CN107099488A - 一种用于油泥分离的微生物菌剂及分离油泥的方法 - Google Patents

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    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes

Abstract

本发明公开了一种用于油泥分离的微生物菌剂及分离油泥的方法,它是将A‑C任意一种培养液配好，经高压灭菌后，把微生物a、b分别单独加入，密闭；40～70℃，100～200rpm涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；然后将微生物菌剂与油泥按照1:1、2:1的比例混合，40～70℃，100～200rpm涡旋搅拌，反应20分钟～2小时；反应完后静置，待油与土分层后，即为微生物菌剂分离油泥；其中所述的微生物a：嗜热脱氮芽胞杆菌；b：热葡萄糖苷土杆菌w‑2。本发明不仅工艺简单、所需设备简单、成本低、环境友好，并且可以根据需要处理不同含油量（20～60%）的系列油泥，分离后的沙土中含油量低、沙土干净，是一种新型的分离油泥的生物技术，具有很好的应用前景。

Description

一种用于油泥分离的微生物菌剂及分离油泥的方法
技术领域
本发明属于分离油泥的技术领域，涉及一种分离油泥的生物技术及应用，更具体的说是一种采用微生物菌剂分离油泥的方法及应用。
背景技术
在石油开采、储运及炼制加工过程中，常产生一些含油量较高的油泥，这些油泥如果任意堆放，将成为油田及周边环境的重要污染源。石油进入土壤后难以去除，既破坏土壤结构，又对土壤自身的微生物和土壤植物生态系统产生危害。
目前对油泥废弃物的处理方法一般有：化学分离法、分解法、回注法、掩埋法或者焚烧法。但这些已有的处理方法都有一些明显缺点。如化学分离法的缺点：存在分离效率不高、化学试剂消耗大、处理不彻底，并且分离后的水和泥砂中还有大量污染，仍需进行多次反复处理才能达到指标；掩埋法处理需占用大量宝贵的田地并造成污染转移；回注法处理受场地限制并且不能很好地完全封闭含油泥中的石油类有害物质及衍生氯化物的泄漏；分解法处理成本太高，难于运行，使用的化学分解剂也会造成二次污染；焚烧法则浪费了大量宝贵的石油资源，不符合节能原则也容易污染空气。因此，上述几种传统方法均不能很好地解决油泥废弃物的处理问题。
近几十年来，环境以及人类社会的可持续发展问题越来越受到重视。油泥分离技术是指石油污染土壤后，利用嗜油微生物等生物体，将存在于土壤中的石油污染物快速与土壤分离开的综合性环境工程技术。与传统的化学、物理处理方法相比，该技术具有成本低、处理效果好、对环境影响小、无二次污染等优点，被认为是最有发展前景的石油污染治理方法。在实际应用过程中，生物分离技术也常与其他化学、物理分离方法联合使用，以便更有效地分离和去除污染物质。在20 世纪40 年代国外就开展了相关的研究，我国大量研究工作则始于20 世纪70 年代末期，最近十年已进入一个研究黄金期。
利用微生物分离油泥，微生物以含油污泥中的原油为碳源进行生长，同时产生的表面活性剂可乳化石油，使微生物更有效地分离石油，从而达到油泥中的油、水、泥沙分离的目的。一些研究结果表明，在土壤和水体环境中能降解石油烃的微生物非常多，常见的有100 余属，200 多个种，不同种属的微生物对石油的分离能力不同。每种微生物往往对特定的石油成分有强的分离能力，因此，接种混合的微生物群落，通过微生物间的协同作用，能更有效地分离石油废弃物中的油泥。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、所需设备简单、成本低、环境友好、可分离油泥的生物技术及应用。
为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：
一种用于油泥分离的微生物菌剂，其特征在于它是由微生物a、b按照质量比1:1的比例混合制成；其中微生物 a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2（Geobacillus thermoglucosidasius，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.11442 ）.
本发明进一步公开了用于油泥分离的微生物菌剂的分离方法，其特征在于按如下的步骤进行：
（1）将培养液配好，经高压灭菌后，把微生物a、b分别单独加入A-C的任意一种培养液中，密闭；40～70℃，100～200rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照质量比1:1混合，制成微生物菌剂；
（2）将制成的微生物菌剂与油泥按照1:1-2:1的比例混合，40～70℃，100～200rpm 涡旋搅拌，反应20分钟～2小时；反应完后静置，待油与土分层后，即为微生物菌剂分离油泥；其中所述的活体微生物为:
a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）； b：热葡萄糖苷土杆菌w-2（Geobacillus thermoglucosidasius，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.11442 ）.
所述的培养液为A-C的任意一种；
培养液A：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量；
培养液B：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量；
培养液C：Na2HPO4·12H2O 0.06％；KH2PO4 0.02％；NaNO3 0.04%；FeSO4·7H2O0.001％；CaCl2·2H2O 0.001％；MgSO4·7H2O 0.03％；酵母粉 0.01％；葡萄糖 1%；水 余量。其中培养液配方中所表述的水余量指的是：采用水将整个配方配成100%。
本发明更进一步公开了用于油泥分离的微生物菌剂在降低油泥污染方面的应用。特别是用于油泥废弃物有效分离方面的应用。实验结果显示：采用本发明的油泥分离微生物菌剂分离后泥土中含油率最优能达到1.6%，这是现有技术所不能达到的。
本发明重点考察了如下的内容：
（1）菌株的选择，通过筛选试验，从大量菌株中筛选到菌株a、b具有较好的油泥分离能力。
（2）微生物菌剂中菌株比例，通过正交试验，确定微生物菌剂中两种菌株的比例为1:1时，微生物菌剂的油泥分离能力最好。
（3）微生物菌剂处理油泥时，通过实验，确定微生物菌剂与油泥的比例、搅拌时间、转速、温度等条件。
本发明采用微生物菌剂所制备的乳化重油与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明可以根据需要分离不同含油量（20～60%）的系列油泥产品。所分离油泥后得到的沙土中含油量明显低于其它技术所能达到的含油量，并且性能稳定，可较大幅度降低油泥污染，保护环境，具有较强的市场竞争力。
(2)本发明是一种新型的分离油泥的生物技术，制备过程中不对环境产生污染。
(3)本发明工艺简单、所需设备简单、成本低。
(4)本发明所使用的微生物菌剂无毒性，使用时对相关设备无腐蚀。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明做进一步描述。这些实施例是为了说明而不是以任何方式限制本发明。其中所用的微生物菌剂：a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2（Geobacillusthermoglucosidasius，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.11442）。
实施例1
油泥分离方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2。
（2）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的油泥的重量百分比为：
微生物菌剂 50% 油泥50% 。
