CN115504643A - 一种高效处理含油污泥的生物-物理联合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效处理含油污泥的生物‑物理联合方法,采用微生物生长分泌的代谢物表面活性作用于含油污泥中油水相界面,使油水界面W/O发生变化,再采用微孔曝气产生的微小气泡与油类污染物形成油渣,上浮至表层进行回收。经前生物处理及物理处理后的含油污泥含油率能降低至10%以下,再通过微生物的降解作用降低其含油率,去除有害物质。本申请实现含油去除率达90%,含油率小于2%。整个过程中无二次污染物产生及危害。
Description
技术领域
本发明涉及石油环保技术领域,特别涉及一种高效处理含油污泥的生物- 物理联合方法。
背景技术
含油污泥这些废物是由石油部门的工业活动产生的,比如在开采、加工、运输及存储过程中,所泄露在空气、水和土壤环境中的物质,对生态环境和人类健康造成严重的危害。含油污泥中的石油化合物已被报道为潜在的致癌物和诱变物,因此迫切需要找到一种适当处理/处置含油污泥污染土壤的技术。
目前有多种方法处理含油污染土壤,如掩埋、低温热解、萃取、热化学洗脱、超声处理及生物处理等方法。生物处理是指利用土壤中的土著微生物或向污染环境接种经驯化的高效微生物,在人为提供的优化环境条件下,加速分解含油污染物的方法,但微生物处理法针对含油率低于6%的含油污泥处理效果更好;溶剂萃取是用有机溶剂对含油污泥进行清洗萃取出原油,液相进入炼化系统或对液相进行溶剂和油分离,回收有机溶剂循环使用,使油、固分离;热化学洗涤法基本原理是使用热碱水溶液对含油污泥进行反复洗涤,再进行固液分离的方法。虽然目前有许多处理含油污泥方法,但其中都存在着一定的缺陷,不适合实际推广应用。
因此,本发明设计一种高效资源化处理含油污泥的生物-物理联合方法。
发明内容
本发明提供了一种高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其目的是为了解决背景技术存在的上述问题。
为了达到上述目的,本发明的实施例提供了一种高效处理含油污泥的生物 -物理联合方法,包括如下步骤:
S1.将含油污泥与水进行等比混合,按混合后体积的15~20%接种从含油污泥中筛选驯化的高效降解石油的微生物菌液进行培养1~3天,获得混合物;所述微生物菌液组成为伯克氏菌10~25%、假单细胞15~25%、放线菌5~15%、酵母菌10~20%、红球菌10~40%;对含油污泥进行生物处理,在此阶段处理过程中,主要添加实验室从含油污泥中筛选驯化培养的高效降解石油的微生物菌液,通过这些微生物的作用对含油污泥进行处理,主要利用微生物分泌的代谢产物——生物表面活性剂,如鼠李糖脂、愧糖脂、糖脂和脂肪酸等,通过表面活性剂的扩散作用和增溶作用实现对含油污泥的清洗效果,实验室中驯化的菌种需要经过培养14~20天;
S2.利用气浮装置将所述混合物中的含油污染物与微小气泡形成漂浮絮体,获得含油浮渣,再将所述含油浮渣进行原油回收获得含油污泥混合物;对含油污泥进行物理处理,在上一步骤的生物处理阶段中微生物分泌产生的生物表面活性剂的作用已使油泥混合物中的表面活性发生变化,改变固液系统中的湿润性,使吸附在油表面活性剂分子与固体颗粒表面之间产生排斥,再利用气浮装置,使泥水混合物中的含油污染物与微小气泡形成密度小于水的漂浮絮体,最终形成含油浮渣,气浮设备使用微孔曝气装置,控住水力停留时间在50~80min,定时8小时清理一次含油浮渣,进行原油回收;
S3.所述含油污泥混合物中含油率高于2%时,进行接种2~5%的所述微生物菌液培养3~5天;或者所述含油污泥混合物中含油率低于2%时,进行无害化填埋或道路建设。经过气浮法处理之后的含油污泥,其中含油率已远远低于初始含油率。含油率低于2%可进行无害化填埋及用于道路建设,但含油率高于2%的含油污泥进行微生物降解处理,此阶段微生物处理发挥的作用不同于之前的部分,微生物通过自身的新陈代谢利用石油烃类物质作为自身的营养物质进行生长繁殖。
所述步骤S1中微生物菌液组成为伯克氏菌20%、假单细胞20%、放线菌 20%、酵母菌10%、红球菌30%。
进一步的,所述步骤S2中气浮过程为:采用气泵充气通过曝气盘产生气泡,设置气泵参数0.5Mpa,停留时间为50~80min。
进一步的,所述步骤S2中含油浮渣每8小时捕收一次。
进一步的,所述步骤S3中微生物菌液组成为伯克氏菌10%、假单细胞15%、放线菌15%、酵母菌20%、红球菌40%。
进一步的,所述高效处理含油污泥的生物-物理联合方法去除率达到90%,处理后污泥中的含油率小于2%。
本申请联合生物-物理进行污泥无害化处理技术,采用微生物生长分泌的代谢物表面活性作用于含油污泥中油水相界面,使油水界面W/O发生变化,再采用微孔曝气产生的微小气泡与油类污染物形成油渣,上浮至表层进行回收。经前生物处理及物理处理后的含油污泥含油率能降低至10%以下,再通过微生物的降解作用降低含油率,去除有害物质。本申请实现含油去除率达90%,含油率小于2%。整个过程中无二次污染物产生及危害。
