CN103589661B - 一种水芽殖杆菌及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码为100101，保藏编号为：CGMCC No.7925，保藏日期为2013年07月15日。还提供了水芽殖杆菌在污废水以及油田含油污水处理中的应用。该水芽殖杆菌对于污废水以及油田含油污水处理效率高、处理效果好；该水芽殖杆菌培养条件简单、容易保存，易于工业化生产，具有良好的开发应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高含聚废液处理领域，尤其涉及一种水芽殖杆菌，还涉及该水芽殖杆菌在污废水处理及油田含油污水（如含聚污水、三元污水等）处理中的应用。
背景技术
聚合物驱油技术是一种广泛应用的采油技术，高质量浓度的聚合物驱油的方式，可以改善油水流度比，扩大波及体积，从而提高原油采收率，有效降低了采油成本，对于保持油田高产稳产功不可没意义重大。然而，随着聚合物驱油应用的大规模工业化推广，油田消耗清水量越来越多，同时也造成了污水由于过剩而大量外排，尤其是类似注聚液、聚驱洗井水因含有大量含油聚合物残液等污染物，且成分复杂，水质粘度大，聚合物分子量大，结构复杂。
为了提高原油采收率降低耗水量，出现了二次、三次（三元）采油技术，并得到广泛应用。三元采出水中含有大量的聚合物（聚丙烯酰胺）及石油磺酸盐，处理难度比水驱采出水大得多，油水分离难度加大。具体表现为：1）采出水的粘度增加；2）采出水中的油珠变小；3）油水界面水膜强度增大；4）油珠之间聚并成大油珠的能力下降；5）水质复杂化现象加剧；6）水中含油及悬浮物的去除难度增加等现象。油田含油污水水质成分复杂，矿化度高，含有大量含油聚合物残液等污染物，且水质粘度大，聚合物分子量大、结构复杂，难以用常规方法断链、降粘，造成三元水无法回收利用，导致了水资源的浪费和严重的环境污染。
在水中含石油磺酸盐及聚合物的情况下，常规的处理方式及流程很难达到回注水指标要求；即使达到处理指标要求，但存在占地面积大，处理流程长等问题；因此采用其他处理工艺对来水进行深度处理。如微生物处理法；然而现有技术中，微生物处理效率不高，效果不好。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的在于提供对污废水及油田含油污水（如含聚污水、三元污水等）处理效率高、效果好的水芽殖杆菌。
本发明的第二目的在于提供上述水芽殖杆菌在污废水处理中的应用。
本发明的第三目的在于提供上述水芽殖杆菌在油田含油污水处理中的应用。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码为100101，保藏编号为：CGMCC No.7925，保藏日期为2013年07月15日。
所述水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1是在污废水处理中的应用。
具体应用为：将污废水通入含水芽殖杆菌的水处理装置中，于15-40℃下降解反应6-12h。
所述水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1是在油田含油污水处理中的应用。
具体应用为：将油田含油污水通入含水芽殖杆菌的水处理装置中，于15-40℃下降解反应6-24h。
有益效果：本发明提供的水芽殖杆菌对于污废水以及油田含油污水处理效率高、处理效果好；该水芽殖杆菌培养条件简单、容易保存，易于工业化生产，具有良好的开发应用前景。
该菌群能够攻击油田含油污水中的高分子，特别是聚丙烯酰胺的聚合物链使之分解为小分子链丙烯酰胺和NH3，并利用丙烯酰胺、污油及其它有机污染物为碳源，利用NH3为氮源，实现微生物的新陈代谢，通过水合、活化、氧化、还原、合成，把这些复杂的有机物降解为简单的无机物，最终产物为水和CO2，同时产生丙烯酸残体和释放出微量氨气，实现降解净化，全过程产生固体废弃物量少，污水处理的运行更稳定、更经济。
其对于含有污水中聚丙烯酰胺作用机理如下：
各种产物及各种有机污染物+O2+微生物→CO2+H2O+其他最终产物+能量；
C、O、H、N+O2+微生物+能量→C5H7O2N（新细胞组织）。
附图说明
图1为污废水处理设备的结构示意图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
非平衡等离子气体氧化装置购自青岛国林实业股份有限公司
实施例1菌株的筛选、鉴定、培养和保藏
选择性培养基：聚丙烯酰胺1.5g、氯化铵0.11g、磷酸二氢钾0.09g、硫酸镁0.13g、碳酸氢钠0.22g、氯化钙0.03g、蒸馏水1000mL；
选择性培养基的固体培养基：聚丙烯酰胺1.5g、氯化铵0.11g、磷酸二氢钾0.09g、硫酸镁0.13g、碳酸氢钠0.22g、氯化钙0.03g、琼脂15g、蒸馏水1000mL
基础培养基：牛肉膏3g、蛋白胨10g、蒸馏水1L、NaCl5g，pH值为7.0～7.2，琼脂加入量为15g/L。
（1）菌株的筛选与鉴定
将大庆油田某污水处理厂的活性污泥接种到聚丙烯酰胺选择性培养基中30℃培养2d，挑取菌丝在选择性培养基的固体培养基上30℃划线培养3d，重复3次，挑去最后一次得到的菌落边缘菌种，将其接种到基础培养基上30℃培养3d，得到目的菌株一株。
经鉴定，得到的菌株为水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus），命名为水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1，为革兰氏阴性菌。
该菌在选择性培养基的固体平板培养基上菌落平展，白色，圆形，边缘整齐；在显微镜下观察呈杆状。其主要生化特性见表1。
