CN104312936A - 一种油基钻屑降解菌及其制备和应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种油基钻屑降解菌及其制备和应用方法，属含油固体废弃物微生物处理技术领域。油基钻屑降解菌由复合菌群构建组成，通过对石油污染土壤中的细菌进行富集、分离、纯化和筛选，纯化出了3株降解单菌，然后通过发酵培养制备，该油基钻屑降解菌含有拉丁文学名为PseudomonasAeruginosa的铜绿假单胞菌、拉丁文学名为Kocuriakristinae的克氏微球菌和拉丁文学名为AcinetobacterCalcoaceticus的乙酸钙不动杆菌，用于油基钻屑中的石油组分降解，具有除油效率高、处理周期短的显著优势。对于初始油含量小于5%的油基钻屑，在处理5～30d，油含量可降至1%以下，油去除率达80%以上。用于含油土壤、含油污泥的生物修复，也具有良好的应用前景。

Description

一种油基钻屑降解菌及其制备和应用方法
技术领域
本发明涉及一种油基钻屑降解菌及其制备和应用方法，属含油固体废弃物微生物处理技术领域。
背景技术
含油固体废弃物中的油基钻屑已被列入国家危险废物，因其具有体系异常稳定，污染物种类复杂、含油量高等特点，处理难度非常大。在油基钻屑处理技术中，生物处理技术因具有安全、经济、高效、无二次污染等优点，已成为现场油基钻屑安全处理和处置的重要手段，特别是对机械装置无法清除的孔隙油和薄油层，同时又限制使用化学药剂时，运用生物处理技术可显出更大的优越性。现有的油基钻屑微生物处理方法是采用的厌氧堆腐-好氧降解-植物种植工艺，处理周期一般在180d，甚至360d以上，总石油烃(THP)含量可降至1％以下，存在着短期内降解率不高，处理周期长的缺陷。
发明内容
本发明目的是克服生物降解菌短期内降解率不高、处理周期长的缺陷，提供一种油基钻屑降解菌。
本发明另一个目的是提供一种油基钻屑降解菌的制备方法。
本发明目的还包括提供上述油基钻屑降解菌的应用。
一种油基钻屑降解菌，由复合菌群构建组成，含有拉丁文学名为PseudomonasAeruginosa的铜绿假单胞菌、拉丁文学名为Kocuria kristinae的克氏微球菌和拉丁文学名为Acinetobacter Calcoaceticus的乙酸钙不动杆菌。
一种油基钻屑降解菌的制备方法，包括如下步骤：
1、在井场取石油污染土壤，对土壤中的细菌在LB培养基、中性环境、温度为30℃～40℃条件下进行富集培养，将富集培养后的细菌经分离、纯化和筛选，获得以下3株降解单菌：
铜绿假单胞菌，拉丁文学名Pseudomonas Aeruginosa；
克氏微球菌，拉丁文学名Kocuria kristinae；
乙酸钙不动杆菌，拉丁文学名Acinetobacter Calcoaceticus。
2、将步骤1所得3株降解单菌按照铜绿假单胞菌：克氏微球菌：乙酸钙不动杆菌1：(0.9～1.1)：(0.9～1.1)的体积比例进行混合，得到混合菌液。
3、将步骤2的混合菌液在工业培养基中进行发酵培养，发酵液经过滤、分离、干燥后，得到油基钻屑降解菌，命名为BSG。
所述的步骤3中的工业培养基，按质量/体积比计，由1％～2％的蛋白胨、0.8％～1.2％的葡萄糖、1.5％～2％的酵母膏、0.1％～0.15％的氯化钠、0.5％～0.7％的磷酸氢二钾、1％～2％的氯化镁、水组成。
所述的步骤3中的发酵培养的条件为：发酵温度33～37℃，接种量10％～20％v/v，搅拌速度100～150rpm，发酵时间24～48h，发酵过程中向培养基中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1～1.5。
所述的步骤3中油基钻屑降解菌BSG的菌活数均为109～1011个/g。
一种油基钻屑降解菌BSG的应用，收集被处理的油基钻屑，调节pH值至6.5～8.5，控制湿度为20～30％；向油基钻屑中投加质量比0.01～0.02％的油基钻屑降解菌BSG，再加入无机铵盐、无机磷盐，使油基钻屑中的C：N：P的摩尔比为100：5～10：0.5～5，其中，C为所处理的油基钻屑中含有的石油烃；定期翻动被处理的油基钻屑，并补加无机铵盐、无机磷盐和油基钻屑降解菌BSG，并测定含油量，直至油基钻屑中的含油量降至0.3％以下，达到《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-1984要求。
所述的无机铵盐为硫酸铵、硝酸铵或尿素。
