CN115636515A - 一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂，由微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合而成。鞘氨醇单胞菌可产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸，这些新型多糖具有较好的絮凝效果。聚合氯化铁为新型无机高分子絮凝剂，无毒、无味，不含其它重金属和有毒物质，腐蚀性小、稳定性好，且其产生的三价铁离子对鞘氨醇单胞菌的絮凝功能具有明显的激活作用，无需投加阳离子助凝剂。二者复合运用，可实现对城市、油田污水的治理，其絮凝物紧实，絮凝率高，沉降速度快。受水温变化影响小，可以满足在流动中产生剪切力的要求，同时安全环保，无毒、无害、无污染、无腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及微生物采油环保型污水治理絮凝剂领域，具体而言，涉及一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂。
背景技术
絮凝沉降法是处理污水经济简便的方法。絮凝剂有无机低分子絮凝剂，主要包括硫酸铝等；无机高分子絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁等；合成有机高分子絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚合氧化铝铁等。经过长期生产和使用证明，低分子絮凝剂和天然高分子改性絮凝剂使用效果比较差，高分子无机絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂，一般要高温高压生产，其原材料和絮凝剂本身，有不少是有毒、有害、有污染、有腐蚀，如目前普遍使用的聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺用作絮凝剂是无毒的，但是它生产的原材料单体丙烯酰胺是有毒的，是一种致毒剂，对神经系统有损伤作用，中毒后图现出机体无力，运动失调等。不恰当使用，会使聚丙烯酰胺降解成单体丙烯酰胺。而微生物絮凝剂为高效、安全、能自然降解的絮凝剂，研究、实验、推广、应用环保型治理污水微生物絮凝剂势在必行，因此提出一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂，包括由下列质量份的成分组成：由微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合而成，鞘氨醇单胞菌产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸。
作为本发明优选的技术方案，所述阿拉伯糖、所述盐酸氨基葡萄糖、所述半乳糖、所述葡萄糖、所述甘露聚糖、所述半乳糖醛酸和所述古罗糖醛酸具有较好的絮凝性，所述聚合氯化铁为新型无机高分子絮凝剂。
一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将鞘氨醇单胞菌平板活化菌种，之后接一环生长良好的单菌放入250mL容量瓶中50mL种子培养基中，发酵温度30℃，摇床转速200rpm，培养24小时，种子培养基（g/L）∶蔗糖20 酵母粉1 蛋白胨4 磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH7.0-7.2；
步骤二、扩大发酵培养：以15%接种量，将种子液转接到扩大发酵培养基中，培养温度30℃，摇床转速200rpm ，培养时间72小时；发酵培养基（g/L）∶蔗糖50 酵母粉1 蛋白胨4磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH∶7.0-7.2。
作为本发明优选的技术方案，还包括将污水处理絮凝剂中加入聚合氯化铁，所述聚合氯化铁的化学式为：[Fe2(OH)nCl(6-n)H2O]m。
作为本发明优选的技术方案，所述聚合氯化铁无毒、无味，不含其它重金属和有毒物质，腐蚀性小稳定性好，且其产生的三价铁离子对鞘氨醇单胞菌的絮凝功能具有明显的激活作用，无需投加阳离子助凝剂；
通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合絮凝剂，其带电荷的大分子，通过借助于离子键、氢键和水中带有相反电荷的颗粒发生电中和作用，使颗粒脱隐形成絮凝体。
作为本发明优选的技术方案，还包括步骤三，通过鞘氨醇单胞菌产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸形成絮体，过程为生物絮凝剂大分子借助于离子键、氢键及范德华力同时结合多个悬浮粒子，通过架桥方式形成絮体。
作为本发明优选的技术方案，还包括步骤四，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂，所述微生物鞘氨醇单胞菌和所述聚合氯化铁复合的过程中将活性基团包括-0H、-COOH、 -C0O与颗粒图面发生化学键结合。
