CN111849798A - 一种微生物菌群复配液以及石油烃污染土壤处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种微生物菌群复配液，包括：至少两种好氧微生物或兼性好氧微生物，其中，所述复配液由各所述微生物发酵后形成1.0‑2.0亿cfu/ml的单独发酵液等质量比混合而成，各所述单独发酵液在所述复配液中的总质量百分比之和为100％。本发明提出的微生物菌群复配液以及石油烃污染土壤处理方法，微生物选择范围广，微生物代谢旺盛，生长周期短、可以生产多种代谢分解的酶进行复配，协同分解石污染土壤中的油烃污染物，通过多种微生物的协同作用，可以高效降解污染土壤中的石油烃成分。

Description

一种微生物菌群复配液以及石油烃污染土壤处理方法
技术领域
本发明涉及一种微生物菌群复配液以及土壤处理方法，特别涉及一种 采用微生物菌群复配液的石油烃污染土壤处理方法。
背景技术
石油是人类非常重要的动力能源和工业原料，具有“黑色金子、工业 血液”之称。石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品 进入环境而造成污染，其中一部分污染进入土壤，造成土壤石油烃污染。 石油烃污染会严重影响土地的使用功能，引起土壤结构与性质改变、微生 物群落变化、土壤酶活性降低、植被破坏和生态变异，并导致农作物代谢 过程紊乱、水体污染严重等环境问题。
目前，针对被污染的土壤，生物修复技术因其投资低、环境风险小、适 应能力强被认为是最有前途的修复技术之一。到目前为止，如表1所示， 已知能降解石油中各种烃类的微生物共约100余属、200多种，它们分属 于细菌、放线菌、霉菌、酵母以及藻类。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种微生物菌群 复配液以及石油烃污染土壤处理方法，微生物选择范围广，微生物代谢旺 盛，生长周期短、可以生产多种代谢分解的酶进行复配，协同分解石污染 土壤中的油烃污染物，通过多种微生物的协同作用，可以高效降解污染土 壤中的石油烃成分。
为实现上述目的，本发明提出一种微生物菌群复配液，具有这样的特征， 至少两种好氧微生物或兼性好氧微生物，其中，所述复配液由各所述微生 物发酵后形成1.0-2.0亿cfu/ml的单独发酵液等质量比混合而成，各所述单 独发酵液在所述复配液中的总质量百分比之和为100％。
本发明提出的一种微生物菌群复配液，还具有这样的特征，所述好氧 微生物或所述兼性好氧微生物包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、副凝聚 小短杆菌、多粘类芽孢杆菌，以及施氏假单胞菌。
本发明提出的一种微生物菌群复配液，还具有这样的特征，所述微生 物菌群复配液在使用前还包括以下步骤:
反应液活化：将所述复配液与清水的质量比例按照1：200-1：100混合， 在30-35℃的活化温度范围内活化16-24h，形成微生物菌群反应液。
本发明还提出的一种采用微生物菌群复配液的石油烃污染土壤处理方 法，具有这样的特征，包括以下步骤：
菌群添加：向所述石油烃污染土壤的预处理土壤中添加占所述预处理土壤 的质量范围为1％-2％的所述微生物菌群反应液，筛分混合得到反应体系后 进行微生物降解，并对所述反应体系进行筛分曝气， 其中，所述反应体系的反应温度范围为25-45℃，含水量范围为20％-30％， pH范围为6.0-10.0，所述预处理土壤的石油烃浓度范围为1000-2000mg/kg。
本发明提出的一种石油烃污染土壤处理方法，还具有这样的特征，所 述菌群添加步骤前还包括以下步骤：
土壤预处理：将所述石油烃污染土壤筛分破碎，将含水率范围调整至 20％-30％，pH范围调整至6.0-10.0，得到所述预处理土壤。
本发明提出的一种石油烃污染土壤处理方法，还具有这样的特征，所 述微生物降解的周期为30-60天，所述污染土壤的石油烃降解率范围为 59.2％-98.9％。
本发明提出的一种石油烃污染土壤处理方法，还具有这样的特征，所 述微生物降解的周期为30-45天，所述污染土壤的石油烃降解率范围为 75-98.9％。
本发明提出的一种石油烃污染土壤处理方法，还具有这样的特征，所 述复配液由各所述微生物发酵后形成1.5-2.0亿cfu/ml。
发明作用和效果
本发明所涉及的微生物菌群复配液以及石油烃污染土壤处理方法，选 取合适的微生物菌进行复配，并加入到进行了预处理的污染土壤中，维持 适合微生物进行生长的环境进行微生物降解。本发明中的微生物菌群采用 的微生物为好氧或兼性好氧微生物，代谢旺盛，降解能力强，除了微生物 在生长过程中可消耗石油烃外，还可以分泌胞外降解酶从而持续降解石油 烃。本发明中的微生物菌群复配液中，多种微生物分泌的酶可以协同作用， 从而大大提升石油烃的降解效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获 得其他的附图。
图1是本发明在背景技术中的常见石油烃降解微生物表。
图2是本发明在实施例中的叠级吊顶安装系统的安装结构示意图。
