CN104829078B - 用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法。在石油天然气钻井过程排放的泥浆中加入搅拌接入适当的微生物菌剂，分层进行处理，在储放泥浆的池内1m深以下接种厌氧菌种，在表层1m的泥浆内接种好氧的菌种，分层处理大大加快有害物质的降解速度，提高污染物的降解效果。就地存放处理3～12个月以后，泥浆的各项指标达到国家《农用地土壤环境质量标准》的旱地三级标准。在处理后的废弃泥浆堆上可栽培林木或作物，恢复被破坏的生态系统，达到节能减排、安全高效的目的。本方法操作便捷，处理过程不增加泥浆的物理体积，成本比其他方法降低20％～30％，易于规模化处理，适合在国内外油气田大力推广使用。

Description

用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法

技术领域

本发明涉及一种钻井废弃泥浆的微生物处理方法，属环境保护领域；具体涉及一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法。

背景技术

我国每年废弃钻井泥浆的排放总量约为200～300万平方米，大部分未经处理，就地堆放填埋，给周边的植被、土壤、地表水和地下水造成严重的污染隐患，永久占用了大量宝贵的土地资源。

钻井废弃泥浆的特点：成分复杂，呈碱性，pH＝8～13；色度大，外观呈粘稠流体或半流体状；颗粒细小于2500目，直径2～10μm；含水率高30％～90％、不易脱水；粘度大；含有多种有机和无机类化学处理剂，色度、pH、COD、重金属、油烃类、盐类等有害物质浓度高，污染指标超出国家允许排放浓度的100～1000倍。

钻井废弃泥浆是胶体状态，其新鲜泥浆的含水量为60～70％，存放多年仍然有35～42％。泥浆的成分为膨润土<4％；聚丙烯氰钠或钙、铵1％～2％；SMP(磺化酚醛树脂)3％～5％；磺化沥青3％～5％；SMC(磺化褐煤)3％～5％，或PSC(褐煤树脂)3％～5％；两性离子聚合物降粘剂XY-271.0％～1.2％；SMT(磺化丹宁)3％～5％；FRH(润滑剂)3％～5％；CaCO₃2％；粒度<2500目；浸出液中Al>3mg/L，总铬>10mg/L，六价铬>1.5mg/L。

钻井废弃泥浆是一种对环境危害很大的污染物，钻井废弃泥浆若处理不当，将导致严重的土壤和地下水污染，对生态环境造成严重的破坏。国内外油气田公司钻井固体废物处理技术主要包括：回填处理、固化处理、干燥焚烧等。目前国内油气田主要采用固化处理，一旦发生泄漏等环境事故，会对周边的植被、土壤、地表水和地下水造成严重的污染。随着我国经济建设的高速深入发展，对环境的保护更加的重视，并通过全国人大会进一步修订了对环境保护最严厉的保护法规于2015年执行，如果严格执法，许多钻井项目将无法立项，相关企业将无法生存。

石油天然气开采中产生的钻井废弃泥浆以及运输过程中发生的泄漏等更是对周边环境造成难以愈合的伤害。传统清洁治理环境污染物的方法有许多种，最常用的主要还是物理化学方法，成本过高又易形成二次污染，治理过程更是耗时耗力，现已无法全面应对环境污染这个日益突出的问题。在这种情况下，生物修复技术因其具有投入少、治理效率高和环境负面影响低等优点得到了各国科学家的更多关注，对其研究也近年来越来越多。

20世纪70年代美国宾夕法尼亚州首次使用生物修复技术对汽油泄漏事故进行清除。到80年代末期，由于美国阿拉斯加海滩巨型油轮溢油事件，促使美国开始大规模使用生物修复技术来解决海域污染问题。此次修复工作的成功完成得到了美国环保局的认可，并成为生物修复技术发展史的一个里程碑。从90年代初期美国开始大力推行生物修复技术，将其广泛应用于土壤和水体的环境污染治理中。同时，欧洲发达国家也纷纷开始了对生物修复技术的研究，其成果辉煌与美国不相上下。

生物修复的原理就是利用自然中存在的生物或是人工诱变重组的生物来修复被污染的环境。生物修复的主角是生物，所以必须人为的创造适宜于生物生长繁殖和新陈代谢的环境，如充足的水分和营养物质、合适的温度和酸碱度以及适当的氧气和电子受体等。

微生物处理技术是在天然环境下通过工程手段，在污染物中接入人工的微生物菌种，如：无色杆菌属(Achromobacter sp.)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)、产碱杆菌(Alcaligenes sp.)、色盐杆菌属(Chromohalobacter sp.)、盐单胞菌属(Halomonas sp.)、沙雷氏菌属(Serratia sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和微球菌属(Micrococcus sp.)等。人工控制微生物发酵条件，强化污染物降解的生物净化作用，使污染物在固废中得到净化处理。其优势在于：微生物大量接种后利用废弃泥浆中的天然有机物、油烃类物质作为碳源，快速生长，形成二氧化碳和水，使废弃泥浆中的COD、色度快速降低；微生物厌氧条件下生长，利用有机物产生有机酸，使废弃泥浆中的COD、pH、色度快速降低；微生物生长过程中的代谢产物作用于重金属离子后，使其发生生物和化学的氧化还原反应，金属离子的化学价位发生改变，成为难溶性的盐，使重金属离子得到固化，特别是三价铬转化为六价铬，转化率可以达到70％以上。微生物可以有效降解废弃泥浆中的多种有害化学添加剂，最后被分解成为二氧化碳和水，成为无害物质。