作为本发明优选的技术方案，还包括步骤五，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂絮凝物紧实，絮凝率高，沉降速度快，受水温变化影响小，满足在流动中产生剪切力的要求，由于絮凝剂和絮凝体在絮凝过程中沉降运动，同向运动和异向运动，将被絮凝物质及絮凝体网捕和卷扫起来，以除去污染物。
作为本发明优选的技术方案，还包括步骤六，鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁是按照1：1含量和浓度加入污水中的，根据多次实验得出优化选用50pmm,1:1效果最好。
作为本发明优选的技术方案，还包括步骤七，絮凝剂采油环保型污水治理中的絮凝率公式为：絮凝率（μ）=（A-B）/A×100%，其中A表示空白样加药前的吸光度，B表示絮凝样品加药后的吸光度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
在本发明的方案中：微生物絮凝剂具有许多独特的有益效果1无毒无害，安全性高。2易被微生物降解，无二次污染。微生物絮凝剂主要是一些微生物的次生代谢产物，如糖蛋白、黏多糖、蛋白质、纤维素和DNA等，这些物质都具有很好的可生化性，所以不会像无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂那样产生二次污染。3使用范围广，脱色效果独特。微生物絮凝剂对多种废水有理想的絮凝效果，与无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂相比，微生物絮凝剂处理污水后，更易于固液分离，沉淀物生成量少，而且在污水脱色、污泥脱水等方面效果独特。4微生物絮凝剂的pH值稳定，热稳定性好，用量小。5因为微生物的繁殖速度快，适应范围广，转化能力强，所以微生物絮凝剂的生产周期短，由于微生物絮凝剂具有微生物的某些特性，同时也具有天然有机高分子絮凝剂的特性，可以克服无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂所固有的缺陷，最终实现水处理后的无污染排放。6微生物絮凝剂絮凝作用通常是广谱的，不易受微生物个体和颗粒物图面特性的影响。能被絮凝的物质包括各种细菌、放线菌和真菌的纯培养物、活性污泥、微囊藻、泥浆、土壤固体悬液、底泥、煤灰、血细胞、活性炭粉末、硅胶粉末、氧化铝、高岭土和纤维素粉及胶体物质等，均具有较好的絮凝能力。7聚合氯化铁为新型无机高分子絮凝剂，无毒、无味，不含其它重金属和有毒物质，腐蚀性小、稳定性好，且其产生的三价铁离子对鞘氨醇单胞菌的絮凝功能具有明显的激活作用，无需投加阳离子助凝剂。
附图说明：
图1为本发明提供的高岭土悬浮液做的实验图；
图2为本发明提供的实验结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一种具体实施方式，不限于全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合，应注意到，相似的标号和字母在下面的附中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附中被定义，则在随后的附中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例：请参阅图1-2，一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂，包括由下列质量份的成分组成：由微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合而成，鞘氨醇单胞菌产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸。
所述阿拉伯糖、所述盐酸氨基葡萄糖、所述半乳糖、所述葡萄糖、所述甘露聚糖、所述半乳糖醛酸和所述古罗糖醛酸具有较好的絮凝性，所述聚合氯化铁为新型无机高分子絮凝剂。
一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将鞘氨醇单胞菌平板活化菌种，之后接一环生长良好的单菌放入250mL容量瓶中50mL种子培养基中，发酵温度30℃，摇床转速200rpm，培养24小时，种子培养基（g/L）∶蔗糖20 酵母粉1 蛋白胨4 磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH7.0-7.2；
步骤二、扩大发酵培养：以15%接种量，将种子液转接到扩大发酵培养基中，培养温度30℃，摇床转速200rpm ，培养时间72小时；发酵培养基（g/L）∶蔗糖50 酵母粉1 蛋白胨4磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH∶7.0-7.2。
将污水处理絮凝剂中加入聚合氯化铁，所述聚合氯化铁的化学式为：[Fe2(OH)nCl(6-n)H2O]m。
