CN106975364B - 一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及膜清洗技术领域，具体涉及一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法,包括（1）菌种培养、（2）配制清洗液、（3）膜组件清洗、（4）膜组件冲洗，其中复合石油降解菌是以石油原油作为碳源的耐盐菌，优选包括炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌清，洗液中的活性泥团浓度为1～4 g/L，清洗温度为10～50℃。本发明的复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法利用耐盐细菌分解油污，通过降解油污中的疏水物质转化为可溶于水的有机小分子物质，能够有效清除超滤膜中的不可逆油污染，将超滤膜的膜通量恢复至95%以上，同时可以多次清洗膜组件并且不会对膜组件材质造成损伤，适用于处理含盐含油污水的超滤膜的清洗。
Description
技术领域
本发明涉及膜清洗技术领域，具体涉及一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法。
背景技术
超滤膜是膜孔径在0.01～0.1µm的微孔过滤膜，可用于分离分子量大于500道尔顿、粒径大于10 nm的颗粒，广泛用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品、食品工业、超纯水制备及污水处理，尤其是含油污水处理。当超滤膜用于含石油污水处理时，随超滤膜截留的污染物在膜内表面和膜孔中不断积累，超滤膜膜通量逐渐下降，当膜通量下降超过30%时须进行清洗除污。现有除污方法有物理方法和化学方法，物理方法主要是通过机械力清除膜表面污染物，但无法有效清除膜孔内污染物，化学方法主要通过含有表面活性剂或强碱的药物进行反冲清洗，可去除超滤膜表面及膜孔中的一般污染物。但是当超滤膜中发生不可逆污染即通过药物清洗后的膜通量小于80%时需要通过强酸或强碱反复清洗多次，这样会造成膜材质损坏，降低超滤膜使用寿命。中国专利CN105983342A，专利名称超滤膜的清洗方法，公布日期2016 年10月5日，公开了一种利用pH值为12～14的碱液循环清洗超滤膜的方法，所用碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠。但是该方法无法有效清除超滤膜表面或膜孔中的不可逆油污。
发明内容
针对现有清洗超滤膜的方法无法有效清除超滤膜中的不可逆油污污染物，而反复强酸或强碱清洗则导致膜损坏的问题，本发明的目的在于提供一种利用细菌分解油污实现超滤膜清洗的复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，能够有效清除超滤膜中的不可逆油污染，将超滤膜的膜通量恢复至95%以上，同时避免损害膜组件材质。
本发明提供如下的技术方案：
一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，包括以下步骤：
（1）菌种培养：将复合石油降解菌接种到培养液中培养，形成活性泥团；
（2）配制清洗液：将活性泥团接入营养液中形成清洗液；
（3）膜组件清洗：将清洗液打入油污染的膜组件中清洗膜组件；
（4）膜组件冲洗：用水冲洗经清洗液清洗后的膜组件；
其中，复合石油降解菌为以石油原油作为碳源的耐盐菌。
作为本发明的一种改进，所述复合石油降解菌包括炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌。
作为本发明的一种改进，步骤（1）的培养液由以下重量份组份组成：石油质量浓度为0.4～0.6%的废水液400～600份、酵母提取物0.02～0.08份、蛋白胨0.02～0.08份、尿素1～4份、葡萄糖0.5～1.5份。
作为本发明的一种改进，步骤（2）中的营养液为磷酸二氢钾和硝酸钠的混合溶液，其中磷酸二氢钾的质量百分比为0.13～0.15%，硝酸钠的质量百分比为0.018～0.026%，余量为水。
作为本发明的一种改进，步骤（2）所得清洗液中的活性泥团浓度为1～4 g/L。
作为本发明的一种改进，步骤（3）中的清洗温度为10～50 ℃。
作为本发明的一种改进，步骤（3）中膜组件清洗一次的时间不超过24 h，需要多次清洗时将使用后清洗液送至曝气2～10 h后再次使用。
本发明的复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，所选用的复合石油降解菌为从海洋、盐场及富盐废水排放口的淤泥等环境中分离出的耐盐菌，可耐超滤膜中的含盐污染环境，以石油原油为碳源，可以将石油中的疏水性烃类物质降解为亲水性的有机小分子物质而溶于水中，有效清洗膜表面或膜孔内造成不可逆污染的油污染物，恢复膜通量和分离能力。另外复合石油降解菌的分泌物中还检测到鼠李糖脂，作为生物表面活性剂提高了烃类物质在水中的溶解，强化了除污效果。其中炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌的清洗除污能力突出，在实验室内对原油的降解率分别达到28.5%、18.7%、24.1%，总降解率达71.3%。通过向清水中加入活性泥团的方法提高了菌种的活性。活性泥团加入量过少除污效果不佳，加入量过多则可能导致膜组件阻塞。而合适的清洗温度可以保证菌种活性，温度过低菌种活性降低，温度过高则导致菌种被杀死。清洗时间过长可能导致菌种因缺氧而死，因此清洗一段时间后需要将清洗液曝气一段时间以恢复菌种活性。
本发明的有益效果如下：
本发明的复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法利用耐盐细菌分解油污，通过降解油污中的疏水物质转化为可溶于水的有机小分子物质，能够有效清除超滤膜中的不可逆油污染，将超滤膜的膜通量恢复至95%以上，并且可以多次清洗膜组件同时避免膜组件材质受损，适用于处理含盐含油污水的超滤膜的清洗。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明：