所以，利用微生物技术处理钻井废弃泥浆是一种非常环保、生态和可持续发展的技术，需要大力研发该类新技术。

利用微生物处理钻井泥浆的技术已经有一些专利和文献报道。专利201010148295.9《石油天然气勘探钻井作业废弃泥浆生物处理方法》、CN200710195552《油气田钻井废弃泥浆的微生物无害化处理方法》、201210380612.9《一种油气田及页岩气田废弃钻井泥浆的生物修复方法》、201310426947.4《油气田钻井废弃泥浆处理工艺》、201110005911.X《一种油田钻井废弃物的生物处理方法》、201410623410.1《一种耐盐碱微生物菌群及其应用》等需要在钻井泥浆中加入1～3倍的新土壤，或4～5倍体积的水进行稀释，这样会大大增加泥浆池的体积和修建数量，使处理泥浆的工程量增加，处理成本提高。雒国霞(2013)在《川渝地区天然气田钻井废弃物微生物无害化处理研究》一文中采用的是芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红酵母属(Rhodotorula)、毛霉菌属(Mucor)等属的一个未知物种，没有清楚说明是哪一个物种。廖玲(2010)在《钻井废弃泥浆降解菌的分离及特性研究》一文分离到了几个盐单胞菌Halomonas veotosae菌株能够以钻井泥浆为唯一碳源生长，其长势随废弃泥浆添加量的增加而增加，COD的去除率达到85％～90％。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种新的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明利用多种在高盐、碱性条件下正常生长的微生物菌种，分别分级培养，然后制备成为微生物混合菌剂，分层搅拌加入钻井泥浆中原位无害处理钻井废弃物泥浆。

一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，它包括以下步骤：

A，混合微生物菌剂的配制

首先，选取黑曲霉、黑根霉、木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌；

然后，将各种微生物菌种进行扩大培养成菌体浓度为10⁷～10⁹个/mL的液体菌种；

最后按巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌、黑曲霉的液体菌种质量比为0.1～0.2：0.2～0.3：0.2～0.3：0.1～0.2混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养，干燥后得到泥浆池下层微生物菌剂；按木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、黑根霉、黑曲霉的液体菌种质量比为0.2～0.3：0.2～0.3：0.2～0.3：0.2～0.3混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养，干燥后得到泥浆池上层微生物菌剂；

B，钻井泥浆的无害化处理

将钻井泥浆排放至体积是钻进泥浆排放总量1.1～1.2倍的泥浆储存池中，然后分层进行处理，分别加入步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂和泥浆池上层微生物菌剂，搅拌均匀；接着在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10～20cm的土后，发酵处理120～360d。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述扩大培养是指将细菌巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌经一级固体培养、二级液体培养和三级发酵培养；将真菌黑曲霉、黑根霉和木蹄层孔菌经一级固体培养、二级液体培养、三级发酵培养和孢子菌种培养。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的25～30％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为23～25℃的条件下，发酵1～2d后，搅拌1次，继续发酵1d。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述的干燥是指将培养后的物料在温度为5～8℃的条件下，低温风干2～3d，使整个物料的水分含量低于20％。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述培养料是按以下质量份的原料组成：

20～35份的木屑、20～30份的稻草粉、30～35份的麦草粉、20～25份的麸皮、5～6份的粗蔗糖和1～3份的玉米粉。

本发明更进一步的技术方案，所述原料均需加工成粒度为0.1～1.0cm、含水量低于15％的物料。

本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述分层处理是指将泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂混合，搅拌均匀；将泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池上层微生物菌剂混合，搅拌均匀。

本发明更进一步的技术方案，所述泥浆池下层微生物菌剂的接入量是泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆重量的5～8％；所述泥浆池上层微生物菌剂的接入量是泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆重量的5～10％。

本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述覆盖的土选自农田、林地或荒地表层的熟土；其覆盖的方式是边缘稍低，中央稍高，中央和边缘的高度差为10～20cm。

本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10～20cm的土后，再用一层塑料薄膜、一层遮阳网进行覆盖，然后发酵处理120～360d。

下面将详细地说明本发明。

一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，它包括以下步骤：

A，混合微生物菌剂的配制

首先，选取黑曲霉、黑根霉、木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌；本发明使用的6个菌种均为世界各国菌种保藏机构保藏的菌种，可以通过购买获得，也可以自行分离纯化获得。