所述聚合氯化铁无毒、无味，不含其它重金属和有毒物质，腐蚀性小稳定性好，且其产生的三价铁离子对鞘氨醇单胞菌的絮凝功能具有明显的激活作用，无需投加阳离子助凝剂；
通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合絮凝剂，其带电荷的大分子，通过借助于离子键、氢键和水中带有相反电荷的颗粒发生电中和作用，使颗粒脱隐形成絮凝体。
步骤三，通过鞘氨醇单胞菌产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸形成絮体，过程为生物絮凝剂大分子借助于离子键、氢键及范德华力同时结合多个悬浮粒子，通过架桥方式形成絮体。
步骤四，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂，所述微生物鞘氨醇单胞菌和所述聚合氯化铁复合的过程中将活性基团包括-0H、-COOH、 -C0O与颗粒图面发生化学键结合。
步骤五，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂絮凝物紧实，絮凝率高，沉降速度快，受水温变化影响小，满足在流动中产生剪切力的要求，由于絮凝剂和絮凝体在絮凝过程中沉降运动，同向运动和异向运动，将被絮凝物质及絮凝体网捕和卷扫起来以除去污染物。
步骤六，鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁是按照1：1含量和浓度加入污水中的，50pmm,1:1根据多次实验得出优化选用得出。
步骤七，絮凝剂采油环保型污水治理中的絮凝率公式为：絮凝率（μ）=（A-B）/A×100%，其中A表示空白样加药前的吸光度，B表示絮凝样品加药后的吸光度。
实验例：
（1）使用仪器
磁力搅拌器、721分光光度计等。
（2）评价絮凝效果方法
依据石油工业标准化所、石油工业原油及石油产品质量监督检验中心、石油工业入井流体质量监督检验中心、西南油气分公司天然气研究院四家提出来的，油田水处理用絮凝剂应用性能评价方法研究。用污水加药前后的吸光度降低，测得的絮凝率评价絮凝效果，省时、省力、可用、可靠，完全可行。
（3）具体操作
取破乳后的油田水，从中取中层水样100ml放入烧杯，按照浓度50mg/l，以鞘氨醇单胞菌：聚合氯化铁=1：1加药，用磁力搅拌器以1100r/min搅拌3min，再以200r/min搅拌5min，将已混匀的溶液静止30min。最后用721分光光度计测量上清液的吸光度，计算絮凝率。
计算公式如下：
絮凝率（μ）=（A-B）/A×100%
注：A表示空白样加药前的吸光度，B表示絮凝样品加药后的吸光度。
（4）实验结果
1、经实验取得了较好的絮凝效果，絮凝后，水样清亮，絮凝率均在85%以上，一次隔油罐进口和二次隔油罐出口的水样分别进行了实验均取得了较好的效果。
2、结论
可以投入现场应用，实现无毒、无害、无污染、无腐蚀，常温常压生产，降低生产成本和使用成本的目的，依靠科技进步，达到絮凝剂科学技术更新换代目的。
工作原理：本发明在使用的过程中，步骤一、将鞘氨醇单胞菌平板活化菌种，之后接一环生长良好的单菌放入250mL容量瓶中50mL种子培养基中，发酵温度30℃，摇床转速200rpm，培养24小时，种子培养基（g/L）∶蔗糖20 酵母粉1 蛋白胨4 磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH7.0-7.2；步骤二、扩大发酵培养：以15%接种量，将种子液转接到扩大发酵培养基中，培养温度30℃，摇床转速200PPm 培养72h，发酵培养基（g/L）∶蔗糖50 酵母粉1 蛋白胨4 磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH∶7.0-7.2。所述聚合氯化铁无毒、无味、不含其它重金属和有毒物质，腐蚀性小稳定性好，且其产生的三价铁离子对鞘氨醇单胞菌的絮凝功能具有明显的激活作用，无需投加阳离子助凝剂，生物絮凝剂为带电荷的生物大分子，通过借助于离子键、氢键和水中带有相反电荷的颗粒发生电中和作用，使颗粒脱隐形成絮凝体。步骤三，通过鞘氨醇单胞菌产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸形成絮体，过程为生物絮凝剂大分子借助于离子键、氢键及范德华力同时结合多个悬浮粒子，通过架桥方式形成絮体。步骤四，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂，所述微生物鞘氨醇单胞菌和所述聚合氯化铁复合的过程中将活性基团包括-0H、-COOH、 -C0O与颗粒图面发生化学键结合。步骤五，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂絮凝物紧实，絮凝率高，沉降速度快，受水温变化影响小，满足在流动中产生剪切力的要求，由于絮凝剂和絮凝体在絮凝过程中沉降运动，同向运动和异向运动，将被絮凝物质及絮凝体网捕和卷扫起来以除去污染物。