CN111876353B - 一种生产生物破乳剂的菌株及利用其生产的生物破乳剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于含油污泥处理领域，具体的涉及一种生产生物破乳剂的菌株及利用其生产的生物破乳剂。本发明生产生物破乳剂的菌株，名称为红平红球菌，保藏编号为CGMCC NO.19717,于2020年4月24号保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。本菌株性能稳定，能够在发酵的过程中制备出处理含油污泥的生物破乳剂,从而能够对含油污泥进行很好的处理，处理效果要优于现有的普通的红平红球菌。而且本菌株制备的生物破乳剂不会对环境产生伤害，解决了现有的处理方法会有对环境产生二次污染的技术问题。

Description

一种生产生物破乳剂的菌株及利用其生产的生物破乳剂
技术领域
本发明属于含油污泥处理领域，具体的涉及一种生产生物破乳剂的菌株及利用其生产的生物破乳剂。
背景技术
石油工业含油污泥是石油产品中最重要的固体废物之一，是由各种石油烃类、水、重金属和固体颗粒组成的复杂乳状液，主要产生于石油工业的原油开采、生产、运输、储存和炼制过程中。石油加工过程中产生的污泥含有高浓度的石油烃类，在很多国家被列为危险废物，不恰当或者不充足的处理会对环境和人类健康造成严重威胁，因此石油加工过程中产生的污泥得到人们日益关注。由于石油组分复杂、开采集输加工过程中工艺步骤复杂、加药剂量等众多因素造成了含油污泥的多样性、难处理性。其中含有稠油的污泥是其中占有很大比例的油泥，所以找到一种可以在常温条件下适用于含有稠油的污泥的破乳剂非常必要。
现在处理石油污泥的方法主要有溶剂萃取法、热解法，这些方法虽然能够对含油污泥进行有效的处理，但是会有对环境产生二次污染的问题。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中现有的处理方法会有对环境产生二次污染的技术问题，提供一种生产生物破乳剂的菌株及利用其生产的生物破乳剂。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种生产生物破乳剂的菌株，名称为红平红球菌，保藏编号为CGMCC NO.19717。
本发明生产生物破乳剂的菌株的有益效果是：
本菌株性能稳定，呈现白色或乳白色，圆形，边缘整齐，表面突起光滑，易挑取，无金属光泽，正反面颜色一致。产生海藻糖脂的能力强，产物的生物破乳性能良好。能够在发酵的过程中制备出处理含油污泥的生物破乳剂。从而能够对含油污泥进行很好的处理，处理效果要优于现有的普通的红平红球菌。而且本菌株制备的生物絮凝剂不会对环境产生伤害，解决了现有的处理方法会有对环境产生二次污染的技术问题。本发明的红平红球菌的具体保藏信息如下：
保藏日期：2020年4月24日
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏编号：CGMCC No.19717
分类命名：红平红球菌
拉丁文学名：Rhodococcus erythropolis
本发明另一方面还提供了一种生物破乳剂，所述生物破乳剂由如上所述的菌株发酵而成。
本发明生物破乳剂的有益效果是：
本发明的生物破乳剂能够对含油污泥进行很好的处理，处理效果要优于现有的普通的红平红球菌。所述的发酵培养配方为：甘油1-3g/L，磷酸二氢钾1.5-2.5g/L，硫酸铵0.5-1.0g/L，硫酸亚铁0.1-1.0g/L，pH6.8-7.5。该生物破乳剂可以是发酵液，也可以是发酵液经过提纯的一种海藻糖脂产品或几种海藻糖脂产品混合物。
进一步，所示生物破乳剂为如下结构式中的任意一种：
Figure GDA0002654979130000031
其中:R为羟基。
上述优选技术方案的有益效果是，确定的结构式让本发明的生物破乳剂机理清楚，从结构式中可以明确本发明的生物破乳剂能够对含油污泥进行处理。本发明中的海藻糖脂可以使用SY/T 5280-2018原油破乳剂通用技术条件的测定方法对脱水率、脱出水含油量、油水界面状况其进行评价。得到生物破乳剂是式一和式二的混合物。
本发明另一方面还提供了一种利用如上所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，包括以下步骤：
S1、向待处理的含油污泥中加入10～50倍质量的水，接着在30～50rpm的转速下搅拌0.5～1h，接着调节pH至6～8.5,得到预处理后的含油污泥；