所述的黑曲霉拉丁学名Aspergillus niger Tiegh.,Annls Sci.Nat.,Bot.,sér.58:240(1867)。属于：Fungi菌物界，Ascomycota子囊菌门，Pezizomycotina盘菌亚门，Eurotiomycetes散囊菌纲，Eurotiomycetidae散囊菌亚纲，Eurotiales散囊菌目，Trichocomaceae须刷菌科，Aspergillus曲霉属。能够利用糖类、纤维素、石油烃等原料产生有机酸，中和去除泥浆中的碱性物质。

所述的黑根霉拉丁学名Rhizopus stolonifer(Ehrenb.)Vuill.,Revue mycol.,Toulouse 24:54(1902)。属于菌物界Fungi，接合菌门Zygomycota，毛霉亚门Mucoromycotina，毛霉目Mucorales，根霉科Rhizopodaceae，根霉属Rhizopus。能够利用糖类、石油烃等原料产生有机酸，中和去除泥浆中的碱性物质。

所述的木蹄层孔菌拉丁学名Fomes fomentarius(L.)Fr.,Summa veg.Scand.,Section Post.(Stockholm):321(1849)。属于菌物界Fungi，担子菌门Basidiomycota，伞菌亚门Agaricomycotina，伞菌纲Agaricomycetes，多孔菌目Polyporales，多孔菌科Polyporaceae，层孔菌属Fomes。木蹄层孔菌可以利用糖、纤维素、木质素，石油烃类化合物产生混合的有机酸，在纯培养条件下使发酵液pH降低到1-1.5。

所述的巨大芽孢杆菌拉丁学名Bacillus megaterium。属于Bacteria细菌界，Bacteria细菌亚界，Firmicutes硬壁菌门，Bacilli芽孢杆菌纲，Bacillales芽孢杆菌目，Bacillaceae芽孢杆菌科，Bacillus芽孢杆菌属。巨大芽孢杆菌能够解磷固钾，具有很好的降解土壤中有机磷的功效。能够在厌氧状态、酸性条件下生长，消耗掉钻井废弃泥浆中的石油烃类化合物。还促进重金属离子的发生氧化还原反应，使可溶性离子转变成为难溶解的盐类，是重金属离子被固定。

所述的球形节细菌拉丁学名Arthrobacter globiformis，属于细菌界Bacteria，放线菌门Actinobacteria，放线菌纲Actinobacteria，放线菌目Actinomycetales，微球菌科Micrococcaceae，节细菌属Arthrobacter。能消耗掉钻井废弃泥浆中的石油烃类化合物。

所述的盐单胞菌拉丁学名Halomonas elongate。属于细菌界Bacteria，变形菌门Proteobacteria，伽马变形菌纲Gamma Proteobacteria，海洋螺菌目Oceanospirillales，盐单孢菌科Halomonadaceae，盐单孢菌属Halomonas。盐单胞菌属于嗜盐变形菌，它们能够生长在5％～25％的NaCl中生长，消耗石油烃类化合物。促进重金属离子的发生氧化还原反应，使可溶性离子转变成为难溶解的盐类，是重金属离子被固定。

由此可见，本发明使用的微生物主要分为好氧菌和厌氧菌，利用两种类型的微生物进行分层处理，将厌氧菌放在下层，好氧菌放在上层，充分结合两种不同类型的微生物的特点，协同完成对钻井废弃泥浆的无害化处理。

然后，将各种微生物菌种进行扩大培养成菌体浓度为10⁷～10⁹个/mL的液体菌种；选择上述菌浓度是因为该浓度下的微生物菌种的生长期是处于对数生长期和稳定期的，这一段时间的菌种长势好，并且能产生大量的降解酶，具备较高的降解力。

最后按巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌、黑曲霉的液体菌种质量比为0.1～0.2：0.2～0.3：0.2～0.3：0.1～0.2混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养，干燥后得到泥浆池下层微生物菌剂；按木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、黑根霉、黑曲霉的液体菌种质量比为0.2～0.3：0.2～0.3：0.2～0.3：0.2～0.3混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养，干燥后得到泥浆池上层微生物菌剂；

配制泥浆池下层微生物菌剂和泥浆池上层微生物菌剂时，根据菌种的类型如好氧菌、厌氧菌和兼性厌氧菌，选择合适比例如上述比例，能够获得高效微生物菌剂。

得到的微生物菌剂使用塑料袋或有塑料内衬的蛇皮袋进行分装，每袋分装量按照需要确定，一般为10、20、25、40kg/袋。在干燥、避光、通风的条件下存放备用。

B，钻井泥浆的无害化处理

将钻井泥浆排放至体积是钻进泥浆排放总量1.1～1.2倍的泥浆储存池中，然后分层进行处理，分别加入步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂和泥浆池上层微生物菌剂，搅拌均匀；接着在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10～20cm的土后，发酵处理120～360d。本发明该步骤的搅拌方式是用挖掘机和砂浆搅拌器进行搅拌，拌合均匀。在进行排放时，预留20cm左右的空间不要全部装满泥浆，以免泥浆在雨水注入后溢出泥浆池。