图3是本发明在实施例中的叠级吊顶安装系统的局部安装结构示意 图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一 步说明。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明所涉及的一种微生物菌群复配液以及 石油烃污染土壤处理方法作详细的描述。以下结合附图对本发明的原理和 特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供的一种微生物菌群复配液，包括：至少两种好氧微生物或 兼性好氧微生物，其中，所述复配液由各所述微生物发酵后形成1.0-2.0 亿cfu/ml的单独发酵液等比例混合而成，各所述单独发酵液在所述复配液 中的总质量百分比之和为100％。
本发明中采用的微生物为好氧微生物或兼性好氧微生物包括但不限于 枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、 CICC0037)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞菌(CGMCC 1.15316)。在一些实施例中，采用枯 草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)和地衣芽孢杆菌(CGMCC1.15832、 CICC0037)进行复配形成微生物菌群复配液。在一些实施例中，采用枯草 芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)进行复配形成微生物菌群复 配液。
本发明中的微生物菌群复配液在进行复配时，先单独将所选择的各微 生物进行单独发酵，形成1.0-2.0亿cfu/ml的单独发酵液，再将各单独发 酵液等质量比例混合而成微生物菌群复配液，微生物菌群复配液仅含有各 单独发酵液，各所述单独发酵液在所述复配液中的总质量百分比之和为 100％。高菌落形成单位的微生物发酵液将更加有利于污染土壤的处理效果， 因而菌落形成单位的优选范围为1.5-2.0亿cfu/ml。
另外，本发明提供的一种微生物菌群复配液中，所述微生物菌群复配 液在使用前还包括以下步骤:
反应液活化：将所述复配液与清水的质量比例按照1：200-1：100混合， 在30-35℃的活化温度范围内活化16-24h，形成微生物菌群反应液。所述 复配液与清水的混合是为了活化反应液。所述复配液与清水的质量比例范 围优选为1：100，活化时间范围的优选为16-20h。
另外，本发明还提供了一种采用所述微生物菌群复配液的石油烃污染 土壤处理方法，包括以下步骤：
土壤预处理：将所述石油烃污染土壤筛分破碎，将含水率范围调整至 20％-30％，pH范围调整至6.0-10.0，得到所述预处理土壤。
上述的筛分破碎可采用ALLU筛分破碎铲斗，保证90％的土壤颗粒粒径 小于30mm，再通过加水或筛分破碎增加挥发效果降低含水量，将污染土 壤中的含水率范围调整至20％-30％，优选为25％，并可调节预处理土壤的pH范围至6.0-10.0，优选为7.0-8.0。
菌群添加：向所述石油烃污染土壤的预处理土壤中添加占所述预处理土壤 的质量范围为1％-2％的所述微生物菌群反应液，筛分混合得到反应体系后 进行微生物降解，并对所述反应体系进行筛分曝气。
在向所述石油烃污染土壤的预处理土壤中加入微生物菌群反应液时， 更多的微生物菌群反应液将有利于微生物对预处理土壤中污染物的消耗， 加入的微生物菌群反应液占所述预处理土壤的质量范围为1％-2％。上述的 筛分混合可以采用ALLU筛分破碎铲斗装置。所述的筛分曝气也可采用 ALLU筛分破碎铲斗装置进行翻抛，通过调整筛分的次数可增加土壤中的 含氧量。在一些实施例中，采用ALLU筛分破碎铲斗装置进行土壤筛分曝气2-3次。
所述反应体系的反应温度范围为25-45℃，优选为30-35℃，含水量范 围为20％-30％，优选为25％，pH范围为6.0-10.0，优选为7.0-8.0，所述 预处理土壤的石油烃浓度范围为1000-2000mg/kg。
另外，本发明提供的石油烃污染土壤处理方法中，所述微生物降解的 周期为30-60天，更长的降解时间将带来更好的污染物降解效果，微生物 降解的周期优选为30-45天，所述污染土壤的石油烃降解率范围为 59.2％-98.9％。
实施例1
选取枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)和地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)约1.2亿cfu/ml，来降解石油烃浓度约为1200mg/kg 的污染土壤，采集三份供试土壤，其污染物浓度如下表:
项目 pH 石油烃浓度(mg/kg)
供试土壤1 7.27 1193
供试土壤2 7.34 1239
供试土壤3 7.16 1232
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)和地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)其组分比为1：1，混合各微生物的单独发酵液后， 按照与清水的质量比为1：100加入清水，在35℃进行活化16h后，加入 预处理的土壤中，加量为预处理的土壤的质量分数的1％。混合物筛分混合 后保持温度35℃，含水量范围为25％-30％，pH范围为6.0-8.0，每12h进 行翻抛1次，降解30天后，石油烃降解率最高达到58.1％。
Figure BDA0002186650550000071