S2、向步骤S1中的预处理后的含油污泥加入0.2～5g/L所述生物破乳剂，接着混合后静置0.5～8h，得到处理后的含油污泥，所述预处理后的含油污泥与所述生物破乳剂的比为(0.2～5)g:1L。
本发明生物破乳剂处理含油污泥的方法的有益效果是：
本发明含油污泥经过上述生物破乳剂的处理，能够进行高效的、无毒的、可生物降解的和无二次污染的处理含油污泥。处理后的含油污泥含油率低，能够达到排放标准。且能够大幅降低悬浮物颗粒直径。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在步骤S1中，向待处理的含油污泥中加入24倍质量的水。
采用上述进一步方案的有益效果是，有利于降低含油污泥中的含油率。
进一步，在步骤S1中，转速为40rpm。
采用上述进一步方案的有益效果是，保证充分的混匀和反应。
进一步，在步骤S1中调节pH至6。
采用上述进一步方案的有益效果是，有利于降低含油污泥中的含油率。
进一步，在步骤S2中，静置时间为3h。
采用上述进一步方案的有益效果是，保证了充分的破乳剂反应的时间。
保藏日期：2020年4月24日
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏编号：CGMCC No.19717
附图说明
图1为本发明生物破乳剂添加量对脱水率的影响示意图；
图2为本发明温度对脱水率的影响示意图；
图3为本发明pH对脱水率的影响示意图；
图4为本发明破乳时间对脱水率的影响示意图；
具体实施方式
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。
以下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。
实施例1、
一种生产生物破乳剂的菌株，名称为红平红球菌，保藏编号为CGMCC NO.19717。
一种生物破乳剂，所述生物破乳剂由如上所述的菌株发酵而成。本发明提供了发酵生产培养方法，具体为：(1)实验室摇床培养方法：挑取斜面菌种至发酵培养基中，在35-37℃，160-200rpm振荡培养20-24h；(2)发酵罐培养方法：以2-10％(v/v)接种至发酵培养基中，在35-37℃，通气量0.3-1.0(v/v)，压力0.1-0.2MPa，pH6.8-7.5培养72h。
其中，所述的发酵培养配方为：甘油1-3g/L，磷酸二氢钾1.5-2.5g/L，硫酸铵0.5-1.0g/L，硫酸亚铁0.1-1.0g/L，pH6.8-7.5。
一种利用如上所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，包括以下步骤：
S1、向待处理的含有稠油的污泥样品中加入20倍质量的水，接着在30rpm的转速下搅拌1h，接着调节pH至7,得到预处理后的含油污泥；
S2、向步骤S1中的预处理后的含油污泥加入0.25g/L所述生物破乳剂，接着混合后静置3h，得到处理后的含油污泥，所述预处理后的含油污泥与所述生物破乳剂的质量比为40：1。即可实现高效破乳。
本实施例与对比例《一种利用海藻糖脂生物表面活性剂处理污水的方法》(申请号201610427023.X)的区别在于：本发明中的海藻糖脂主要用作生物破乳剂，可以用于包括但不限于原油破乳、石油污染泥浆、石油污染污水破乳，可以使乳状液脱水、减量、三相分离；而对比例中的海藻糖脂主要是用作生物表面活性剂，用于提供适合微生物生长的界面液膜，增加爆池中微生物量，降低水体中的COD(化学需氧量)和SS(悬浮物)。
实施例2、
与实施例1的区别在于，在步骤S1中，转速为40rpm，调节pH至6。
实施例3、
与实施例1的区别在于，在步骤S1中，向待处理的含油污泥中加入24倍的水。
为了证明本发明的生物破乳剂的效果，特做如下验证实验：
验证实验1、
向实施例1中预处理后的含油污泥中加入0.01-0.4g/Ld的本发明的生物破乳性剂，混合均匀，破乳4h，室温下按照SY/T 5280-2018测定脱水率；结果如图1所示，该生物破乳剂的添加量在0.01-0.4g/L范围内中，随着添加量的增加脱水率呈先明显上升后慢速下降的趋势，其中0.20-0.4g/L范围中，脱水率均＞85％，其中0.25g/L时，脱水率为最高91％。为了实际使用过程中的成本和效果综合考虑，使用添加量为0.20g/L为最佳选择。
验证实验2、
