富集培养液的锥形瓶中，重复以上操作2～3次，得到生长良好的光和细菌富集培养物。再将该富集培养物作梯度稀释，再经添加琼脂的固体培养基分离，挑取菌落在液体培养基(即种子培养基)中培养7天，再重复在固体培养基(向种子培养基中添加3％琼脂)上分离，直至培养基中没有其他杂菌出现。所述的紫色硫细菌种子培养基配方为CH₃COONa 3g/L，(NH₄)₂SO₄ 1.0g/L，MgSO₄0.2g/L，NaCl 1g/L，KH₂PO₄ 0.3g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，CaCl₂ 0.05g/L，酵母膏0.1g，V_B1 1Ml，蒸馏水1L。

根据透射电镜分析细菌的方法，取含长势最好的单菌落的培养基滴于红腊片上，并覆盖上铜网，2min后取铜网于2％的磷钨酸钠溶液中染色，最后将此铜网置于日本HATACHI H-8100Electron Microscope透射电镜的样品室，观察细菌形貌。该细菌光照厌氧条件下菌液呈红色，单菌落为绒球状、红色，直径约为0.5～1.0mm；菌体为卵圆形，以二分分裂方式繁殖，革兰氏阴性，大小为1.0～1.5×2.2～2.9um。根据《伯杰氏细菌鉴定手册》(第八版)鉴定为紫色硫细菌PSE(Ectothiorhodospira sp.PSE)。将该细菌保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2011276，保藏日期为2011年8月2日。

实施例2

将采自酸性(pH为2～3左右)、潮湿土壤的土样(取样土层距地面15cm)在自然状态下分批加入脱氮硫杆菌种子培养基，3周后取出培养土样进行分离培养。称培养后的土样0.5g，迅速倒入带玻璃珠的无菌水瓶中(玻璃珠用量以充满瓶底为最好)，振荡5～10min使土样充分打散，即成为10^-2的土壤悬液；用无菌移液管吸10^-2的土壤悬液0.5mL，放入4.5mL无菌水中即成10^-3稀释液，如此重复，可制成10^-3～10^-8的稀释液；培养后，取最后一级变浑浊的菌液，经梯度稀释，再经添加琼脂的固体培养基分离，挑取但菌落在液体培养基中培养7天，在重复经固体培养基分离，直至培养基中没有其他杂菌出现。按上述的逐级稀释法培养，反复多次，得到纯的细菌。

根据透射电镜分析细菌的方法，取含该细菌的培养基滴于红腊片上，并覆盖上铜网，2min后取铜网于2％的磷钨酸钠溶液中染色，最后将此铜网置于日本HATACHI H-8100 ElectronMicroscope透射电镜的样品室，观察细菌形貌。在电镜下观察，可见菌细胞杆状，单个、成对或短链状排列，具有单根极生鞭毛，无芽孢，细菌大小为0.3～0.5×1.0～1.5um。革兰氏染色阴性。此菌株的主要特征与硫杆属的脱氮硫杆菌相同，专性无机化能自养型。根据《伯杰氏细菌鉴定手册》(第八版)鉴定为脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans AJ243144)。将该细菌保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2011135，保藏日期为2011年4月20日。

实施例3

保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE种子培养基成分为CH₃COONa 3g/L，(NH₄)₂SO₄ 1.0g/L，MgSO₄ 0.2g/L，NaCl 1g/L，KH₂PO₄ 0.3g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，CaCl₂ 0.05g/L，酵母膏0.1g，V_B1 1Ml，蒸馏水1L，将分离得到的保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE于种子培养基中光照培养7d后，即可得到该细菌的种子菌液。

保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌种子培养基成分为Na₂HPO₄ 1.2g/L，KH₂PO₄ 1.8g/L，NH₄Cl 0.5g/L，KNO₃ 5g/L，Na₂S₂O₃ 10g/L，NaHCO₃ 1g/L，MgSO₄·7H₂O，CaCl₂，MnSO₄，FeCl₃微量，蒸馏水1L，将分离得到的保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌置于30℃左右烘箱中培养7天以上，即可得到该细菌的种子菌液。

该老化油生物脱硫菌剂的生产方法是：1、将自来水或蒸馏水在培养釜中加热到100℃灭菌1小时；2、降温到60℃以下按照剂量在搅拌下添加培养基中的无机盐：Na₂S₂O₃.5H₂O10.0g/L、KH₂PO₄ 4.0g/L、K₂HPO₄ 4.0g/L、MgSO₄.7H₂O 0.8g/L、NH₄Cl 0.4g/L及微量元素溶液1mL/L(以水为溶剂，含有以下成分：CuSO₄·5H₂O 4g/L、FeSO₄·7H₂O 0.7g/L、FeCl₃·6H₂O7g/L、CoCl₃·6H₂O 0.2g/L、NaMO₄·2H₂O 3.4g/L、CaCl₂·2H₂O 2.0g/L，pH 7.0～7.2，)；3、在38℃下按5％(ml菌液/100ml自来水或蒸馏水)的量分别将保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌种子菌液及保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE种子菌液加入培养釜中，搅拌30分钟；4、密闭后，在30℃之间培养18天，每天搅拌30分钟；培养结束后菌体数量达到10⁹个/mL以上，即得生物脱硫菌剂。