实施例2
选取枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)约1.2亿cfu/ml， 来降解石油烃浓度约为1200mg/kg的污染土壤，采集三份供试土壤，其污 染物浓度如下表：
项目 pH 石油烃浓度(mg/kg)
供试土壤1 7.27 1193
供试土壤2 7.34 1239
供试土壤3 7.16 1232
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)其组分比为1：1： 1，混合各微生物的单独发酵液后，按照与清水的质量比为1：100加入清 水在30-35℃时进行活化16h后，加入预处理的土壤中，加量为预处理的 土壤的质量分数的1％。将混合物筛分混合后保持温度35℃，含水量范围为 25％-30％，pH范围为6.0-8.0，每12h进行翻抛1次，降解30天后，石油 烃降解率最高达到53.3％。
Figure BDA0002186650550000081
实施例3
选取枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)约1.2亿cfu/ml，来降解石油烃浓度约为1200mg/kg的污染土壤， 采集三份供试土壤，其污染物浓度如下表:
项目 pH 石油烃浓度(mg/kg)
供试土壤1 7.27 1193
供试土壤2 7.34 1239
供试土壤3 7.16 1232
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)和副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)其组分比为1：1，混合各微生物的单独发酵液后，按照与清水的 质量比为1：100加入清水在30-35℃时进行活化16h后，加入预处理土壤 中，加量为预处理土壤的质量分数1％。将混合物筛分混合后保持温度35℃， 含水量范围为25％-30％，pH范围为6.0-8.0，每12h进行翻抛1次，降解 30天后，石油烃降解率最高达到分别达到78.9％。
Figure BDA0002186650550000091
实施例4
实验选取地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、副凝聚小短杆 菌(CGMCC1.838)均为约1.1亿cfu/ml，来降解石油烃浓度约为1450mg/kg 的污染土壤，采集三份供试土壤，其污染物浓度如下表：
Figure BDA0002186650550000092
Figure BDA0002186650550000101
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)其组分比为1：1，混合各微生物的单独发酵液后，按照与清水的 质量比为1：100加入清水进行30℃活化20h后加入预处理的土壤中，加 量为土壤质量的1.5％。将混合物筛分混合后保持温度35℃，含水量范围为 25％-30％，pH范围为6.5-7.5，每12h进行翻抛1次，降解40天后，石油 烃降解率最高达到80.5％。
Figure BDA0002186650550000102
实施例5
枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞 菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)均为约1.4亿 cfu/ml，来降解石油烃浓度约为3600mg/kg的污染土壤，采集三份供试土 壤，其污染物浓度如下表:
项目 pH 石油烃浓度(mg/kg)
供试土壤1 7.27 3598
供试土壤2 7.34 3624
供试土壤3 7.16 3640
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞 菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)其组分比为1：1： 1:1：1，混合各微生物的单独发酵液后，按照与清水的质量比为1：100加 入清水在35℃进行活化16h后，加入预处理的土壤中，加量为预处理的土 壤的质量分数的1％。将混合物筛分混合后保持温度35℃，含水量范围为 25％-30％，pH范围为6.0-8.0，每12h进行翻抛1次，降解40天后，石油 烃降解率最高达到分别达到84.5％。
Figure BDA0002186650550000111
实施例6
枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞 菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)均为约1.4亿cfu/ml，来降解石油烃浓度约为3600mg/kg的污染土壤，采集三份供试土 壤，其污染物浓度如下表:
项目 pH 石油烃浓度(mg/kg)
供试土壤1 7.27 3598
供试土壤2 7.34 3624
供试土壤3 7.16 3640
