CN103667058A - 降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物及其处理方法 - Google Patents

降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物及其处理方法，该微生物组合物包括以下重量比的微生物：少动鞘氨醇单胞菌：鞘氨醇单胞菌：寡营养解环菌为1：0.5-1.5：0.5-1.5。本发明还提供利用降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物进行污染土壤的处理方法，该方法包括给含油污泥添加微生物菌剂及营养液，处理后至含油率小于0.5%。本发明从降解多环芳烃和杂环类物质出发，分离和培养了对这类环境毒性物质具有明显作用的三种微生物，研究了这类微生物发挥降解活性所需的必要的营养成分，提高其对多环芳烃和杂环类物质的降解效果。

Description

降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物及其处理方法
技术领域
本发明涉及有机污染物降解处理领域，特别涉及一种降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物。
背景技术
含油污泥成分复杂,处理难度大。目前,国内外采用的含油污泥处理技术大致可分为三类:物理化学处理、生物处理和综合利用技术。
生物处理方法分两类，一是向含油污泥中投加营养物质，曝气，促进污泥土著微生物生长增殖，从而实现对污染物的降解。二是向含油污泥中投加高效降解石油烃的微生物菌剂。
利用从污染土壤和含油污泥中分离、培养的高效原油降解菌处理当地污染土壤和含油污泥具有较好的除油作用，利用代谢表面活性剂微生物对含油污泥处理，提高石油烃类溶解度，提高石油烃类的降解效率，实践表明投加石油烃降解菌可使低浓度含油污泥降解率提高到90%以上。
微生物降解技术已成为石油污染土壤和低浓度含油污泥治理的主要发展方向，目前实验室内筛选和培养的原油降解菌集中在对原油中直链饱和烃、环烷烃类物质的降解，而对于原油中的多环芳烃、杂环芳烃类物质和非烃类物质由于其本身结构复杂，降解机理、机制不清晰而难以被处理，且这类物质在环境中具有持久毒性，难以降解，大多数微生物对多环芳烃和杂环类物质的降解作用不明显。生物降解处理污染土壤和油泥虽然去除了大部分的原油，但是大部分具有环境毒性的难降解多环芳烃类物质仍然存在。
发明内容
本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种提高对含有多环芳烃和杂环类物质降解效果的降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：
一种降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物，包括以下重量比的微生物：
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)：鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas aromaticivorans)：寡营养解环菌(Cycloclasticus oligotro2phus)，为1：0.5-1.5：0.5-1.5。
本发明还提供一种利用上述的降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物进行污染土壤的处理方法，包括以下步骤：
（1）将污染土壤和油泥收集起来，得到含油污泥，分拣出杂物，移至含油污泥处理反应床；
（2）在复合菌剂中添加微生物组合物得到微生物菌剂，微生物组合物的重量占复合菌剂重量的5%－10%；微生物菌剂的添加量为油泥中含油量的8-12%；
所述复合菌剂为：铜绿假单胞菌、黄褐假单胞菌、鲁菲不动杆菌、黄色类诺卡氏菌和黄绿链霉菌的混合重量百分比为2-5:0.5-2:0.5-1.5:1-3:1.5-3.6；
（3）分析含油污泥中营养物质氮、磷及微量元素的含量，根据含油污泥中氮、磷的含量，添加尿素和过磷酸钙，使含油污泥中C:N:P重量百分含量比为75-100:8-10:3-1；