所述的无机磷盐为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
本发明的有益效果：
(1)本发明构建的降解菌群，可充分发挥降解单菌之间的共生和协同作用，实现石油不同组分的同步降解，以提高油基钻屑中石油污染物的降解速率，缩短石油污染物的降解周期。
(2)本发明油基钻屑降解菌的制备方法操作简单、成本低廉，菌活数为109～1011个/g，适合规模化生产应用；
(3)本发明油基钻屑降解菌BSG用于油基钻屑中的石油组分降解，具有除油效率高、处理周期短的显著优势。对于初始油含量小于5％的油基钻屑，在处理5～30d，油含量可降至1％以下，油去除率达80％以上。用于含油土壤、含油污泥的生物修复，也具有良好的应用前景。
具体实施方式
通过以下具体实施例对本发明进行详细说明和解释，并不用于限定本发明。
培养基的制备，列于表1：
表1
实施例1：
(1)在井场取石油污染土壤，对土壤中的细菌在LB培养基、中性环境、温度为30℃条件下进行富集培养，将富集培养后的细菌经分离、纯化和筛选，获得3株降解单菌，包括铜绿假单胞菌、克氏微球菌，和乙酸钙不动杆菌。
(2)将步骤1所得3株降解单菌按照铜绿假单胞菌：克氏微球菌：乙酸钙不动杆菌1：0.9：0.9的体积比例进行混合，得到混合菌液，其中油基钻屑降解菌的菌活数为109～1011个/g。
(3)将步骤(2)的混合菌液在工业培养基P1中进行发酵放大培养，发酵工艺条件为：发酵温度33℃，接种量10％v/v，搅拌速度100rpm，发酵时间24h，发酵过程中向培养基中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1；发酵结束后，通过板框式压滤机将降解菌进行过滤、分离，压滤压力为0.2MPa；分离后的降解菌进行通风干燥，干燥温度为50℃；干燥后的降解菌进行粉碎，得到油基钻屑降解菌，待用。
通过对上述制备得到的油基钻屑降解菌进行生理生化鉴定，以及基因序列比对，证明含有铜绿假单胞菌、克氏微球菌和乙酸钙不动杆菌。
实施例2：
在井场取石油污染土壤，对土壤中的细菌在LB培养基、中性环境、温度为35℃条件下进行富集培养，将富集培养后的细菌经分离、纯化和筛选，获得3株降解单菌，包括铜绿假单胞菌、克氏微球菌，和乙酸钙不动杆菌。
与实施例1步骤相同，不同之处在于，铜绿假单胞菌：克氏微球菌：乙酸钙不动杆菌为1:1:1的体积比例进行混合；混合菌液在工业培养基P3中进行发酵放大培养；发酵工艺条件为：发酵温度为35℃，接种量为15％v/v，搅拌速度为120rpm，发酵时间36h，每分钟通入空气的气液体积比为1.2；发酵结束后，通过板框式压滤机将降解菌进行过滤、分离，压滤压力为0.4MPa；分离后的降解菌进行通风干燥，干燥温度为60℃；干燥后的降解菌进行粉碎，得到油基钻屑降解菌，待用。
实施例3：
在井场取石油污染土壤，对土壤中的细菌在LB培养基、中性环境、温度为40℃条件下进行富集培养，将富集培养后的细菌经分离、纯化和筛选，获得3株降解单菌，包括铜绿假单胞菌、克氏微球菌，和乙酸钙不动杆菌。
又一种高效降解菌剂的制备方法，与实施例1、2不同之处在于，铜绿假单胞菌：克氏微球菌：乙酸钙不动杆菌为1:1.1:1.1的体积比例进行混合；混合菌液在工业培养基P7中进行发酵放大培养；发酵工艺条件为：发酵温度为37℃；接种量为20％v/v；搅拌速度为150rpm；发酵时间48h，每分钟通入空气的气液体积比为1.5；发酵结束后，通过板框式压滤机将降解菌进行过滤、分离，压滤压力为0.6MPa；分离后的降解菌进行通风干燥，干燥温度为70℃；干燥后的降解菌进行粉碎，得到油基钻屑降解菌，待用。
现场应用例1：
具体处理步骤为：首先将油基钻屑的pH调制6.5，依次向其中加入油基钻屑降解菌0.01％、硫酸铵、磷酸氢二钾，使C：N：P的摩尔比为100：5：0.5，控制湿度为20％，每3天翻动一次，每10天补加油基钻屑降解菌、硫酸铵和磷酸氢二钾，并测定含油量。采用由实施例1～3获得的油基钻屑降解菌处理油基钻屑30天后，油含量由4.81％降至0.59％～0.82％，处理60天后，油含量降至0.12％～0.23％，达到《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-1984要求。
现场应用例2：
上述实施例1～3获得的降解菌剂用于焦叶1-3HF井产生油基钻屑的处理应用。处理量0.15m3，初始油含量1.82％，初始pH为12。具体处理步骤为：