实施例4

老化油生物脱硫反应器(图1)包括含水老化油储罐1、生物脱硫菌剂活化罐2、老化油生物脱硫罐3、计量泵16-1和16-2；含水老化油储罐1和生物脱硫菌剂活化罐2分别通过计量泵16-1，16-2以及管道与老化油生物脱硫罐3的含水老化油入口和生物脱硫菌剂入口相连；生物脱硫菌剂活化罐2外部设有加热套15-1，顶部设有菌种加样口8和化学药剂加样口9，底部设有菌量检测取样口10。生物脱硫菌剂活化罐2还设有pH在线监测装置以及温度监测装置。老化油生物脱硫罐3外部设有加热套15-2，顶部设有排气孔12、与老化油分离罐管道连接的回掺水入口19以及压力表，中部设有溢油口18，底部设有底水排放口13，内部设有一搅拌器17；老化油生物脱硫罐3还设有pH在线监测装置以及温度监测装置。

老化油生物脱硫罐3底部的底水排放口13通过计量泵16-3及管道与三相分离器6相连，经三相分离器6分离得到的油相经老化油缓冲罐5相连，老化油缓冲罐5再通过管道连接到电脱水器7进行后续脱水；经三相分离器6分离得到的水相进入分离水储罐4再由菌液循环泵14泵入生物脱硫菌剂活化罐2中回用。分离水储罐4设有菌量检测取样口11，便于检测分离水中的有效活菌含量，可将含活菌含量高的分离水循环至生物脱硫菌剂活化罐中培养重复利用。

1)操作第一天14时将生物脱硫菌剂(实施例3制备)加入生物脱硫菌剂活化罐中活化，活化温度为25～27℃(因为回掺水温度较高)。生物菌剂活化前存放温度为10℃，在此温度下生物脱硫菌剂仍保持活性，经活化后可大量生长繁殖。

2)操作第二天上午9:30，先将10m³左右的温度约为60～65℃的回掺水泵入老化油生物脱硫罐中，再将75kg生物脱硫菌剂和含水54％的老化油140m³以不同的泵速同时泵如老化油生物脱硫罐中，以保证生物制剂和老化油足够充分地混合，生物脱硫菌剂的加药量约为0.05％(Kg/100L)。第二天15:40左右生物脱硫菌剂和老化油将老化油生物脱硫罐灌满，经搅拌30min后，转入静态作用过程。当系统中无回掺水时，生物脱硫菌剂的加药量基准为每100L含水老化油加0.05Kg生物脱硫菌剂。

3)生物脱硫菌剂和老化油加完1h后，老化油生物脱硫罐内的温度调节至约45℃左右。

4)用pH试纸检测老化油与回掺水的pH值在7左右，为中性。

5)操作第三天上午，从老化油生物脱硫罐底水排出口放出底水为黄色，含有大量的油珠，；操作第六天上午，从老化油生物脱硫罐底水排出口放出底水澄清，看不到油珠；检测处理后的污水含油量为92mg/L。

6)操作第六天上午8:30打开溢油口，见老化油，以6.02m³/h的泵速通过计量泵将老化油生物脱硫罐中脱水老化油打入电脱水器；待老化油溢流完毕见清水后打开老化油生物脱硫罐底水排出口，底水温度为41℃，pH为7左右，水质清，通过计量泵将底水泵入三相分离器，分离的油相继续进入老化油缓冲罐中，再打入电脱水器进行后续脱水工作，成品油经分离外输，水相进入分离水储罐检测分离水中的有效活菌含量，含活菌含量高的分离水再由菌液循环泵泵入生物脱硫菌剂活化罐中回用。分别取样检测不同处理时期老化油及污水中的硫化物含量，分别列于表1和表2。