（4）配制微生物降解菌剂所需的微量元素的营养液：在1000ml的容量瓶中，称取的添加：MnSO4：3g，FeSO4：1g，CuSO4.5H 2O：2g，CoCl2：8g，ZnCL2.4H2O：8g，H3BO4：8g，Na2MoO4：8g，在容量瓶中摇匀，待所加物质溶解后定容至1000ml，包装于容量为1升的塑料瓶中；
（5）添加微量营养元素：按每吨含油污泥添加0.8-1.2升营养液的量，将配制好的营养液用清水稀释3－5倍后，洒在含油污泥中，翻搅均匀；
（6）夏季每3－4天，春秋季每5－6天翻耕1次；在反应床底部安装加热管控制反应床温度在25℃－35℃之间；在反应床的四周安装自动喷琳装置，每3－5天给油泥浇水，保持油泥含水率在25%-40%；处理过程中每周检测1次含油污泥含油率，至含油率小于0.5%处理结束。
所述步骤（1）中，分拣出含油污泥中的杂物并将粒径大于1cm的土壤颗粒再次粉碎，使含油污泥含水率保持在25%-40%，调节pH至7.2～8.5之间。
进一步还包括，每批含油污泥处理周期为40－60天，在处理后的第20－22天时补加微生物菌剂和营养液，添加量与第一次相同；
三种微生物：HC—1，ML—4，XF—6，对三种菌经16S rDNA和GST基因的PCR扩增和序列测定，鉴定结果：
HC—1：少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)，可降解含氯杂化合多环芳烃；
ML—4：鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas aromaticivorans)，可溶解含氯杂化合多环芳烃；
XF—6：寡营养解环菌(Cycloclasticus oligotro2phus)，可降解含氯杂化合多环芳烃。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明从降解多环芳烃和杂环类物质出发，分离和培养了对这类环境毒性物质具有明显作用的三种微生物，研究了这类微生物发挥降解活性所需的必要的营养成分，提高其对多环芳烃和杂环类物质的降解效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
配置微生物组合物：
少动鞘氨醇单胞菌HC—1(Sphingomonas paucimobilis)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas aromaticivorans)ML—4、寡营养解环菌(Cycloclasticusoligotro2phus)XF—6按照重量比为1:1:1混合，得到微生物组合物；
配置复合菌剂:
铜绿假单胞菌、黄褐假单胞菌、鲁菲不动杆菌、黄色类诺卡氏菌和黄绿链霉菌按照重量百分比为3:1.5:1:2:2混合，得到微生物复合菌剂。
配置微生物菌剂:
将微生物组合物与复合菌剂混合均匀，微生物组合物的重量占复合菌剂重量的8%。
一种利用上述的降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物进行污染土壤的处理方法，包括以下步骤：
（1）将污染土壤和油泥收集起来，得到含油污泥，分拣出含油污泥中的杂物并将粒径大于1cm的土壤颗粒再次粉碎，使含油污泥含水率保持在25%-40%，调节pH至7.2～8.5之间；移至含油污泥处理反应床；
（2）微生物菌剂的添加量为油泥中含油量的10%；
在确定微生物组合物及微生物菌剂的添加量是，需要分析含油污泥中含油含氯多环芳烃的含量和含油率，根据含油率确定微生物菌剂的添加量，根据含氯多环芳烃的含量确定微生物组合物的含量；
（3）分析含油污泥中营养物质氮、磷及微量元素的含量，根据含油污泥中氮、磷的含量，添加尿素和过磷酸钙，使含油污泥中C:N:P重量百分含量比为80:9:2；
（4）配制微生物降解菌剂所需的微量元素的营养液：在1000ml的容量瓶中，称取的添加：MnSO4：3g，FeSO4：1g，CuSO4.5H 2O：2g，CoCl 2：8g，ZnCL2.4H2O：8g，H3BO4：8g，Na2MoO4：8g，在容量瓶中摇匀，待所加物质溶解后定容至1000ml，包装于容量为1升的塑料瓶中；
