試論微生物處理含油污泥工藝

　　摘要：含油污泥成分較為復(fù)雜，主要指的是沉積物、石油烴、水及重金屬的復(fù)雜混合物，對于周圍環(huán)境和人類的健康具有一定的威脅，并且處理難度比較大，它是困擾油田的主要難題。目前所使用的處理方法包括三種，分別為綜合使用、生物處理及物理化學(xué)技術(shù)。生物處理法能夠節(jié)約能源，運行費用較低，投資比較少，逐漸成為最具備潛力的含油污泥處理方法。因此，本文對微生物處理含油污泥工藝進行了分析。

　　關(guān)鍵詞：微生物;油氣田;污泥處理

　　油田含油污泥指的是在石油開采、儲存及煉制加工過程中，因為操作、事故及檢修等問題導(dǎo)致落地原油和泥土混合而形成的物質(zhì)，或者油田在正常生產(chǎn)過程中系統(tǒng)所排出的含油泥沙 [1]。污泥中的含油率一般為 10% ～ 50%，其含水率為 40% ～ 90%，其中含有大量酚類、苯系物、芘等惡臭的有毒物質(zhì)，成分較為復(fù)雜，是一種多相體系，一般由油包水、水包油和懸浮固體構(gòu)成，具有較大的黏度，固相無法徹底沉降。另外，油田運行期間使用大量不同種類的化學(xué)處理劑，導(dǎo)致油泥砂中各種污染物和無機固體的橋聯(lián)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)固，油、水充分乳化，成分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，客觀上提高了工藝處理的難度，增加了處理成本 [2]。根據(jù)國家危險廢物名錄，含油污泥屬于危險廢物，也是目前固體廢棄物處理中的難題。

　　1　材料及方法

　　1.1　試驗材料

　　本試驗選擇某油田含油污泥，油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 41.8%;從油田含油污泥中篩選出兩株對原油具有良好降解作用的菌株，分別標(biāo)記為 YC-3、YC-1，作為純菌株;通過純菌株，液體培養(yǎng)到穩(wěn)定生長期，根據(jù) 1:1 的混合培養(yǎng)得到混合菌。

　　使用土壤及蕎麥皮作為污泥堆制處理調(diào)理劑，將土壤、含油污泥及蕎麥皮根據(jù)相應(yīng)的比例混合，配置兩種堆制污泥：第一種為油 : 土壤 =1:2;第二種為油 : 土壤 : 芥麥皮 =5:10:1。

　　本試驗使用的容器為 220 mm 上端直徑、180 mm 下端直徑、200 mm 高的塑料桶。

　　1.2　試驗方法

　　在塑料桶中裝上配置的堆制污泥，分別根據(jù) 10%、15% 的接種量加入 YC-1、YC-3、YC-12 菌種液及適量的磷、氮營養(yǎng)液，均勻攪拌后實現(xiàn)室溫堆制。堆制塑料桶使用 PVC 膜進行封口，實現(xiàn)通氣孔的設(shè)置，每隔 7 d 攪拌一次，提高通氣量，并且補充水分，保證土壤的潮濕。每隔 3 ～ 5 d 從桶中五個不同位置取 2 g 樣品，攪拌均勻后對含油量進行檢測，對不同菌種、調(diào)理劑及接種量對除油效果的影響進行分析 [3-4]。

　　2　結(jié)果和討論

　　2.1　接種量對降解率的影響

　　將相同污泥含油量樣品分別接種在 3%、6% 微生物中，詳情如圖 1 和圖 2 所示。結(jié)果表明，不同污泥含油量的降解率相同，即降解初期接種量對降解量的影響并不明顯。兩周后，接種 6% 樣品降解率要比接種 3% 樣品要高，而且差距在時間不斷推移過程中不斷擴大。微生物密度和微生物繁殖速率具有密切的關(guān)系，微生物數(shù)量都呈指數(shù)增長。在相同時間中，大接種量樣品中的微生物數(shù)量增長速度比小接種量要高，新陳代謝的速度比較快，其對原油降解的速率越快，需要的周期就會越短 [5]。

　　2.2　不同菌種對處理效果的影響

　　從第一種堆制污泥料中，根據(jù) 15% 接種量實現(xiàn) YC-1、YC-3 和 YC-13 的接種，室溫中連續(xù)堆制處理 35 d。從第 3 天開始，每隔 3 ～ 5 d 取樣對其中油泥含量進行分析，圖 3 為不同菌種的處理效果。由圖 3 可以看出，在添加外援石油烴類降解菌后，含油污泥中的烴類化合物具有明顯的去除效果，除油率在堆制時間不斷延長的過程中增加。前 14 d，混合菌 YC-13 的除油效果比 YC-3 優(yōu)，但是比 YC-1 要低。