在泥浆储存池内插入取样管，每个池内插入5根，中央和次中央均匀分布。用普通的PVP塑料管，管口直径15～20cm，长度高于泥浆池深度20cm。在管壁上打孔，孔直径1cm，孔距20cm，每一侧打一排孔，四周共打4排，将管道直接插入到泥浆池底部。用于池内废液理化指标分析取样。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述扩大培养是指将细菌巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌经一级固体培养、二级液体培养和三级发酵培养；将真菌黑曲霉、黑根霉和木蹄层孔菌经一级固体培养、二级液体培养、三级发酵培养和孢子菌种培养。多级培养的目的是为了活化并且扩大菌种，以使配制微生物菌剂的菌种处于最佳的活性状态。

具体的菌种制备方法如下：

1，细菌(巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌)制备

液体菌种配方：蔗糖或葡萄糖1.5～3.5％，蛋白胨0.12～0.25％，牛肉膏0.05～0.15％，氯化钠0.13～0.26％，磷酸二氢钾0.001～0.002％。

培养液的制备：按照配方称取，加入相应体积的水(自来水或深井水)中，加热溶解。分装在三角瓶、玻璃输液瓶或发酵罐中，装液量为容器体积的75％，密闭容器，在0.10～0.12MPa、121.6～123℃条件下高压蒸汽灭菌20～25min，冷却至常温。在无菌操作进行接种，接种量为5％～10％。

细菌液体菌种的培养：接种后的培养液，23～28℃条件下避光震荡或通气培养48h，当发酵液pH<5，菌体浓度达到10⁸～10⁹个/mL，颜色为淡橙色透明，静止后有明显白色菌体沉淀物，备用。

一级菌种：用试管斜面琼脂培养基培养，划线法转接，23～28℃条件下避光培养，2～3d后使用。

二级菌种：用500～5000mL三角瓶或250～1000mL输液瓶作容器，上述液体菌种配方作培养液，装瓶量为容器总体积的70～75％，装瓶灭菌冷却后接入一级菌种转接到中，接种量为1％，进行震荡培养，23～28℃条件下培养时间为2～3d，此为二级菌种。

三级菌种：容器为50～2000L的发酵罐，上述液体菌种配方作培养液，装瓶量为容器总体积的70～75％，将二级菌种转接到接种量为5～10％，23～28℃条件下，先通气培养1～2天后微量通气培养1d，此为三级菌种。

2，真菌(木蹄层孔菌、黑曲霉、黑根霉)菌种制备

液体菌种配方：蔗糖或葡萄糖1.5～3.5％，蛋白胨0.12～0.25％，可溶性淀粉0.25～0.35％，磷酸二氢钾0.1～0.2％，磷酸氢二钾0.1～0.2％，硫酸镁0.05～0.08％。

培养液的制备：按照配方称取，加入相应体积的水(自来水或深井水)中，加热溶解。分装在三角瓶、玻璃输液瓶或发酵罐中，装液量为容器体积的70～75％，密闭容器，在0.10～0.12MPa、121.6～123℃条件下高压蒸汽灭菌20～25min，冷却至常温。在无菌操作进行接种，接种量为5～10％。

真菌液体菌种的培养：接种后的培养液，23～25℃条件下避光震荡或通气培养48～96h，当发酵液pH<5，菌体浓度达到10⁶～10⁸个/mL，颜色为淡色透明，菌丝球明显，备用。

一级菌种：用试管斜面琼脂培养基培养，划线法或菌丝块法转接，培养至斜面上全部布满菌丝。

二级菌种：将一级菌种转接到500～5000mL三角瓶或250～1000mL输液瓶中，接种量为1～3％，23～25℃条件下，进行震荡培养，培养时间为3～4d，形成大量菌丝球，菌丝球直径0.1～25mm，菌丝球白色，培养液澄清透明，此为二级菌种。

三级菌种：将二级菌种转接到50～2000L的发酵罐中，接种量为2～10％，23～25℃条件下，先通气培养1～2天后微量通气培养1d，形成大量菌丝球，菌丝球直径0.1～25mm，菌丝球白色，培养液澄清透明，此为三级菌种。

3，黑曲霉、黑根霉孢子菌种培养

根据权利要求1所述的微生物菌剂培养基培养料配方：麸皮35～45份，农秸秆细粉50～65份，石膏粉1～2份，碳酸钙1～2份，过磷酸钙1～2份，水分60份。

将固体原料按照比例混合均匀，拌合均匀后装入聚丙烯塑料袋(长100～120cm，宽50～60cm)内，密闭。在0.105～0.16MPa、126～128℃条件下高压蒸汽灭菌2～2.5h，冷却至常温。