（5）添加微量营养元素：按每吨含油污泥添加0.8升营养液的量，将配制好的营养液用清水稀释，使营养液的体积增大为原来的5倍，后洒在含油污泥中，翻搅均匀；
（6）含油污泥处理周期为40天，在处理后的第20天时补加微生物菌剂和营养液，添加量与第一次相同；
（7）夏季每3天，春秋季每5天翻耕1次；在反应床底部安装加热管控制反应床温度在30℃之间；在反应床的四周安装自动喷琳装置，每4天给油泥浇水，保持油泥含水率在30%；处理过程中每周检测1次含油污泥含油率，至含油率小于0.5%处理结束。
实施例2
配置微生物组合物：
HC—1、ML—4、XF—6按照重量比为1:1.5:0.5混合，得到微生物组合物；
配置复合菌剂:
铜绿假单胞菌、黄褐假单胞菌、鲁菲不动杆菌、黄色类诺卡氏菌和黄绿链霉菌按照重量百分比为4:2:1.5:3:3.6混合，得到微生物复合菌剂。
配置微生物菌剂:
将微生物组合物与复合菌剂混合均匀，微生物组合物的重量占复合菌剂重量的5%。
一种利用上述的降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物进行污染土壤的处理方法，包括以下步骤：
（1）将污染土壤和钻井、试油、压裂、洗井、检修等作业结束后将油泥收集起来，分拣出杂物，分离出石油污染土壤中的杂物并将粒径大于1cm的土壤颗粒再次粉碎，使土壤含水率保持在25%-40%，调节pH至7.2～8.5之间，移至含油污泥处理反应床；
（2）微生物菌剂的添加量为油泥中含油量的8%；
（3）分析含油污泥中营养物质氮、磷及微量元素的含量，根据含油污泥中氮、磷的含量，添加尿素和过磷酸钙，使含油污泥中C:N:P重量百分含量比为100:8:1；
（4）配制微生物降解菌剂所需的微量元素的营养液：在1000ml的容量瓶中，称取的添加：MnSO4：3g，FeSO4：1g，CuSO4.5H 2O：2g，CoCl2：8g，ZnCL2.4H2O：8g，H3BO4：8g，Na2MoO4：8g，在容量瓶中摇匀，待所加物质溶解后定容至1000ml，包装于容量为1升的塑料瓶中；
（5）添加微量营养元素：按每吨含油污泥添加1.2升营养液的量，将配制好的营养液用清水稀释，稀释后的体积为原来的3倍，然后洒在含油污泥中，翻搅均匀；
（6）含油污泥处理周期为45天，在处理后的第22天时补加微生物菌剂和营养液，添加量与第一次相同；
（7）夏季每4天，春秋季每6天翻耕1次；在反应床底部安装加热管控制反应床温度在25℃之间；在反应床的四周安装自动喷琳装置，每5天给油泥浇水，保持油泥含水率在40%；处理过程中每周检测1次含油污泥含油率，至含油率小于0.5%处理结束。
实施例3
配置微生物组合物：
HC—1、ML—4、XF—6按照重量比为1:0.8:1.2混合，得到微生物组合物；
配置复合菌剂:
铜绿假单胞菌、黄褐假单胞菌、鲁菲不动杆菌、黄色类诺卡氏菌和黄绿链霉菌按照重量百分比为5:0.5:0.5:2:2混合，得到微生物复合菌剂。
配置微生物菌剂:
将微生物组合物与复合菌剂混合均匀，微生物组合物的重量占复合菌剂重量的10%。
一种利用上述的降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物进行污染土壤的处理方法，包括以下步骤：
（1）将污染土壤和钻井、试油、压裂、洗井、检修等作业结束后将油泥收集起来，分拣出杂物，分离出石油污染土壤中的杂物并将粒径大于1cm的土壤颗粒再次粉碎，使土壤含水率保持在25%-40%，调节pH至7.2～8.5之间，移至含油污泥处理反应床；
（2）微生物菌剂的添加量为油泥中含油量的12%；
（3）分析含油污泥中营养物质氮、磷及微量元素的含量，根据含油污泥中氮、磷的含量，添加尿素和过磷酸钙，使含油污泥中C:N:P重量百分含量比为90:10:3；
（4）配制微生物降解菌剂所需的微量元素的营养液：在1000ml的容量瓶中，称取的添加：MnSO4：3g，FeSO4：1g，CuSO4.5H 2O：2g，CoCl 2：8g，ZnCL2.4H 2O：8g，H3BO4：8g，Na 2MoO4：8g，在容量瓶中0摇匀，待所加物质溶解后定容至1000ml，包装于容量为1升的塑料瓶中；
