CN105819577A - 一种可快速环保修复海面溢油污染的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：(1)按照配比木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂、活性炭、膨润土；(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂与粉碎好的活性炭、膨润土混合均匀；(4)向原油污染的海水中投放热带假丝酵母；(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的8％～10％。本发明的优点是环保高效，对海洋环境不带来二次污染。

Description

一种可快速环保修复海面溢油污染的方法
技术领域
本发明属于海面浮油处理领域，尤其涉及一种可快速环保修复海面溢油污染的方法。
背景技术
随着我国经济的迅速发展和全球工业化进程的加快，海上交通运输日益繁忙，海洋石油勘探开发迅猛，溢油事故频发，溢油污染危害加剧。一方面，溢油污染物在海面漂浮粘附于海洋动植物，甚至人类体表，会对生物体造成毒性损害；另一方面，溢油污染物在扩散、溶解等过程中被海洋生物所摄食，经过食物链或食物网的传递，最终也会影响整个海洋生态系统的能量流动和物质转换，威胁人类的生存环境。
目前，处理海洋溢油污染的主要方法有物理法、化学法、生物法和焚烧法。物理法主要包括在溢油水域布设围油栏防止溢油扩散，并组织清污船舶作业采取撇油器等机械回收、吸油毡等吸附材料吸附等一些物理方法将溢油清除。布设围油栏也可以结合焚烧法进行处理。化学处理法主要是向水中喷洒消油剂、集油剂和固化剂等化学药剂，将溢油分散或固体化后再进行处理。生物修复法主要是利用微生物的降解作用来清除溢油，包括添加营养物质和投加菌种两种方式。然而，这些溢油清除方法均存在一定的局限性。采用传统的物理法效率较低，劳动强度大，而且很难将溢油清除彻底。多数消油剂和集油剂对海洋容易产生二次污染。采用生物法修复修复原油污染海水的优点是安全无毒、可生物降解，对环境通常不带来二次污染，然而采用微生物修复原油污染海水时存在以下问题：降解效率低、微生物细胞易被水流冲走、利用率低下，不适宜用于大面积海洋溢油修复。因此，开发出一种可快速环保修复海面溢油污染的方法对海洋生态具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种低毒、高效、可快速环保修复海面溢油污染的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙2-3份、鼠李糖脂2-4份、淀粉基表面活性剂1-2份、活性炭2-3份、膨润土2-4份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的10％～15％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速200～300r/min，搅拌6～10h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的8％～10％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速200～600r/min。
步骤(4)中，投放的热带假丝酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592，为冻干物，其拉丁名称为Candidatropicalis，为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
本发明中，在溢油区域投放热带假丝酵母并搅拌，使溢油区域保持紊动状态，可使热带假丝酵母分解发酵石油后的产物充分分散；向溢油区投放木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂、活性炭和膨润土的混合物，并搅拌溢油区域使溢油区域保持紊动状态，可使木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂、活性炭、膨润土与热带假丝酵母、热带假丝酵母的分解发酵产物充分混合，利于本发明的各组分之间发生协同溢油清除作用，提高了溢油清除效率和各组分的利用率。
本发明中，木质素磺酸钙是一种天然无毒的多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为浅黄色至深棕色粉末，略有芳香气味，具有很强的分散性、粘结性、螯合性；鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂，同时也是一种研究时间最长、应用技术最为成熟的一种生物表面活性剂，它在土壤、水体和植物中都自然存在，属于一种糖脂类的阴离子表面活性剂。淀粉基表面活性剂是非离子表面活性剂，不仅绿色环保，而且价格低廉，有着优良的乳化、保鲜、分散等性能，生物降解性能好。活性炭具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有很好的吸附性和离子交换性，环保无毒、生物降解率高，不会对原油污染过的海水造成二次污染。可见，本发明的各组分安全无毒，不会对环境产生二次污染。
此外，本发明中，活性炭和膨润土的粒径不同，因此活性炭和膨润土形成了不同比表面积的颗粒组团。由于比表面积的大小会对吸附效果产生影响，因此将活性炭和膨润土粉碎至不同的粒径，会对石油的吸附降解效果产生一定的影响。实验结果表明，将活性炭和膨润土粉碎至不同的粒径，可有利于发挥各组分对石油的吸附降解效果，提高各组分的利用率，其对石油的吸附降解效果好于单一粒径的颗粒组团。
进一步地，所述淀粉基表面活性剂为烷基糖苷或蔗糖脂肪酸酯。
进一步地，步骤(1)中的各组分的质量份数如下：木质素磺酸钙2份、鼠李糖脂3份、淀粉基表面活性剂1份、活性炭2份、膨润土3份。
进一步地，步骤(4)中投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的12％。
进一步地，步骤(5)中投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的9％。
进一步地，步骤(4)中，向溢油区投放热带假丝酵母前，先将热带假丝酵母装入麻袋中。作为一种优选，所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度。在麻袋的内表面上设置褶皱可以提高麻袋吸水储水的性能，防止落潮时热带假丝酵母因过于干燥而死亡，而且在麻袋的内表面上设置褶皱可有效防止麻袋内盛装的热带假丝酵母被水流冲走。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中，在溢油区域投放热带假丝酵母并搅拌，使溢油区域保持紊动状态，可使热带假丝酵母分解发酵石油后的产物充分分散；向溢油区投放木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂、活性炭和膨润土的混合物，并搅拌溢油区域使溢油区域保持紊动状态，可使木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂、活性炭、膨润土与热带假丝酵母、热带假丝酵母的分解发酵产物充分混合，利于本发明的各组分之间发生协同溢油清除作用，提高了溢油清除效率和各组分的利用率。
(2)本发明中，木质素磺酸钙是一种天然无毒的多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为浅黄色至深棕色粉末，略有芳香气味，具有很强的分散性、粘结性、螯合性；鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂，同时也是一种研究时间最长、应用技术最为成熟的一种生物表面活性剂，它在土壤、水体和植物中都自然存在，属于一种糖脂类的阴离子表面活性剂。淀粉基表面活性剂是非离子表面活性剂，不仅绿色环保，而且价格低廉，有着优良的乳化、保鲜、分散等性能，生物降解性能好。活性炭具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有很好的吸附性和离子交换性，环保无毒、生物降解率高，不会对原油污染过的海水造成二次污染。可见，本发明的各组分安全无毒，不会对环境产生二次污染。
(3)本发明中，活性炭和膨润土的粒径不同，因此活性炭和膨润土形成了不同比表面积的颗粒组团。由于比表面积的大小会对吸附效果产生影响，因此将活性炭和膨润土粉碎至不同的粒径，会对石油的吸附降解效果产生一定的影响。实验结果表明，将活性炭和膨润土粉碎至不同的粒径，可有利于发挥各组分对石油的吸附降解效果，提高各组分的利用率，其对石油的吸附降解效果好于单一粒径的颗粒组团。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1
一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙2份、鼠李糖脂2份、蔗糖脂肪酸酯1份、活性炭2份、膨润土2份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、蔗糖脂肪酸酯与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的10％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速300r/min，搅拌10h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的10％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速300r/min。