7)操作第六天18:00开始，每2h跟踪一次老化油含水，脱后含水，电脱水器电流及电压。

8)操作第七天15:30左右，老化油处理完毕。计量泵读数为153.1m³，共处理老化油122m³左右。

表1老化油脱硫试验前后老化油中FeS含量

表2老化油脱硫试验前后污水中FeS含量

实施例5

1、将自来水或蒸馏水在培养釜中加热到100℃灭菌1小时；2、降温到60℃以下按照剂量在搅拌下添加培养基中的无机盐：Na₂S₂O₃.5H₂O 2.0g/L、KH₂PO₄ 3.0g/L、K₂HPO₄ 2.0g/L、MgSO₄.7H₂O 0.5g/L、NH₄Cl 0.3g/L及微量元素溶液1mL/L(以水为溶剂，含有以下成分：CuSO₄·5H₂O 2g/L、FeSO₄·7H₂O 0.5g/L、FeCl₃·6H₂O 5g/L、CoCl₃·6H₂O 0.2g/L、NaMO₄·2H₂O3.0g/L、GaGl₂·2H₂O 1.8g/L，pH 7.0～7.2，)；3、在38℃下按5％(ml菌液/100ml自来水或蒸馏水)的量分别将保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌种子菌液及保藏号为CCTCCNO：M2011276的紫色硫细菌PSE种子菌液加入培养釜中，搅拌30分钟；4、密闭后，在30℃之间培养18天，每天搅拌30分钟；培养结束后菌体数量达到10⁹个/mL以上，即得生物脱硫菌剂。

实施例6

该老化油生物脱硫菌剂的生产方法是：1、将自来水或蒸馏水在培养釜中加热到100℃灭菌1小时；2、降温到60℃以下按照剂量在搅拌下添加培养基中的无机盐：Na₂S₂O₃.5H₂O12.0g/L、KH₂PO₄ 7.0g/L、K₂HPO₄ 6.0g/L、MgSO₄.7H₂O 1.0g/L、NH₄Cl 0.9g/L及微量元素溶液1mL/L(以水为溶剂，含有以下成分：CuSO₄·5H₂O 7g/L、FeSO₄·7H₂O 1.2g/L、FeCl₃·6H₂O9g/L、CoCl₃·6H₂O 0.4g/L、NaMO₄·2H₂O 3.8g/L、CaCl₂·2H₂O 2.5g/L，pH 7.0～7.2，)；3、在38℃下按5％(ml菌液/100ml自来水或蒸馏水)的量分别将保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌种子菌液及保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌PSE种子菌液加入培养釜中，搅拌30分钟；4、密闭后，在30℃之间培养18天，每天搅拌30分钟；培养结束后菌体数量达到10⁹个/mL以上，即得生物脱硫菌剂。

Claims

1.一种老化油生物脱硫菌剂，其特征在于该老化油生物脱硫菌剂主要含有保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌（Ectothiorhodospira sp.）PSE, 及保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans) AJ243144，以及无机盐，其中所述的两种细菌的菌量均不少于10⁹个/mL，所述的无机盐分别为：Na₂S₂O₃.5H₂O 2~12.0g/L、KH₂PO₄ 3~7.0g/L、K₂HPO₄ 2~6.0g/L、MgSO₄.7H₂O 0.5~1.0g/L、NH₄Cl 0.2~0.9g/L。

2.根据权利要求1所述的老化油生物脱硫菌剂，其特征在于该老化油生物脱硫菌剂还含有微量元素溶液1mL/L,其成分包括CuSO₄·5H₂O 2~7g/L、FeSO₄·7H₂O 0.5~1.2g/L、FeCl₃·6H₂O 5~9g/L、CoCl₃·6H₂O 0.2~0.4g/L、NaMO₄·2H₂O 3.0~3.8g/L、CaCl₂·2H₂O 1.5~2.5g/L, pH 7.0。

3.根据权利要求2所述的老化油生物脱硫菌剂，其特征在于所述的老化油生物脱硫菌剂以保藏号为CCTCC NO：M2011276的紫色硫细菌（Ectothiorhodospira sp.）PSE, 及保藏号为CCTCC NO：M2011135的脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans) AJ243144为主要有效细菌成分，所述的两种细菌的菌量均不少于10⁹个/mL；还含有浓度分别为：Na₂S₂O₃.5H₂O 10.0g/L、KH₂PO₄ 4.0g/L、K₂HPO₄ 4.0g/L、MgSO₄.7H₂O 0.8g/L、NH₄Cl 0.4g/L的无机盐；以及1mL/L的微量元素溶液，微量元素溶液的成分为：CuSO₄·5H₂O 4g/L、FeSO₄·7H₂O 0.7g/L、FeCl₃·6H₂O 7g/L、CoCl₃·6H₂O 0.2g/L、NaMO₄·2H₂O 3.4g/L、CaCl₂·2H₂O 2.0g/L, pH 7.0~7.2。