在无菌室内操作接入三级液体菌种，接种量为5～10％，将菌种与培养料拌合均匀。培养温度为23～25℃，培养2d后翻动1次，在继续培养2～3d，大量形成黑色孢子后停止培养。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的25～30％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为23～25℃的条件下，发酵1～2d后，搅拌1次，继续发酵1d。本发明中多次提到温度在23～25℃范围内是因为该温度范围是本发明选择的所有菌种的最适生长温度。而选择上述的接种量则是因为接种量过少，降解反应缓慢并且效果不好，而过高则是浪费菌剂，因此选择适当的接种量，即保证较好的降解反应和较快的处理时间，又避免浪费资源。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述的干燥是指将培养后的物料在温度为5～8℃的条件下，低温风干2～3d，使整个物料的水分含量低于20％。低温干燥是避免菌种高温致死并且高温导致活性降低。

本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述培养料是按以下质量份的原料组成：

20～35份的木屑、20～30份的稻草粉、30～35份的麦草粉、20～25份的麸皮、5～6份的粗蔗糖和1～3份的玉米粉。

这些原料均为农用级别，在生产企业附近就地收购、加工，无虫蛀、无霉变、无结块。将上述原料按比例称量，干料混合均匀。加入到大型灭菌器中，密闭，通入水蒸汽，达到100～105℃后灭菌24～36h。

本发明更进一步的技术方案，所述原料均需加工成粒度为0.1～1.0cm、含水量低于15％的物料。

本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述分层处理是指将泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂混合，搅拌均匀；将泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池上层微生物菌剂混合，搅拌均匀。分层处理主要是因为泥浆的深度不同，其泥浆内的含氧量就有所不同，泥浆下层微生物菌剂主要是由厌氧和兼性厌氧的菌种混合而成，在泥浆含氧量低的环境下，能更好的发挥自己的降解活性；泥浆上层微生物菌剂主要是有好氧和兼性好氧的菌种混合而成，在泥浆含氧量较高的环境下，能更好的发挥自己的降解活性。

本发明更进一步的技术方案，所述泥浆池下层微生物菌剂的接入量是泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆重量的5～8％；所述泥浆池上层微生物菌剂的接入量是泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆重量的5～10％。

本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述覆盖的土选自农田、林地或荒地表层的熟土；其覆盖的方式是边缘稍低，中央稍高，中央和边缘的高度差为10～20cm。

本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10～20cm的土后，再用一层塑料薄膜、一层遮阳网进行覆盖，然后发酵处理120～360d。使用塑料薄膜和遮阳网进行覆盖的目的是防止雨水的冲刷和注入，自然温度进行培养和发酵。

泥浆经过120天处理后，去掉遮盖物，在表层土壤上栽培植物，包括农作物或林木，或让其自然生长各种杂草。泥浆经过120～360天处理后，土壤质量达到国家2015年新修订的《农用地土壤环境质量标准》中旱地的三级标准。

[有益效果]

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

1.本发明使用不同的微生物菌种配比生产出混合微生物菌剂处理废弃泥浆，其中有真菌和细菌，有好氧菌和厌氧菌菌种，都能够在高pH、高盐等条件下，利用泥浆中的有机物和添加在菌种基质中的营养物质进行快速生长繁殖，产生代谢产物，降解泥浆中的有害物质，产生有机酸中和泥浆中的碱性物质等，使COD、pH、色度等降低；

2.本发明考虑了泥浆池下层和上层的理化状态的差异，分别在下层(无氧状态)、表层(有氧状态)泥浆中接入了不同配比的微生物菌剂；

3.本发明所使用的微生物菌剂基质中适当添加了天然有机物作为菌剂的培养料和泥浆处理材料，含水量低于20％，可以吸收泥浆中沉淀后析出的2/3以上的废液，使泥处理存放过程不会再析出大量的液体物质。

4.本发明所使用的微生物菌剂基质中适当添加了天然有机物作为菌剂的培养料，营养物质丰富，有效补充了泥浆中微生物生长的营养物质，微生物生长繁殖速度加快，泥浆处理速度更快，效果更好。

4.本发明不再在泥浆池内加入新土和新的水，不增加泥浆池的体积和数量，减少建造泥浆池的工程量达到1/2～2/3以上，建造的泥浆池为钻井泥浆总体积的1.1～1.3倍，非3～3.5倍，大大降低泥浆处理的建筑成本。

5.本发明生产微生物菌剂使用的基质和培养料均为农业、林业生产的废弃天然材料，属于自然产品，不会产生有害物质，对环境物无危害。

6.本发明的微生物菌剂生产的设施设备，如高压灭菌锅、常压灭菌锅、发酵罐、接种工作台，均为普通常规设备，市场上均可购买。规模化培养的房间只需要用家用空调进行温度控制，菌剂干燥在普通冷库中进行。所有的生产过程不需要特别的设施设备。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例1：

一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，它包括以下步骤：

A，混合微生物菌剂的配制

首先，选取黑曲霉、黑根霉、木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌；将细菌巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌经一级固体培养、二级液体培养和三级发酵培养；将真菌黑曲霉、黑根霉和木蹄层孔菌经一级固体培养、二级液体培养、三级发酵培养和孢子菌种培养。