本发明的上述方案有如下的有益效果:
较现有的含油污泥处理技术,本发明联用生物和物理的方法对石油工业产生的含油污泥进行高效的降解,具有如下优点:
(1)本申请的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法高效、操作简便、实现含油去除率达90%。
(2)本申请的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法整个过程中无二次污染物产生及危害。可以高效处理含油率20%以上的含油污泥,且能资源化回收原油;处理后的含油率小于2%,可用于铺设通井路、铺垫井场。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例进行详细描述。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
目前有多种方法处理含油污染土壤,如掩埋、低温热解、萃取、热化学洗脱、超声处理及生物处理等方法。生物处理是指利用土壤中的土著微生物或向污染环境接种经驯化的高效微生物,在人为提供的优化环境条件下,加速分解含油污染物的方法,但微生物处理法针对含油率低于6%的含油污泥处理效果更好;溶剂萃取是用有机溶剂对含油污泥进行清洗萃取出原油,液相进入炼化系统或对液相进行溶剂和油分离,回收有机溶剂循环使用,使油、固分离;热化学洗涤法基本原理是使用热碱水溶液对含油污泥进行反复洗涤,再进行固液分离的方法。虽然目前有许多处理含油污泥方法,但其中都存在着一定的缺陷,不适合实际推广应用。
本发明针对现有的问题,提供了一种高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,包括如下步骤:
S1.将含油污泥与水进行等比混合,按混合后体积的15~20%接种从含油污泥中筛选驯化的高效降解石油的微生物菌液进行培养1~3天,获得混合物;所述微生物菌液组成为伯克氏菌10~25%、假单细胞15~25%、放线菌5~15%、酵母菌10~20%、红球菌10~40%;对含油污泥进行生物处理,在此阶段处理过程中,主要添加实验室从含油污泥中筛选驯化培养的高效降解石油的微生物菌液,通过这些微生物的作用对含油污泥进行处理,主要利用微生物分泌的代谢产物——生物表面活性剂,如鼠李糖脂、愧糖脂、糖脂和脂肪酸等,通过表面活性剂的扩散作用和增溶作用实现对含油污泥的清洗效果,实验室中驯化的菌种需要经过培养14~20天;
S2.利用气浮装置将所述混合物中的含油污染物与微小气泡形成漂浮絮体,获得含油浮渣,再将所述含油浮渣进行原油回收获得含油污泥混合物;对含油污泥进行物理处理,在上一步骤的生物处理阶段中微生物分泌产生的生物表面活性剂的作用已使油泥混合物中的表面活性发生变化,改变固液系统中的湿润性,使吸附在油表面活性剂分子与固体颗粒表面之间产生排斥,再利用气浮装置,使泥水混合物中的含油污染物与微小气泡形成密度小于水的漂浮絮体,最终形成含油浮渣,气浮设备使用微孔曝气装置,控住水力停留时间在50~80min,定时8小时清理一次含油浮渣,进行原油回收;
S3.所述含油污泥混合物中含油率高于2%时,进行接种2~5%的所述微生物菌液培养3~5天;或者所述含油污泥混合物中含油率低于2%时,进行无害化填埋或道路建设。经过气浮法处理之后的含油污泥,其中含油率已远远低于初始含油率。含油率低于2%可进行无害化填埋及用于道路建设,但含油率高于2%的含油污泥进行微生物降解处理,此阶段微生物处理发挥的作用不同于之前的部分,微生物通过自身的新陈代谢利用石油烃类物质作为自身的营养物质进行生长繁殖。
所述步骤S1中微生物菌液组成为伯克氏菌20%、假单细胞20%、放线菌 20%、酵母菌10%、红球菌30%。
进一步的,所述步骤S2中气浮过程为:采用气泵充气通过曝气盘产生气泡,设置气泵参数0.5Mpa,停留时间为50~80min。
进一步的,所述步骤S2中含油浮渣每8小时捕收一次。
进一步的,所述步骤S3中微生物菌液组成为伯克氏菌10%、假单细胞15%、放线菌15%、酵母菌20%、红球菌40%。
进一步的,所述高效处理含油污泥的生物-物理联合方法去除率达到90%,处理后污泥中的含油率小于2%。
本申请联合生物-物理进行污泥无害化处理技术,采用微生物生长分泌的代谢物表面活性作用于含油污泥中油水相界面,使油水界面W/O发生变化,再采用微孔曝气产生的微小气泡与油类污染物形成油渣,上浮至表层进行回收。经前生物处理及物理处理后的含油污泥含油率能降低至10%以下,再通过微生物的降解作用降低含油率,去除有害物质。本申请实现含油去除率达90%,含油率小于2%。整个过程中无二次污染物产生及危害。
本实施例中使用的含油污泥含油率为27.5%±3%。
T1组