步骤(4)中，投放的热带假丝酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592，为冻干物，其拉丁名称为Candidatropicalis，为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
实施例2
一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙2份、鼠李糖脂2份、烷基糖苷1份、活性炭2份、膨润土2份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、烷基糖苷与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的10％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速300r/min，搅拌10h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的10％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速300r/min。
步骤(4)中，投放的热带假丝酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592，为冻干物，其拉丁名称为Candidatropicalis，为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
实施例3
一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙3份、鼠李糖脂4份、烷基糖苷2份、活性炭3份、膨润土4份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、烷基糖苷与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的15％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速300r/min，搅拌6h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的9％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速200r/min。
步骤(4)中，投放的热带假丝酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592，为冻干物，其拉丁名称为Candidatropicalis，为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
实施例4
一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙3份、鼠李糖脂4份、蔗糖脂肪酸酯2份、活性炭3份、膨润土4份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、蔗糖脂肪酸酯与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)将热带假丝酵母装入麻袋中，所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度，向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的15％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速300r/min，搅拌8h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的9％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速600r/min。
步骤(4)中，投放的热带假丝酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592，为冻干物，其拉丁名称为Candidatropicalis，为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
实施例5
一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙2份、鼠李糖脂3份、烷基糖苷1份、活性炭2份、膨润土3份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、烷基糖苷与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)将热带假丝酵母装入麻袋中，所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度，向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的12％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速250r/min，搅拌8h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的9％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速400r/min。
步骤(4)中，投放的热带假丝酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592，为冻干物，其拉丁名称为Candidatropicalis，为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
实验结果
选取15个大小规格相同的水池(水池规格为7m×3m×1.5m)，并对其编号为1-15号，每个水池中注入25L海水，并加入500g原油，石油选择胜利原油，所选用的原油的基本物理性质如下：密度0.8695g/cm3(测试标准GB/T1884-2000)，33℃、剪速20时的粘度230mPa.s。第1、6、11号水池按本发明实施例1的方法进行处理，第2、7、12号按本发明实施例2的方法进行处理，第3、8、13号按本发明实施例3的方法进行处理，第4、9、14号按本发明实施例4的方法进行处理，第5、10、15号按本发明实施例5的方法进行处理，在各个处理组分别投放其步骤(3)所得的混合物后，继续搅拌12h，然后分别测定残留石油的重量，根据初始加入油量换算得到溢油清除效果，测定结果如表1：
表1不同处理组的溢油清除效果
由于本发明的各组分之间的协同作用，提高了溢油清除效率效率和各组分的利用率，减少了本发明的各组分的使用量。此外，本发明的各组分绿色环保，安全无毒，不会对环境产生二次污染。实验结果表明，本发明的方法对溢油清除效率高，达84.6％～93.1％，可有效修复原油污染的海水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照下列配比称取以下质量份数的各组分：木质素磺酸钙2-3份、鼠李糖脂2-4份、淀粉基表面活性剂1-2份、活性炭2-3份、膨润土2-4份；
(2)将称量好的活性炭粉碎至粒径为150目，将称量好的膨润土粉碎至粒径为300目；
(3)将称量好的木质素磺酸钙、鼠李糖脂、淀粉基表面活性剂与粉碎好的活性炭、粉碎好的膨润土混合均匀；
(4)向原油污染的海水中投放热带假丝酵母，投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的10％～15％，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速200～300r/min，搅拌6～10h；
(5)向溢油区投放步骤(3)所得的混合物，投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的8％～10％，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速200～600r/min。
2.根据权利要求1所述的可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：所述淀粉基表面活性剂为烷基糖苷或蔗糖脂肪酸酯。
3.根据权利要求1所述的可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：步骤(1)中的各组分的质量份数如下：木质素磺酸钙2份、鼠李糖脂3份、淀粉基表面活性剂1份、活性炭2份、膨润土3份。
4.根据权利要求1所述的可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：步骤(4)中投放的热带假丝酵母的质量为溢油量的12％。
5.根据权利要求1所述的可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：步骤(5)中投放的步骤(3)所得的混合物的质量为溢油量的9％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：步骤(4)中，向溢油区投放热带假丝酵母前，先将热带假丝酵母装入麻袋中。
7.根据权利要求6所述的可快速环保修复海面溢油污染的方法，其特征在于：所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度。
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