具体的菌种制备方法如下：

1，细菌(巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌)制备

液体菌种配方：葡萄糖3.5％，蛋白胨0.25％，牛肉膏0.15％，氯化钠0.26％，磷酸二氢钾0.002％。

培养液的制备：按照配方称取，加入相应体积的蒸馏水中，加热溶解。分装在三角瓶、玻璃输液瓶或发酵罐中，装液量为容器体积的75％，密闭容器，在0.10MPa、123℃条件下高压蒸汽灭菌25min，冷却至常温。在无菌操作进行接种，接种量为10％。

细菌液体菌种的培养：接种后的培养液，25℃条件下避光震荡或通气培养48h，当发酵液pH<5，菌体浓度达到10⁸～10⁹个/mL，颜色为淡橙色透明，静止后有明显白色菌体沉淀物，备用。

一级菌种：用试管斜面琼脂培养基培养，划线法转接，25℃条件下避光培养，2d后使用。

二级菌种：用500mL三角瓶，上述液体菌种配方作培养液，装瓶量为容器总体积的70％，装瓶灭菌冷却后接入一级菌种转接到中，接种量为1％，进行震荡培养，25℃条件下培养时间为2d，此为二级菌种。

三级菌种：容器为50L的发酵罐，上述液体菌种配方作培养液，装瓶量为容器总体积的70％，将二级菌种转接到接种量为10％，25℃条件下，先通气培养1天后微量通气培养1d，此为三级菌种。

2，真菌(木蹄层孔菌、黑曲霉、黑根霉)菌种制备

液体菌种配方：葡萄糖3.5％，蛋白胨0.25％，可溶性淀粉0.35％，磷酸二氢钾0.2％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.08％。

培养液的制备：按照配方称取，加入相应体积的蒸馏水中，加热溶解。分装在三角瓶、玻璃输液瓶或发酵罐中，装液量为容器体积的70％，密闭容器，在0.10MPa、123℃条件下高压蒸汽灭菌25min，冷却至常温。在无菌操作进行接种，接种量为10％。

真菌液体菌种的培养：接种后的培养液，25℃条件下避光震荡或通气培养96h，当发酵液pH<5，菌体浓度达到10⁶～10⁸个/mL，颜色为淡色透明，菌丝球明显，备用。

一级菌种：用试管斜面琼脂培养基培养，划线法或菌丝块法转接，培养至斜面上全部布满菌丝。

二级菌种：将一级菌种转接到500mL三角瓶，接种量为3％，25℃条件下，进行震荡培养，培养时间为4d，形成大量菌丝球，菌丝球直径0.1～25mm，菌丝球白色，培养液澄清透明，此为二级菌种。

三级菌种：将二级菌种转接到50L的发酵罐中，接种量为10％，25℃条件下，先通气培养1天后微量通气培养1d，形成大量菌丝球，菌丝球直径0.1～25mm，菌丝球白色，培养液澄清透明，此为三级菌种。

3，黑曲霉、黑根霉孢子菌种培养

根据权利要求1所述的微生物菌剂培养基培养料配方：麸皮44份，农秸秆细粉50份，石膏粉2份，碳酸钙1份，过磷酸钙1份，水分60份。

将固体原料按照比例混合均匀，拌合均匀后装入长100cm，宽60cm的聚丙烯塑料袋内，密闭。在0.16MPa、128℃条件下高压蒸汽灭菌2.5h，冷却至常温。

在无菌室内操作接入三级液体菌种，接种量为10％，将菌种与培养料拌合均匀。培养温度为25℃，培养2d后翻动1次，在继续培养3d，大量形成黑色孢子后停止培养。

然后，将各种微生物菌种进行扩大培养成菌体浓度为10⁷～10⁹个/mL的液体菌种；

最后按巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌、黑曲霉的液体菌种质量比为0.2：0.2：0.3：0.2混合后，所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的25～30％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为23～25℃的条件下，发酵2d后，搅拌1次，继续发酵1d，干燥后得到泥浆池下层微生物菌剂；按木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、黑根霉、黑曲霉的液体菌种质量比为0.3：0.3：0.2：0.2混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的28％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为25℃的条件下，发酵2d后，搅拌1次，继续发酵1d，干燥后得到泥浆池上层微生物菌剂；所述的干燥是指将培养后的物料在温度为5～8℃的条件下，低温风干2～3d，使整个物料的水分含量低于20％。

所述培养料是按以下质量份的原料组成：

35份的木屑、30份的稻草粉、35份的麦草粉、20份的麸皮、5份的粗蔗糖和1份的玉米粉。

上述原料均需加工成粒度为0.1～1.0cm、含水量低于15％的物料。

B，钻井泥浆的无害化处理

将钻井泥浆排放至体积是钻进泥浆排放总量1.1～1.2倍的泥浆储存池中，然后分层进行处理，分别加入步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂和泥浆池上层微生物菌剂以接入量为钻井泥浆重量的8％分别接入泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆和泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆，搅拌均匀；接着在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10cm的荒地表层的熟土后，发酵处理120～360d。其覆盖的方式是边缘稍低，中央稍高，中央和边缘的高度差为10～20cm。