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
实施例1
一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，包括以下步骤：
（1）菌种培养：将复合石油降解菌接种到培养液中培养，形成活性泥团，复合石油降解菌是以石油原油为碳源的耐盐菌，作为优选包括炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌，培养液由以下组份组成：石油质量浓度为0.4%的废水液400 g、酵母提取物0.02 g、蛋白胨0.02g、尿素1 g、葡萄糖0.5 g；
（2）配制清洗液：将活性泥团接入营养液中形成清洗液，清洗液中的活性泥团浓度为1 g/L，营养液优选为质量百分比分别为0.13%的磷酸二氢钾和0.018%的硝酸钠的混合水溶液，以提供细菌所需的磷和氮；
（3）膜组件清洗：将清洗液打入被石油污染的膜组件中清洗膜组件，清洗温度为10℃，单次清洗膜组件的时间不超过24 h，优选10 h，当需要多次清洗膜组件时先将使用过的清洗液送至曝气2 h以后再用于再次清洗膜组件；
（4）膜组件清洗：用水冲洗经清洗液清洗后的膜组件，优选超纯水。
经复合石油降解菌清洗过的超滤膜的膜通量可以恢复至95%以上，并且可用清洗液对膜组件多次清洗，膜组件的材质不会受到清洗液的破坏。
实施例2
（1）菌种培养：将复合石油降解菌接种到培养液中培养，形成活性泥团，复合石油降解菌是以石油原油为碳源的耐盐菌，作为优选包括炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌，培养液由以下组份组成：石油质量浓度为00.5%的废水液500 g、酵母提取物0.05 g、蛋白胨0.05 g、尿素2.5 g、葡萄糖1 g；
（2）配制清洗液：将活性泥团接入营养液中形成清洗液，清洗液中的活性泥团浓度为2.5 g/L，营养液优选为质量百分比分别为0.14%的磷酸二氢钾和0.022%的硝酸钠的混合水溶液，以提供细菌所需的磷和氮；
（3）除污膜组件：将清洗液打入被石油污染的膜组件中清洗膜组件，清洗温度为25℃，单次清洗膜组件的时间不超过24 h，优选16 h，当需要多次清洗膜组件时先将使用过的清洗液送至曝气6 h以后再用于再次清洗膜组件；
（4）膜组件清洗：用水冲洗经清洗液清洗后的膜组件，优选超纯水。
经复合石油降解菌清洗过的超滤膜的膜通量可以恢复至95%以上，并且可用清洗液对膜组件多次清洗，膜组件的材质不会受到清洗液的破坏。
实施例3
（1）菌种培养：将复合石油降解菌接种到培养液中培养，形成活性泥团，复合石油降解菌是以石油原油为碳源的耐盐菌，作为优选包括炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌，培养液由以下组份组成：石油质量浓度为0.6%的废水液600 g、酵母提取物0.08 g、蛋白胨0.08 g、尿素4 g、葡萄糖1.5 g；
（2）配制清洗液：将活性泥团接入营养液中形成清洗液，清洗液中的活性泥团浓度为4 g/L，营养液优选为质量百分比分别为0.15%的磷酸二氢钾和0.024%的硝酸钠的混合水溶液，以提供菌种所需的磷和氮；
（3）除污膜组件：将清洗液打入被石油污染的膜组件中清洗膜组件，清洗温度为50℃，单次清洗膜组件的时间不超过24 h，优选24 h，当需要多次清洗膜组件时先将使用过的清洗液送至曝气10 h以后再用于再次清洗膜组件；
（4）膜组件清洗：用水冲洗经清洗液清洗后的膜组件，优选超纯水。
经复合石油降解菌清洗过的超滤膜的膜通量可以恢复至95%以上，并且可用清洗液对膜组件多次清洗，膜组件的材质不会受到清洗液的破坏。
本发明的复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法利用耐盐细菌分解油污，通过降解油污中的疏水物质使其转化为可溶于水的有机小分子物质，能够有效清除超滤膜中的不可逆油污染，将超滤膜的膜通量恢复至95%以上，同时可以多次清洗膜组件并且不会对膜组件材质造成损伤。
Claims (3)
1.一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，包括以下步骤：
(1)菌种培养：将复合石油降解菌接种到培养液中培养，形成活性泥团；
(2)配制清洗液：将活性泥团接入营养液中形成清洗液；
(3)膜组件清洗：将清洗液打入油污染的膜组件中清洗膜组件；
(4)膜组件冲洗：用水冲洗经清洗液清洗后的膜组件；
其中，复合石油降解菌为以石油原油作为碳源的耐盐菌，由炭疽杆菌、短小芽孢杆菌和索氏梭菌组成；
步骤(2)所得清洗液中的活性泥团浓度为1～4g/L；
步骤(3)中膜组件清洗一次的时间不超过24h，需要多次清洗时将使用后清洗液送至曝气2～10h后再次使用；
步骤(3)中的清洗温度为10～50℃。
2.根据权利要求1所述的一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，其特征在于，步骤(1)的培养液由以下重量份组份组成：石油原油质量浓度为0.4～0.6％的废水液400～600份、酵母提取物0.02～0.08份、蛋白胨0.02～0.08份、尿素1～4份、葡萄糖0.5～1.5份。
3.根据权利要求1所述的一种复合石油降解菌清洗油污染超滤膜的方法，其特征在于，步骤(2)中的营养液为磷酸二氢钾和硝酸钠的混合溶液，其中磷酸二氢钾的质量百分比为0.13～0.15％，硝酸钠的质量百分比为0.018～0.026％，余量为水。
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| CN105505809A (zh) * | 2015-07-21 | 2016-04-20 | 南开大学 | 一种用于清洗采油废水过滤膜的微生物菌剂 |
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2016
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