　　另外，混合菌 YC-13 的除油效果不斷增強，到 25 d 時，除油率已經(jīng)超過 YC-1，并保持不斷上升。 35 d 后，YC-13 的 除 油 率 為 54.02%， 比 YC-1 和 YC-3 的除油率要高。上述結(jié)果表明，降解含油污泥烴類化合物時，YC-1 和 YC-3 具有協(xié)同促進效應(yīng)。但是在培養(yǎng)初期，混合菌需要長時間的適應(yīng)，在培養(yǎng)時間不斷增加的過程中，兩種菌相互促進，提高了含油污泥中油的使用效率，除油率較為顯著 [6]。

　　2.3　混合菌的破乳測定

　　通過對污泥厭氧 - 好氧及好氧處理后的污泥含油量對照測定，得出表 1 結(jié)果，表 2 為混合菌對含油污泥的原油降解能力測定結(jié)果，濃度指的是含油污泥起始含油量，反映不同時間污泥中油的降解情況。由表 1、表 2 可以看出，處理時間越長，破乳脫油效果越好。隨著含油量不斷增加，混合菌對原油的降解率不斷降低，對于相同含油量的污泥，降解時間不斷延長，降解率提高。原因可能是在厭氧處理中，兼性厭氧微生物在接種后開始階段發(fā)生代謝，產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物，提高了破乳效果。另外，在含油量低于 500 mg/L 時，菌株的混合使用能夠?qū)⒃徒M分分解。在含油量為 15 000 ～ 20 000 mg/L 時，運行 72 h，混合菌對原油的降解率為 60% ～ 70%。雖然具有較高的含油量，混合菌的原油降解率降低，但是絕對降解量不斷增加，這說明混合菌具有優(yōu)良的原油降解能力，在高濃度情況下需要的時間較長，還具有抑制作用 [7]。

　　2.4　堆肥處理測定降解效果

　　發(fā)酵液混合加入含油污泥進行處理，每隔 2 h 灑一次水，使污泥含水能夠保持在 40% ～ 55%，實現(xiàn)添加微生物與不添加微生物對降解結(jié)果的測定，詳情如表 3 所示。表 3 試驗數(shù)據(jù)表明，微生物堆肥方法對含油污泥的處理效果較為明顯，隨著時間不斷增加，油去除率越高，在處理時間為 60 d 時，含油量降低到 400 mg/kg，比沒有添加混合菌的 8 100 mg/kg 要低。因此，使用微生物處理含油污泥可行有效，堆肥時間延長，改良混合菌性能，能夠使實際需求得到滿足。

　　推薦閱讀：微生物方面的文章有哪些雜志可以投

　　3　討論

　　微生物降解試驗表明，對于含油污泥來說，微生物具有明顯的處理效果。五株菌混合使用能夠在 36 h 內(nèi)徹底分解油含量為 2 000 mg/kg 的原油組分。堆肥處理結(jié)果表明，添加混合菌后，處理效果十分突出，隨著處理時間的延長，堆肥處理效果越發(fā)明顯，油去除率得到提高。在處理時間為 60 d 時，污泥含油量會降低到 4 100 mg/kg，接近排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　參考文獻

　　1 汪　洋，胡　敏，張奕婷，等 . 微生物堆肥技術(shù)修復(fù)含油污泥的試驗研究 [J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報， 2018，(9)：81-83.

　　2 魏　利，李春穎 . 含油污泥電化學(xué)生物耦合處理技術(shù)及其應(yīng)用研究 [A]. 中國脫鹽協(xié)會 .2013 青島國際脫鹽大會論文集 [C]. 北京：中國脫鹽協(xié)會， 2013.8-10.

　　3 劉　偉，劉永軍，賈海燕，等 . 煉油廠含油污泥生物強化修復(fù)試驗研究 [J]. 現(xiàn)代化工，2017，(5)： 89-92.

　　4 馮凱強 . 油污泥液相無害化及固相熱通風(fēng)處理工藝研究 [D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)，2016.

　　5 金　喆 . 石油石化行業(yè)含油污泥無害化處理技術(shù)綜述 [J]. 石化技術(shù)，2015，(12)：129-130.

　　6 孫建成，桂召龍 . 生物法處理濱一區(qū)含油污泥 [J]. 油氣田地面工程，2013，(5)：27-28.

　　7 李　帥 . 大慶油田含油污泥超聲波預(yù)處理 - 厭氧產(chǎn)甲烷的研究 [D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2015.

《試論微生物處理含油污泥工藝》

上一篇：試論生物工程技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用

下一篇：打開治療癌癥的新大門