首先将油基钻屑的pH值调节至7，依次向其中加入油基钻屑降解菌0.015％、硝酸铵、磷酸二氢钾，使C：N：P的摩尔比为100：10：1，控制湿度为25％，每4天翻动一次，每10天补加油基钻屑降解菌、硝酸铵和磷酸氢二钾，并测定含油量。采用由实施例1～3获得的油基钻屑降解菌处理油基钻屑10天后，油含量由1.82％降至0.31％～0.69％，处理30天后，油含量降至0.13％～0.21％，达到《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-1984要求。
现场应用例3：
上述实施例1～3获得的降解菌剂用于卫68-FP1井产生油基钻屑的处理应用。处理量0.3m3，初始油含量6.30％，初始pH为13。具体处理步骤为：
首先将油基钻屑的pH值调节至8.5，依次向其中加入油基钻屑降解菌0.02％、尿素、磷酸氢二钾，使C：N：P的摩尔比为100：10：5，控制湿度为30％，每5天翻动一次，每10天补加油基钻屑降解菌、尿素和磷酸氢二钾，并测定含油量。采用由实施例1～3获得的油基钻屑降解菌处理油基钻屑30天后，油含量由6.30％降至1.61％～1.12％；处理90天后，油含量降至0.24％～0.28％，达到《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-1984要求。

Claims (8)

1.一种油基钻屑降解菌，由复合菌群构建组成，其特征是：该油基钻屑降解菌含有拉丁文学名为 Pseudomonas Aeruginosa的铜绿假单胞菌、拉丁文学名为Kocuria kristinae的克氏微球菌和拉丁文学名为Acinetobacter Calcoaceticus的乙酸钙不动杆菌。
2.一种油基钻屑降解菌的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）在井场取石油污染土壤，对土壤中的细菌在LB培养基、中性环境、温度为30℃～40℃条件下进行富集培养，将富集培养后的细菌经分离、纯化和筛选，获得以下3株降解单菌：铜绿假单胞菌，拉丁文学名Pseudomonas Aeruginosa；克氏微球菌，拉丁文学名Kocuria kristinae；乙酸钙不动杆菌，拉丁文学名Acinetobacter Calcoaceticus；
（2）将步骤（1）所得3株降解单菌按照铜绿假单胞菌：克氏微球菌：乙酸钙不动杆菌1：（0.9～1.1）：（0.9～1.1）的体积比例进行混合，得到混合菌液；
（3）将步骤（2）的混合菌液在工业培养基中进行发酵培养，发酵液经过滤、分离、干燥后，得到油基钻屑降解菌，命名为BSG。
3.根据权利要求2所述的一种油基钻屑降解菌的制备方法，其特征是：所述步骤（3）中的工业培养基，按质量/体积比计，由1%～2%的蛋白胨、0.8%～1.2%的葡萄糖、 1.5%～2%的酵母膏、0.1%～0.15%的氯化钠、0.5%～0.7%的磷酸氢二钾、1%～2%的氯化镁、水组成。      
4.根据权利要求2或3所述的一种油基钻屑降解菌的制备方法，其特征是：所述的步骤（3）中的发酵培养的条件为：发酵温度33～37℃，接种量10%～20%v/v，搅拌速度100～150rpm，发酵时间24～48h，发酵过程中向培养基中通入空气，每分钟通入空气的气液体积比为1～1.5。
5.根据权利要求2或3所述的一种油基钻屑降解菌的制备方法，所述的步骤（3）中油基钻屑降解菌的菌活数均为109～1011个/g。
6.一种油基钻屑降解菌的应用，其特征是：收集被处理的油基钻屑，调节pH值至6.5～8.5，控制湿度为20～30%；向油基钻屑中投加质量比0.01～0.02%的油基钻屑降解菌BSG，再加入无机铵盐、无机磷盐，使油基钻屑中的C：N：P的摩尔比为100：5～10：0.5～5，其中，C为所处理的油基钻屑中含有的石油烃；定期翻动被处理的油基钻屑，并补加氮磷营养和油基钻屑降解菌BSG，测定含油量，直至油基钻屑中的含油量降至0.3%以下。
7.根据权利要求6所述的一种油基钻屑降解菌的应用，其特征是：无机铵盐为硫酸铵、硝酸铵或尿素。
8.根据权利要求6或7所述的一种油基钻屑降解菌的应用，其特征是：所述的无机磷盐为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
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