所述分层处理是指将泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂混合，搅拌均匀；将泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池上层微生物菌剂混合，搅拌均匀。

本实施例1经混合微生物菌剂处理120d后的泥土，可在上面栽培植物，使其自然生长各种杂草；经过120～360d处理后的泥土，土壤质量达到国家2015年新修订的《农用地土壤环境质量标准》中旱地的三级标准。

实施例2

一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，它包括以下步骤：

A，混合微生物菌剂的配制

首先，选取黑曲霉、黑根霉、木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌；将细菌巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌经一级固体培养、二级液体培养和三级发酵培养；将真菌黑曲霉、黑根霉和木蹄层孔菌经一级固体培养、二级液体培养、三级发酵培养和孢子菌种培养。

具体的菌种制备方法如下：

1，细菌(巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌)制备

液体菌种配方：葡萄糖3.5％，蛋白胨0.25％，牛肉膏0.15％，氯化钠0.26％，磷酸二氢钾0.002％。

培养液的制备：按照配方称取，加入相应体积的蒸馏水中，加热溶解。分装在三角瓶、玻璃输液瓶或发酵罐中，装液量为容器体积的75％，密闭容器，在0.10MPa、123℃条件下高压蒸汽灭菌25min，冷却至常温。在无菌操作进行接种，接种量为10％。

细菌液体菌种的培养：接种后的培养液，25℃条件下避光震荡或通气培养48h，当发酵液pH<5，菌体浓度达到10⁸～10⁹个/mL，颜色为淡橙色透明，静止后有明显白色菌体沉淀物，备用。

一级菌种：用试管斜面琼脂培养基培养，划线法转接，25℃条件下避光培养，2d后使用。

二级菌种：用500mL三角瓶，上述液体菌种配方作培养液，装瓶量为容器总体积的70％，装瓶灭菌冷却后接入一级菌种转接到中，接种量为1％，进行震荡培养，25℃条件下培养时间为2d，此为二级菌种。

三级菌种：容器为50L的发酵罐，上述液体菌种配方作培养液，装瓶量为容器总体积的70％，将二级菌种转接到接种量为10％，25℃条件下，先通气培养1天后微量通气培养1d，此为三级菌种。

2，真菌(木蹄层孔菌、黑曲霉、黑根霉)菌种制备

液体菌种配方：葡萄糖3.5％，蛋白胨0.25％，可溶性淀粉0.35％，磷酸二氢钾0.2％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.08％。

培养液的制备：按照配方称取，加入相应体积的蒸馏水中，加热溶解。分装在三角瓶、玻璃输液瓶或发酵罐中，装液量为容器体积的70％，密闭容器，在0.10MPa、123℃条件下高压蒸汽灭菌25min，冷却至常温。在无菌操作进行接种，接种量为10％。

真菌液体菌种的培养：接种后的培养液，25℃条件下避光震荡或通气培养96h，当发酵液pH<5，菌体浓度达到10⁶～10⁸个/mL，颜色为淡色透明，菌丝球明显，备用。

一级菌种：用试管斜面琼脂培养基培养，划线法或菌丝块法转接，培养至斜面上全部布满菌丝。

二级菌种：将一级菌种转接到500mL三角瓶，接种量为3％，25℃条件下，进行震荡培养，培养时间为4d，形成大量菌丝球，菌丝球直径0.1～25mm，菌丝球白色，培养液澄清透明，此为二级菌种。

三级菌种：将二级菌种转接到50L的发酵罐中，接种量为10％，25℃条件下，先通气培养1天后微量通气培养1d，形成大量菌丝球，菌丝球直径0.1～25mm，菌丝球白色，培养液澄清透明，此为三级菌种。

3，黑曲霉、黑根霉孢子菌种培养

根据权利要求1所述的微生物菌剂培养基培养料配方：麸皮44份，农秸秆细粉50份，石膏粉2份，碳酸钙1份，过磷酸钙1份，水分60份。

将固体原料按照比例混合均匀，拌合均匀后装入长100cm，宽60cm的聚丙烯塑料袋内，密闭。在0.16MPa、128℃条件下高压蒸汽灭菌2.5h，冷却至常温。

在无菌室内操作接入三级液体菌种，接种量为10％，将菌种与培养料拌合均匀。培养温度为25℃，培养2d后翻动1次，在继续培养3d，大量形成黑色孢子后停止培养。

然后，将各种微生物菌种进行扩大培养成菌体浓度为10⁷～10⁹个/mL的液体菌种；

最后按巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌、黑曲霉的液体菌种质量比为0.1：0.3：0.3：0.2混合后，所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的30％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为25℃的条件下，发酵1d后，搅拌1次，继续发酵1d，干燥后得到泥浆池下层微生物菌剂；按木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、黑根霉、黑曲霉的液体菌种质量比为0.2：0.3：0.3：0.2混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的30％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为25℃的条件下，发酵1d后，搅拌1次，继续发酵1d，干燥后得到泥浆池上层微生物菌剂；所述的干燥是指将培养后的物料在温度为8℃的条件下，低温风干2d，使整个物料的水分含量低于20％。