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞 菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)其组分比为1：1： 1:1：1，混合各微生物的单独发酵液后，按照与清水的质量比为1：100加 入清水在35℃进行活化16h后，加入预处理的土壤中，加量为预处理的土 壤的质量分数的1％。将混合物筛分混合后保持温度35℃，含水量范围为 25％-30％，pH范围为6.0-8.0，每12h进行翻抛1次，降解60天后，石油 烃降解率最高达到分别达到88.0％。
Figure BDA0002186650550000121
实施例7
枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞 菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)均为约1.4亿cfu/ml， 降解石油烃浓度约为3600mg/kg的污染土壤，采集三份供试土壤，其污染 物浓度如下表:
项目 pH 石油烃浓度(mg/kg)
供试土壤1 7.27 3598
供试土壤2 7.34 3624
供试土壤3 7.16 3640
三份供试土壤采集后，通过自然风干，去除土壤中的杂物，并过5mm 筛后，调整供试土壤含水率约20-25％备用。
草芽孢杆菌(CGMCC 1.821、CICC 10090)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.15832、CICC0037)、多粘类芽孢杆菌(CGMCC 1.15984)、施氏假单胞 菌(CGMCC 1.15316)、副凝聚小短杆菌(CGMCC 1.838)其组分比为1：1： 1:1：1，混合各微生物的单独发酵液后，按照与清水的质量比为1：100加 入清水在35℃进行活化24h后加入预处理的土壤中，加量为预处理的土 壤的质量分数的2％。将混合物筛分混合后保持温度35℃，含水量范围为 25％-30％，pH范围为6.0-8.0，每12h进行翻抛1次，降解60天后，石油 烃降解率最高达到分别达到91.5％。
Figure BDA0002186650550000131
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的微生物菌群复配液以及石油烃污染土壤处理 方法，选取合适的微生物菌进行复配，并加入到进行了预处理的污染土壤 中，维持适合微生物进行生长的环境进行微生物降解。本本实施例中的微 生物菌群采用的微生物为好氧或兼性好氧微生物，代谢旺盛，降解能力强， 除了微生物在生长过程中可消耗石油烃外，还可以分泌胞外降解酶从而持 续降解石油烃。本实施例中的微生物菌群复配液中，多种微生物分泌的酶可以协同作用，从而大大提升石油烃的降解效率。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡 是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围 内。

Claims (8)

1.一种微生物菌群复配液，其特征在于，包括：至少两种好氧微生物或兼性好氧微生物，其中，所述复配液由各所述微生物发酵后形成1.0-2.0亿cfu/ml的单独发酵液等质量比混合而成，各所述单独发酵液在所述复配液中的总质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的微生物菌群复配液，其特征在于，所述好氧微生物或所述兼性好氧微生物包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、副凝聚小短杆菌、多粘类芽孢杆菌，以及施氏假单胞菌。
3.根据权利要求2所述的微生物菌群复配液，其特征在于，所述微生物菌群复配液在使用前还包括以下步骤:
反应液活化：将所述复配液与清水的质量比例按照1：200-1：100混合，在30-35℃的活化温度范围内活化16-24h，形成微生物菌群反应液。
4.一种采用权利要求3所述的微生物菌群复配液的石油烃污染土壤处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
菌群添加：向所述石油烃污染土壤的预处理土壤中添加占所述预处理土壤的质量范围为1％-2％的所述微生物菌群反应液，筛分混合得到反应体系后进行微生物降解，并对所述反应体系进行筛分曝气，
其中，所述反应体系的反应温度范围为25-45℃，含水量范围为20％-30％，pH范围为6.0-10.0，所述预处理土壤的石油烃浓度范围为1000-2000mg/kg。
5.根据权利要求4所述的石油烃污染土壤处理方法，其特征在于，所述菌群添加步骤前还包括以下步骤：
土壤预处理：将所述石油烃污染土壤筛分破碎，将含水率范围调整至20％-30％，pH范围调整至6.0-10.0，得到所述预处理土壤。
6.根据权利要求4所述的石油烃污染土壤处理方法，其特征在于，所述微生物降解的周期为30-60天，所述污染土壤的石油烃降解率范围为59.2％-98.9％。
7.根据权利要求6所述的石油烃污染土壤处理方法，其特征在于，所述微生物降解的周期为30-45天，所述污染土壤的石油烃降解率范围为75-98.9％。
8.根据权利要求6所述的石油烃污染土壤处理方法，其特征在于，所述复配液由各所述微生物发酵后形成1.5-2.0亿cfu/ml。
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