4.一种利用权利要求1所述的老化油生物脱硫菌剂处理老化油的方法，其特征在于利用老化油生物脱硫反应器进行权利要求1所述的老化油生物脱硫菌剂的活化、添加以及老化油的脱硫处理；所述的老化油生物脱硫反应器包括含水老化油储罐（1）、生物脱硫菌剂活化罐（2）、老化油生物脱硫罐（3）、计量泵（16-1,16-2）；含水老化油储罐（1）和生物脱硫菌剂活化罐（2）分别通过计量泵（16-1,16-2）以及管道与老化油生物脱硫罐（3）的含水老化油入口和生物脱硫菌剂入口相连；生物脱硫菌剂活化罐（2）外部设有加热套（15-1），顶部设有菌种加样口（8）和化学药剂加样口（9）；老化油生物脱硫罐（3）外部设有加热套（15-2），中部设有溢油口（18），底部设有底水排放口（13）；

所述的老化油生物脱硫菌剂工艺操作条件如下：

（1）操作第一天14时将生物脱硫菌剂加入生物脱硫菌剂活化罐中活化，活化温度为25~27℃，生物菌剂活化前存放温度为10℃；

（2）操作第二天上午9∶30，先将10m³的温度约为60~65℃的回掺水泵入老化油生物脱硫罐中，再将75kg生物脱硫菌剂和含水54%的老化油140m³以不同的泵速同时泵如老化油生物脱硫罐中，以保证生物制剂和老化油足够充分地混合，生物脱硫菌剂的加药量为0.05% ，第二天15∶40生物脱硫菌剂和老化油将老化油生物脱硫罐灌满，经搅拌30min后，转入静态作用过程，当系统中无回掺水时，生物脱硫菌剂的加药量基准为每100L含水老化油加0.05Kg生物脱硫菌剂；

（3）生物脱硫菌剂和老化油加完1h后，老化油生物脱硫罐内的温度调节至45℃；

（4）用pH试纸检测老化油与回掺水的pH值为中性；

（5）操作第三天上午，从老化油生物脱硫罐底水排出口放出底水为黄色，含有大量的油珠，操作第六天上午，从老化油生物脱硫罐底水排出口放出底水澄清，看不到油珠；

（6）操作第六天上午8∶30打开溢油口，见老化油，以6.02 m3 /h的泵速通过计量泵将老化油生物脱硫罐中脱水老化油打入电脱水器；待老化油溢流完毕见清水后打开老化油生物脱硫罐底水排出口，底水温度为41℃，pH为7左右，水质清，通过计量泵将底水泵入三相分离器，分离的油相继续进入老化油缓冲罐中，再打入电脱水器进行后续脱水工作，成品油经分离外输，水相进入分离水储罐检测分离水中的有效活菌含量，含活菌含量高的分离水再由菌液循环泵泵入生物脱硫菌剂活化罐中回用，分别取样检测不同处理时期老化油及污水中的硫化物含量；

（7）操作第六天18∶00开始，每2h跟踪一次老化油含水，脱后含水，电脱水器电流及电压；

（8）操作第七天15∶30左右，老化油处理完毕。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的生物脱硫菌剂活化罐（2）设有pH在线监测装置以及温度监测装置；生物脱硫菌剂活化罐（2）底部设有菌量检测取样口（10）；所述的老化油生物脱硫罐（3）内部设有一搅拌器（17），顶部设有排气孔（12）和压力表；所述的老化油生物脱硫罐（3）还设有pH在线监测装置以及温度监测装置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的老化油生物脱硫罐（3）顶部设有与老化油分离罐管道连接的回掺水入口（19）。

7.根据权利要求4~5中任一项所述的方法，其特征在于具体方法如下：权利要求1所述的生物脱硫菌剂在生物脱硫菌剂活化罐（2）中25~30℃活化培养18~24小时后，与含水老化油储罐（1）中的含水老化油分别经计量泵（16-1,16-2）同时泵入老化油生物脱硫罐（3），直至加满，加入生物脱硫菌剂体积浓度为0.03~0.05% （Kg/100L）；控制pH为7.0~7.5，温度为40~50℃，80~100r/min机械搅拌20~40min后静置反应7天后处理完毕，脱除硫化物的老化油通过脱硫罐中间部位的溢油口（18）排出。

8.根据权利要求4~6中任一项所述的方法，其特征在于权利要求1所述的生物脱硫菌剂在生物脱硫菌剂活化罐（2）中25~30℃活化培养18~24小时；向老化油生物脱硫罐（3）同时输入回掺水，活化后的生物脱硫菌剂以及含水老化油直至加满，加入生物脱硫菌剂体积浓度为0.03~0.05% （Kg/100L）；控制pH为7.0~7.5，温度为40~50℃，80~100r/min机械搅拌20~40min后静置反应7天后处理完毕，脱除硫化物的老化油通过脱硫罐中间部位的溢油口（18）排出。

9.紫色硫细菌（Ectothiorhodospira sp.）PSE，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2011276,保藏日期为2011年8月2日。

10.脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans )AJ243144，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2011135，保藏日期为2011年4月20日。