一种高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,包括如下步骤:
S1.将500g含油污泥与500ml水进行等比混合,按混合后体积的15%接种微生物(该微生物通过实验室培养驯化15天),微生物组成为伯克氏菌20%、假单细胞20%、放线菌20%、酵母菌10%、红球菌30%,在3L烧杯中进行培养2天。
S2.气浮使用WK微孔曝气盘,采用气泵充气通过曝气盘产生气泡,设置气泵参数0.5Mpa,停留时间在50min,定时每8小时收集一次浮渣。
S3.气浮处理后的含油污泥混合物,按照体积接种量5%微生物(该微生物在实验室培养3天),微生物组成为伯克氏菌10%、假单细胞15%、放线菌15%、酵母菌20%、红球菌40%,在3L烧杯中进行培养5天。
T2组
不使用最后的生物处理技术,其他步骤同上述T1组,处理含油污泥的具体操作如下:
(1)将500g含油污泥与500ml水进行等比混合,按混合后体积的15%接种微生物(该微生物通过实验室培养驯化15天),在3L烧杯中进行培养2 天。
(2)气浮使用WK微孔曝气盘,采用气泵充气通过曝气盘产生气泡,设置气泵参数0.5Mpa,停留时间在50min,定时每8小时收集一次浮渣。
T3组
不使用生物处理技术,其他步骤同上述T1组,物理方法处理含油污泥的具体操作如下:
将500g含油污泥与500ml水进行等比混合,在3L烧杯中进行培养2天。气浮使用WK微孔曝气盘,采用气泵充气通过曝气盘产生气泡,设置气泵参数0.5Mpa,停留时间在50min,定时每8小时收集一次浮渣。
T4组
不使用物理处理技术,其他步骤同上述T1组,处理含油污泥的具体操作如下:
将500g含油污泥与500ml水进行等比混合,按混合后体积的15%接种微生物(该微生物通过实验室培养驯化15天),在3L烧杯中进行培养2天。
T5组
与T1组不同的是微生物菌液组成为伯克氏菌10%、假单细胞15%、放线菌15%、酵母菌20%、红球菌40%,其他步骤与T1组相同,处理后的含油污泥的含油率为6.1%,含油率去除率是77.5%。
对上述不同处理工艺处理后的含油污泥按照索氏提取测定含油污泥含油率进行测定,结果如下表1
表1各实验组含油污泥处理前后含油率结果
实验组 | T1组 | T2组 | T3组 | T4组 | T5组 |
去除前% | 26.5 | 27.1 | 27.6 | 27.4 | 26.5 |
去除后% | 1.9 | 6.1 | 18.1 | 24.5 | 6.1 |
去除率% | 92.8 | 77.5 | 65.6 | 10.6 | 77.5 |
从表1可知,T1组处理的含油污泥去除率显著高于T2组~T5组,说明本申请联用生物和物理的方法对石油工业产生的含油污泥进行了高效的处理。
以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.将含油污泥与水进行等比混合,按混合后体积的15~20%接种从含油污泥中筛选驯化的高效降解石油的微生物菌液进行培养,获得混合物;所述微生物菌液组成为伯克氏菌10~25%、假单细胞15~25%、放线菌5~15%、酵母菌10~20%、红球菌10~40%;
S2.利用气浮装置将所述混合物中的含油污染物与微小气泡形成漂浮絮体,获得含油浮渣,再将所述含油浮渣进行原油回收获得含油污泥混合物;
S3.所述含油污泥混合物中含油率高于2%时,进行接种2~5%的所述微生物菌液培养;或者所述含油污泥混合物中含油率低于2%时,进行无害化填埋或用于道路建设。
2.根据权利要求1所述的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其特征在于,所述步骤S1中微生物菌液组成为伯克氏菌20%、假单细胞20%、放线菌20%、酵母菌10%、红球菌30%。
3.根据权利要求1所述的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其特征在于,所述步骤S2中气浮过程为:采用气泵充气通过曝气盘产生气泡,设置气泵参数0.5Mpa,停留时间为50~80min。
4.根据权利要求1所述的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其特征在于,所述步骤S2中含油浮渣每8小时捕收一次。
5.根据权利要求1所述的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其特征在于,所述步骤S3中微生物菌液组成为伯克氏菌10%、假单细胞15%、放线菌15%、酵母菌20%、红球菌40%。
6.根据权利要求1所述的高效处理含油污泥的生物-物理联合方法,其特征在于,所述高效处理含油污泥的生物-物理联合方法去除率达到90%,处理后污泥中的含油率小于2%。
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