向实施例1中预处理后的含油污泥中加入0.20g/Ld的本发明的生物破乳性剂，混合均匀，在15-60℃范围内破乳4h，按照SY/T 5280-2018测定脱水率；结果如图2所示，该生物破乳剂的添加量在15-60℃范围内中，随着温度的升高脱水率呈基本平稳趋势，脱水率均＞85％。为了实际使用过程中的成本和效果综合考虑，使用温度为常温破乳，不进行加热处理。
验证实验3、
向实施例1中预处理后的含油污泥中加入0.20g/Ld的本发明的生物破乳性剂，混合均匀，在常温且pH在4-8范围内破乳4h，按照SY/T 5280-2018测定脱水率；结果如图3所示，破乳pH在4-8范围内中，随着pH的升高脱水率呈基本平稳趋势，脱水率均＞85％。为了实际使用过程中的成本和效果综合考虑，使用pH为4-8。
验证实验4、
向实施例1中预处理后的含油污泥中加入0.20g/Ld的本发明的生物破乳性剂，混合均匀，在常温破乳0.5-4h，按照SY/T 5280-2018测定脱水率；结果如图4所示，随着破乳时间的延长脱水率呈先明显上升后慢速下降的趋势，其中1.5-4.0h范围中，脱水率均＞85％，其中破乳时间为2.0h和2.5h时，脱水率为最高91％。为了实际使用过程中的成本和效果综合考虑，使用破乳时间为1.5-2.0h。
验证实验5、
取实施例1中的生物破乳剂和含有该生物破乳剂的发酵液，接着在市面上采购季铵盐阳离子表面活性剂和SP-169非离子表面活性剂，接着分别用上述4种进行处理含有稠油的污泥样品1#的对比试验，试验结果见表1。在pH为7.0、温度25℃进行破乳2h，该生物破乳剂和含有该生物破乳剂的发酵液脱水率分别为89％、87％，且脱出水含油量分别为64mg/L、79mg/L。而2种常用的原油破乳剂季铵盐阳离子表面活性剂和SP-169非离子表面活性剂破乳后，脱水率分别为35％、46％，脱出水含油量分别为791mg/L、642mg/L。说明在该破乳条件下，对于处理含有稠油的污泥样品1#的试验中，该生物破乳剂和含有该生物破乳剂的发酵液效果更好。
表1对比试验结果
Figure GDA0002654979130000071
验证实验6、
使用该生物破乳剂处理多个含有稠油的污泥样品的试验，结果见表2。在生物破乳剂添加量为0.2g/L、pH为7.0、温度25℃进行破乳2h，该生物破乳剂脱水率分别为89％、90％、91％、93％，均＞85％；脱出水含油量分别为64mg/L、57mg/L、62mg/L、45mg/L，均＜100mg/L；油水界面均清晰。由此可见，该生物破乳剂处理含油稠油的污泥样品，破乳效果均良好。
表2其他样品破乳试验结果
Figure GDA0002654979130000081
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生产生物破乳剂的菌株，其特征在于，名称为红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)，保藏编号为CGMCC NO.19717。
2.一种生物破乳剂，其特征在于，所述生物破乳剂由如权利要求1所述的菌株发酵而成，所述生物破乳剂为如下结构式中的任意一种：
Figure FDA0003466478670000011
其中:
R为羟基。
3.一种利用如权利要求2所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向待处理的含油污泥中加入10～50倍质量的水，接着在30～50rpm的转速下搅拌0.5～1h，接着调节pH值至6～8.5,得到预处理后的含油污泥；
S2、向步骤S1中的预处理后的含油污泥中加入0.2～5g/L所述生物破乳剂，接着混合后静置0.5～8h，得到处理后的含油污泥。
4.根据权利要求3所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，其特征在于，在步骤S1中，向待处理的含油污泥中加入24倍质量的水。
5.根据权利要求3所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述转速为40rpm。
6.根据权利要求3至5任一项所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述调节pH值至6。
7.根据权利要求3至5任一项所述的生物破乳剂处理含油污泥的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述静置时间为3h。
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