表1水芽殖杆菌的主要生化特性
| 项目 | 结果 | 项目 | 结果 |
| 革兰氏染色 | 阴性 | β-半乳糖苷酶 | + |
| 细胞形状 | 杆状 | 单一碳源利用(API20NE) | |
| 形成芽孢 | - | 葡萄糖 | +w |
| 利用柠檬酸盐 | - | 阿拉伯糖 | - |
| 脲酶 | + | 甘露糖 | +w |
| 七叶灵 | + | 甘露醇 | - |
| 接触酶 | - | N-乙酰葡萄糖 | +w |
| 氧化酶 | + | 麦芽糖 | +w |
| VP试验 | - | 葡萄糖酸盐 | +w |
| 硝酸盐还原 | - | 己二酸 | - |
| 明胶水解 | + | 苹果酸 | - |
| 分解酪素 | - | 苯乙酸 | - |
| 产生吲哚 | - |
注：“+”代表阳性，“-”代表阴性。
水芽殖杆菌的16SrDNA序列如SEQ ID No.1所示。将所测16SrDNA序列通过BLAST比对，鉴定其为水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）。
（2）菌株的培养及保藏
培养：该菌株最适宜的培养条件为，在基础培养基或选择性培养基中培养，培养时间为3-7d，培养温度为15-40℃。
保藏：该菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码为100101，保藏编号为：CGMCC No.7925，保藏日期为2013年07月15日。
实施例2利用水芽殖杆菌对污废水处理
在江苏无锡某污水处理厂的污水处理池中投入水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1，采用不同条件连续处理污水，处理条件及结果见表2。
表2水芽殖杆菌对污废水处理条件及效果
实施例3水芽殖杆菌处理对油田含油污水处理
在大庆油田某污水处理厂的污水处理池中投入水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1，采用不同条件连续处理油田含油污水，处理条件及结果见表3。
表3水芽殖杆菌对油田含油污水处理条件及效果
实施例4利用污废水处理设备及本发明水芽殖杆菌对油田含油污水（如含聚污水、三元污水等）处理
污废水处理设备，见图1，包括依次连接的进水泵8、收油装置1、生物净化-氧化装置2、过滤装置3、反冲洗罐4、反冲洗泵9。生物净化-氧化装置2为依次连接的生物净化装置5、固液分离装置6和氧化装置7。
收油装置1为微气浮分散油收油装置；收油装置1底部设有微曝气装置、上部设有污油回收口、侧壁上部设有进水口、侧壁下部设有出水口。生物净化装置为接触氧化池，生物净化装置底部设有曝气装置、内部设有微生物载体、顶部设有投菌口。固液分离装置上设有加药装置10，固液分离装置内设有搅拌器。氧化装置为非平衡等离子气体氧化装置。固液分离装置为石英砂过滤装置。
在大庆油田利用上述装置及本发明水芽殖杆菌处理油田含油污水，包括以下步骤：
（1）油田含油污水从收油装置侧壁的进水口流入收油装置内，在收油装置底部曝气装置曝气作用下，处理2.5h，含油污水部分油水分离，污油从上部的污油回收口内流出，水液从下部的出水管流出；
（2）生物净化装置内底部设有曝气装置、曝气装置以上到装置内液面下30～50cm范围内设有微生物载体、装置内污水系统投加水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1菌群，生物净化装置内的曝气装置曝气，气水比为22.5:1，处理6h，步骤（1）的出水流入生物净化装置内，在生物净化装置内生物处理降解步骤（1）的出水中的有机物；
（3）步骤（2）的出水流入固液分离装置内，停留0.3h，水中的大部分悬浮物固体在固液分离装置内用气浮气举作用去除；
（4）步骤（3）的出水流入或提升至氧化装置进行氧化反应，处理时间为0.6h；
（5）步骤（4）的出水流入过滤装置内过滤，水流速度为8m/h，即得处理后水，经反冲洗罐流出。
连续监测进出水水质，结果见表4。
表4水芽殖杆菌处理对油田含油污水处理效果
实施例5利用污废水处理设备及本发明水芽殖杆菌对油田含油污水处理
与实施例4基本相同，不同之处仅在于：步骤（2）中，生物净化装置内，处理时间为12h，连续监测进出水水质，结果见表5。
表5水芽殖杆菌处理对油田含油污水处理效果
实施例5利用污废水处理设备及本发明水芽殖杆菌对油田含油污水处理
与实施例4基本相同，不同之处仅在于：步骤（2）中，生物净化装置内，处理时间为12h，连续监测进出水水质，结果见表6。
表6水芽殖杆菌处理对油田含油污水处理效果
Claims (5)
1.一种水芽殖杆菌（Gemmobacter aquaticus）ZYEM-P1，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.7925，保藏日期为2013年07月15日。
2.权利要求1所述的水芽殖杆菌在污废水处理中的应用。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：将污废水通入含水芽殖杆菌的水处理装置中，于15-40℃下降解反应6-12h。
4.权利要求1所述的水芽殖杆菌在油田含油污水处理中的应用。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于：将油田含油污水通入含水芽殖杆菌的水处理装置中，于15-40℃下降解反应6-24h。
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