步骤六，鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁是按照1：1含量和浓度50PPm加入污水中的所述聚合氯化铁的化学式为：[Fe2(OH)nCl(6-n)H2O]m。步骤七，絮凝剂采油环保型污水治理中的絮凝率公式为：絮凝率（μ）=（A-B）/A×100%，其中A表示空白样加药前的吸光度，B表示絮凝样品加药后的吸光度。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1. 一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂，其特征在于，由下列质量份的成分组成：由微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合而成，鞘氨醇单胞菌产生多糖：阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、甘露聚糖、半乳糖醛酸和古罗糖醛酸。
2.根据权利要求1所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂，其特征在于，所述阿拉伯糖、所述盐酸氨基葡萄糖、所述半乳糖、所述葡萄糖、所述甘露聚糖、所述半乳糖醛酸和所述古罗糖醛酸具有较好的絮凝性，所述聚合氯化铁为新型无机高分子絮凝剂。
3.一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将鞘氨醇单胞菌平板活化菌种，之后接一环生长良好的单菌放入250mL容量瓶中50mL种子培养基中，发酵温度30℃，摇床转速200rpm，培养24小时，种子培养基（g/L）∶蔗糖20 酵母粉1 蛋白胨4 磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH7.0-7.2；
步骤二、扩大发酵培养：以15%接种量，将种子液转接到扩大发酵培养基中，培养温度30℃，摇床转速200rpm ，培养时间72小时；发酵培养基（g/L）∶蔗糖50 酵母粉1 蛋白胨4 磷酸氢二钾2 硫酸镁0.1 PH∶7.0-7.2。
4.根据权利要求3所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，还包括将污水处理絮凝剂中加入聚合氯化铁，所述聚合氯化铁的化学式为：
[Fe2(OH)nCl(6-n)H2O]m。
5.根据权利要求4所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述聚合氯化铁无毒、无味，不含其它重金属和有毒物质，腐蚀性小稳定性好，且其产生的三价铁离子对鞘氨醇单胞菌的絮凝功能具有明显的激活作用，无需投加阳离子助凝剂；
通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合絮凝剂，其带电荷的大分子，通过借助于离子键、氢键和水中带有相反电荷的颗粒发生电中和作用，使颗粒脱隐形成絮凝体。
6.根据权利要求5所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤三，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合絮凝剂，过程为絮凝剂大分子借助于离子键、氢键及范德华力同时结合多个悬浮粒子，通过架桥方式形成絮体。
7.根据权利要求6所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤四，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合絮凝剂，絮凝剂大分子的某些活性基团如-0H、-COOH、 -C0O与颗粒图面发生化学键结合，如氢键、图面络合等。
8.根据权利要求7所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤五，通过微生物鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁复合形成絮凝剂絮凝物紧实，絮凝率高，沉降速度快，受水温变化影响小，满足在流动中产生剪切力的要求，由于絮凝剂和絮凝体在絮凝过程中沉降运动，同向运动和异向运动，将被絮凝物质及絮凝体网捕和卷扫起来以除去污染物。
9.根据权利要求8所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤六，将鞘氨醇单胞菌和聚合氯化铁是按照不同比例含量和浓度加入污水中，根据实验，优化选用加入比例1:1，浓度50PPm。
10.根据权利要求9所述的一种微生物采油环保型污水治理絮凝剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤七，絮凝剂采油环保型污水治理中的絮凝率公式为：
絮凝率（μ）=（A-B）/A×100%
其中A表示空白样加药前的吸光度，B表示絮凝样品加药后的吸光度。
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