（3）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液A、B，经高压灭菌后，把微生物a在培养液A中、b在培养液B中培养，密闭；45℃，160rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；把油泥（油泥中含油量为51%）和微生物菌剂按比例1：1加入，密闭。45℃，160rpm涡旋搅拌，反应20分钟。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为9.2%。
a：培养液指的是培养液A：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量；
b：培养液指的是培养液B：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量。
实施例2
油泥分离方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2。
（2）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的油泥的重量百分比为：
微生物菌剂 50% 油泥50% 。
（3）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液A、C，经高压灭菌后，把微生物a在培养液A中、b在培养液C中培养，密闭； 70℃， 130rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；把油泥（油泥中含油量为51%）和微生物菌剂按比例1：1加入，密闭。70℃，130rpm涡旋搅拌，反应1h。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为5.7%。
a：培养液指的是培养液A：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量；
b：培养液指的是培养液C： Na2HPO4·12H2O 0.06％；KH2PO4 0.02％；NaNO3 0.04%；FeSO4·7H2O 0.001％；CaCl2·2H2O 0.001％；MgSO4·7H2O 0.03％；酵母粉 0.01％；葡萄糖1%；水 余量。
实施例3
油泥分离方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2。
（2）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的油泥的重量百分比为：
微生物菌剂 50% 油泥50% 。
（3）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液B、C，经高压灭菌后，把微生物a在培养液B中、b在培养液C中培养，密闭；50℃，160rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；把油泥（油泥中含油量为51%）和微生物菌剂按比例1：1加入，密闭。50℃，160rpm涡旋搅拌，反应2h。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为2.1%。
a：培养液指的是培养液B：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量；
b：培养液指的是培养液C：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量。
实施例4
油泥分离方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2。
（2）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的油泥的重量百分比为：
微生物菌剂 66.7% 油泥33.3% 。
（3）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液A、C，经高压灭菌后，把微生物a在培养液C中、b在培养液A中培养，密闭；65℃，150rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；把油泥（油泥中含油量为51%）和微生物菌剂按比例1：1加入，密闭。65℃，150rpm涡旋搅拌，反应20分钟。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为6.2%。
a：培养液指的是培养液C：Na2HPO4·12H2O 0.06％；KH2PO4 0.02％；NaNO3 0.04%；FeSO4·7H2O 0.001％；CaCl2·2H2O 0.001％；MgSO4·7H2O 0.03％；酵母粉 0.01％；葡萄糖1%；水 余量；
b：培养液指的是培养液A：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量。
实施例5
油泥分离方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是 a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2。
（2）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的油泥的重量百分比为：
微生物菌剂 66.7% 油泥33.3% 。
（3）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液A，经高压灭菌后，把微生物a在培养液C中、b在培养液B中培养，密闭；60℃，150rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；把油泥（油泥中含油量为51%）和微生物菌剂按比例1：1加入，密闭。60℃，150rpm涡旋搅拌，反应1h。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为3.8%。
a：培养液指的是培养液C：Na2HPO4·12H2O 0.06％；KH2PO4 0.02％；NaNO3 0.04%；FeSO4·7H2O 0.001％；CaCl2·2H2O 0.001％；MgSO4·7H2O 0.03％；酵母粉 0.01％；葡萄糖1%；水 余量；
b：培养液指的是培养液B：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量。
实施例6
油泥分离方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2；b：热葡萄糖苷土杆菌w-2。
（2）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的油泥的重量百分比为：
微生物菌剂 66.7% 油泥33.3% 。
（3）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液C，经高压灭菌后，把微生物a在培养液B中、b在培养液A中培养，密闭；55℃，200rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照1:1混合，制成微生物菌剂；把油泥（油泥中含油量为51%）和微生物菌剂按比例1：1加入，密闭。55℃， 200rpm涡旋搅拌，反应2h。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为1.6%。
a：培养液指的是培养液B：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量；
b：培养液指的是培养液A：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量。
实施例7
大港油田附近的含油泥沙土（含油量为51%），然后和微生物菌剂按比例1：1混合，密闭。55℃，200rpm涡旋搅拌，反应2h。反应完后静置，待油与土分层后，此即为微生物菌剂分离油泥。测量下层泥土中含油量，经测定，泥土中含油率为1.6%；说明：分离后的沙土中含油量低、沙土干净。
实施例8
比较试验
水洗法:在分离处理油泥的实验过程中，所确定的最适宜的实验条件是：水洗剂浓度为6.5%，试验分离温度为95 ℃，水洗剂与油砂的质量比为6:1。在上述条件下迚行数次平行实验，最终分离处理后的泥土中含油率基本稳定在27.4%左右。