所述培养料是按以下质量份的原料组成：

20份的木屑、30份的稻草粉、35份的麦草粉、20份的麸皮、5份的粗蔗糖和3份的玉米粉。

上述原料均需加工成粒度为0.1～1.0cm、含水量低于15％的物料。

B，钻井泥浆的无害化处理

将钻井泥浆排放至体积是钻进泥浆排放总量1.1～1.2倍的泥浆储存池中，然后分层进行处理，分别加入步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂和泥浆池上层微生物菌剂以接入量为钻井泥浆重量的8％分别接入泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆和泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆，搅拌均匀；接着在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为20cm的荒地表层的熟土后，再用一层塑料薄膜、一层遮阳网进行覆盖，然后发酵处理120～360d。其覆盖的方式是边缘稍低，中央稍高，中央和边缘的高度差为10～20cm。

所述分层处理是指将泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂混合，搅拌均匀；将泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池上层微生物菌剂混合，搅拌均匀。

本实施例2经混合微生物菌剂处理120d后的泥土，去掉遮盖物，可在上面栽培植物，使其自然生长各种杂草；经过120～360d处理后的泥土，土壤质量达到国家2015年新修订的《农用地土壤环境质量标准》中旱地的三级标准。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (9)

1.一种用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于它包括以下步骤：

A，混合微生物菌剂的配制

首先，选取黑曲霉、黑根霉、木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌；

然后，将各种微生物菌种进行扩大培养成菌体浓度为10⁷～10⁹个/mL的液体菌种；

最后按巨大芽孢杆菌、球形节细菌、盐单胞菌、黑曲霉的液体菌种质量比为0.1～0.2：0.2～0.3：0.2～0.3：0.1～0.2混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养，干燥后得到泥浆池下层微生物菌剂；按木蹄层孔菌、巨大芽孢杆菌、黑根霉、黑曲霉的液体菌种质量比为0.2～0.3：0.2～0.3：0.2～0.3：0.2～0.3混合后，将混合菌种接入培养料中进行培养，干燥后得到泥浆池上层微生物菌剂；

B，钻井泥浆的无害化处理

将钻井泥浆排放至体积是钻井泥浆排放总量1.1～1.2倍的泥浆储存池中，然后分层进行处理，分别加入步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂和泥浆池上层微生物菌剂，搅拌均匀；接着在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10～20cm的土后，发酵处理120～360d；

在步骤B中，所述分层处理是指将泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池下层微生物菌剂混合，搅拌均匀；将泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆与步骤A得到的泥浆池上层微生物菌剂混合，搅拌均匀。

2.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于在步骤A中，所述扩大培养是指将细菌巨大芽孢杆菌、球形节细菌和盐单细菌经一级固体培养、二级液体培养和三级发酵培养；将真菌黑曲霉、黑根霉和木蹄层孔菌经一级固体培养、二级液体培养、三级发酵培养和孢子菌种培养。

3.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于在步骤A中，所述混合菌种接入培养料中进行培养是指混合菌种按培养料重量的25～30％接入培养料中，搅拌均匀，然后覆盖一层薄膜，在温度为23～25℃的条件下，发酵1～2d后，搅拌1次，继续发酵1d。

4.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于在步骤A中，所述的干燥是指将培养后的物料在温度为5～8℃的条件下，低温风干2～3d，使整个物料的水分含量低于20％。

5.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于在步骤A中，所述培养料是按以下质量份的原料组成：

20～35份的木屑、20～30份的稻草粉、30～35份的麦草粉、20～25份的麸皮、5～6份的粗蔗糖和1～3份的玉米粉。

6.根据权利要求5所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于所述原料均需加工成粒度为0.1～1.0cm、含水量低于15％的物料。

7.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于所述泥浆池下层微生物菌剂的接入量是泥浆储存池口缘1m以下的钻井泥浆重量的5～8％；所述泥浆池上层微生物菌剂的接入量是泥浆储存池口缘1m以上的钻井泥浆重量的5～10％。

8.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于在步骤B中，所述覆盖的土选自农田、林地或荒地表层的熟土；其覆盖的方式是边缘稍低，中央稍高，中央和边缘的高度差为10～20cm。

9.根据权利要求1所述的用混合微生物菌剂无害化处理钻井泥浆的方法，其特征在于在步骤B中，所述在泥浆储存池表面覆盖一层厚度为10～20cm的土后，再用一层塑料薄膜、一层遮阳网进行覆盖，然后发酵处理120～360d。