（5）添加微量营养元素：按每吨含油污泥添加1.0升营养液的量，将配制好的营养液用清水稀释，稀释后的体积为原来的4倍，然后洒在含油污泥中，翻搅均匀；
（6）处理周期为60天，在处理后的第20－22天时补加微生物菌剂和营养液，添加量与第一次相同；
（7）夏季每3天，春秋季每6天翻耕1次；在反应床底部安装加热管控制反应床温度在35℃之间；在反应床的四周安装自动喷琳装置，每3天给油泥浇水，保持油泥含水率在25%；处理过程中每周检测1次含油污泥含油率，至含油率小于0.5%处理结束。
利用本发明的方法对陇东油田城壕作业区原油开采过程中产生井场含油污泥（含油率9.6%）进行生物处理，在从本土筛选、培养的高效降解菌群中添加对多环芳烃和杂环类物质具有明显降解作用的微生物组合物，现场应用试验表明，50吨含油污泥经过两个月生物处理，含油污泥的含油率由9.6％下降为1.1％；对城壕作业区170吨含油污泥进行生物处理试验，经过49天处理后，含油污泥的含油率由9.1％下降为0.4％。采用气质联用仪对试验样品在试验前后的原油油组分进行分析，处理后的苯并（a）芘(40天)降解率为97％，喹啉(45天)降解率接近100％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (4)

1.一种降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物，其特征在于，包括以下重量比的微生物：
少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)：鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas aromaticivorans)：寡营养解环菌(Cycloclasticus oligotro2phus)，为1：0.5-1.5：0.5-1.5。
2.一种利用权利要求1所述的降解油泥中含氯多环芳烃的微生物组合物进行污染土壤的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将污染土壤和油泥收集起来，得到含油污泥，分拣出杂物，移至含油污泥处理反应床；
（2）在复合菌剂中添加微生物组合物得到微生物菌剂，微生物组合物的重量占复合菌剂重量的5%－10%；微生物菌剂的添加量为油泥中含油量的8-12%；
所述复合菌剂为：铜绿假单胞菌、黄褐假单胞菌、鲁菲不动杆菌、黄色类诺卡氏菌和黄绿链霉菌的混合重量百分比为2-5:0.5-2:0.5-1.5:1-3:1.5-3.6；
（3）分析含油污泥中营养物质氮、磷及微量元素的含量，根据含油污泥中氮、磷的含量，添加尿素和过磷酸钙，使含油污泥中C:N:P重量百分含量比为75-100:8-10:3-1；
（4）配制微生物降解菌剂所需的微量元素的营养液：在1000ml的容量瓶中，称取的添加：MnSO4：3g，FeSO4：1g，CuSO4.5H 2O：2g，CoCl2：8g，ZnCL2.4H2O：8g，H3BO4：8g，Na 2MoO4：8g，在容量瓶中摇匀，待所加物质溶解后定容至1000ml，包装于容量为1升的塑料瓶中；
（5）添加微量营养元素：按每吨含油污泥添加0.8-1.2升营养液的量，将配制好的营养液用清水稀释3－5倍后，洒在含油污泥中，翻搅均匀；
（6）夏季每3－4天，春秋季每5－6天翻耕1次；在反应床底部安装加热管控制反应床温度在25℃－35℃之间；在反应床的四周安装自动喷琳装置，每3－5天给油泥浇水，保持油泥含水率在25%-40%；处理过程中每周检测1次含油污泥含油率，至含油率小于0.5%处理结束。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中，分拣出含油污泥中的杂物并将粒径大于1cm的土壤颗粒再次粉碎，使含油污泥含水率保持在25%-40%，调节pH至7.2～8.5之间。
4.根据权利要求2或3所述的处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：每批含油污泥处理周期为40－60天，在经过第一次处理后的第20－22天时补加微生物菌剂和营养液，添加量与第一次相同。
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