Claims (4)

1.一种用于油泥分离的微生物菌剂，其特征在于它是由微生物a、b按照质量比1:1的比例混合制成；其中微生物菌种 a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillusthermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）； b：热葡萄糖苷土杆菌w-2（Geobacillus thermoglucosidasius，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.11442）。
2.权利要求1所述的用于油泥分离的微生物菌剂的分离方法，其特征在于按如下的步骤进行：
（1）将培养液配好，经高压灭菌后，把微生物a、b分别单独加入A-C的任意一种培养液中，密闭；40～70℃，100～200rpm 涡旋搅拌，培养16h；然后将微生物a、b按照质量比1:1混合，制成微生物菌剂；
（2）将制成的微生物菌剂与油泥按照1:1-2:1的比例混合，40～70℃，100～200rpm 涡旋搅拌，反应20分钟～2小时；反应完后静置，待油与土分层后，即为微生物菌剂分离油泥；其中所述的活体微生物为:
a：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）； b：热葡萄糖苷土杆菌w-2（Geobacillus thermoglucosidasius，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.11442 ）；
所述的培养液为A-C的任意一种；
培养液A：蛋白胨 1%,酵母膏 0.5%,氯化钠 1%,水 余量；
培养液B：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量；
培养液C：Na2HPO4·12H2O 0.06％；KH2PO4 0.02％；NaNO3 0.04%；FeSO4·7H2O 0.001％；CaCl2·2H2O 0.001％；MgSO4·7H2O 0.03％；酵母粉 0.01％；葡萄糖 1%；水 余量。
3.权利要求1所述用于油泥分离的微生物菌剂在降低油泥污染方面的应用。
4.权利要求1所述的用于油泥分离的微生物菌剂在用于油泥废弃物有效分离方面的应用。
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