一種利用微生物技術回收含油危險廢物中原油的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用微生物技術回收油土、油泥和底泥等含油危險廢物中原油的方法，屬于固體廢物資源化處理技術領域。
【背景技術】
[0002]在石油開采、收集、運輸和儲存過程產生大量含油固體廢物，原油含量通常在10%左右甚至更高。這些含油固體廢物不但具有高度的可燃性，而且由于苯類、酚類和蒽類物質的存在還表現(xiàn)出一定的生物毒性，對周邊水體、土壤和環(huán)境構成危害。這類含油固體廢物被我國列為危險廢物，其收集、運輸、儲存和處置受到嚴格監(jiān)管。含油危廢主要包括落地油土、開采油泥和儲罐底泥等。每開采千萬噸原油產生的含油固廢大約20萬噸。我國年產石油超億噸，含油微廢量不完全統(tǒng)計三百萬噸以上。
[0003]按規(guī)定，危險廢物必須由有資質的單位進行無害化處理，而危廢生產企業(yè)需要繳納相應的處置費。但由于歷史的原因，我國含油危廢的處理大多還是沿用早期簡單填埋或固化后填埋的方法，存在嚴重的安全風險和環(huán)境危害，并沒有實現(xiàn)無害化的目的。高溫焚燒工藝雖然能夠滿足含油危廢的無害化處理，但過高的處置費給危廢生產企業(yè)帶來巨大的經濟負擔，同時造成原油資源的嚴重浪費和基質土壤的完全破壞。因此，無論從環(huán)境保護還是能源回收的角度來看，最大限度回收原油的資源化處理代表了含油危廢處置技術的發(fā)展方向。
[0004]利用有機溶劑分離原油和土壤進而完成原油的回收，是當前含油危廢資源化處理的主要工藝。雖然該工藝能夠實現(xiàn)原油的高效和快速回收，但有機溶劑的大量使用導致系統(tǒng)危險性顯著提高，操作條件也相當嚴苛；而且有機溶劑的再生回用需要高溫蒸餾，能耗大、成本高、過程復雜。綠色、安全、經濟、高效的含油危廢資源處理新技術亟待研發(fā)。
[0005]本發(fā)明將微生物技術引入含油危廢的資源化處理，在常溫常壓的溫和條件下實現(xiàn)含油危廢中原油的回收。其原理在于:特效微生物菌群以原油為碳源和能源分解長鏈分子并合成表面活性劑。長鏈分子變短減低了原油與泥土之間的粘結力，表面活性劑的生成進一步促進了原油和泥土之間的分離。通過原油回收使得油土中原油含量由5.0-20%左右降至1.0%-4.0%，實現(xiàn)了70-90%的原油回收率，為滿足0.3%農用或0.5%工用標準的深度處理奠定了基礎。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明目的是為了對落地油土、開采油泥和儲罐底泥等含油危廢進行資源化處理，提出一種基于生物泥漿反應器的回收原油的微生物方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明為一種利用微生物技術回收原油從而實現(xiàn)含油危廢資源化處理的方法，具體步驟如下:
[0008]步驟一，高效菌群的培養(yǎng)
[0009]用于原油回收的高效微生物菌群從各地的石油污染土壤和底泥選育復配而來。包括 Alkanindiges sp.(45% ) , Acinetobacter sp.(30% ) ,Pseudomonas sp.(15 % ),Cupriavidus sp.(5% )和Arthrobacter sp.(5% )。用含油營養(yǎng)液培養(yǎng)高效菌群，營養(yǎng)液配方:NH4NO3或KN03或NH4CI或(NH4)2S04，0.4?2.0g/L ；Na2HP04或KH2PO4，0.4?2.0g/L ； NaCl，
0.2?1.(^/1;]\%504，0.2?1.(^/1;0&(:12，0.01?0.058/1;卩6504，0.01?0.058/1;原油，10?50g/L;pH 6.0-8.0。通過超聲處理或加入一定量吐溫類表面活性劑使得原油形成均勾分散的乳濁液。用蒸餾水或自來水配制營養(yǎng)液。在搖床或曝氣生物發(fā)酵罐中培養(yǎng)菌群，條件如下:溫度20-40度，搖床或攪拌轉速40-200轉/分鐘，曝氣量0.1-0.5倍營養(yǎng)液體積/分鐘。培養(yǎng)大約2-4天后，細胞生長達穩(wěn)定期，細胞濁度300-1200FTU。高效菌群懸液可用于含油危廢中原油的生物分離和回收。
[0010]步驟二、將油土、油泥、底泥等含油危廢破碎并過篩除去石塊、木塊、布條、塑料和秸桿類等雜物，儲存?zhèn)溆茫?br>[0011]步驟三、含油危廢中原油的微生物分離和回收
[0012]配制無機鹽營養(yǎng)液，配方如下:NH4N03或KN03或NH4CI或(冊4)2SO4，0.1?1.0g/L ；Na2HP04SKH2P04，0.1?1.0g/L;NaCl，0.1?0.5g/L;MgS04，0.1?0.5g/L;CaCl2，0.01?
0.05g/L;FeS04，0.01?0.05g/L;pH 6.0-8.0。在泥漿反應器中實現(xiàn)含油危廢中原油的生物分離和回收。泥漿體系由含油危廢和無機鹽營養(yǎng)液按一定比例配制而成，無機鹽營養(yǎng)液:含油危廢比例為3:1-6:1(V/V)，高效菌群接種量為2%-10%，反應溫度為20-40度，曝氣量為
0.05-0.5倍營養(yǎng)液體積/分鐘，攪拌轉速為40-200轉/分鐘。運行3-9天后，含油危廢中原油與基底分離并在曝氣(氣浮)作用下上浮至反應器液面，原油回收率60-90%，固廢原油殘留量0.5-3.0%(W/W)。運行過程視菌群生長情況適當補充菌劑。泥漿反應器體積1-500立方，具加熱、曝氣和攪拌裝置(見附圖)。
[0013]本發(fā)明采用以上技術方案的有益效果
[0014]本發(fā)明基于泥漿反應器從含油危廢中回收原油的微生物資源化處理技術，較之熱解法和固化法無疑具有資源回收優(yōu)勢和良好的經濟效益，較之有機溶劑洗滌回收法則表現(xiàn)出綠色、環(huán)保、安全和經濟的特點。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0016]附圖即為本發(fā)明的生物反應器和泥漿反應器的結構示意圖。
[0017]圖中1是電機，2是排氣口，3是循環(huán)水出口，4是pH、Do探頭，5是曝氣裝置，6是出料口，7是投料口，8是攪拌器，9是水浴加熱進水口
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例子對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]實施例1
[0020]1.高效菌群的培養(yǎng)
[0021]高效菌群包含Alkanindiges sp., Acinetobacter sp., Pseudomonas sp.,Cupriavidus sp.和Arthrobacter sp.。營養(yǎng)液配方:NH4N03 ,1.0g/L；Na2HP04,1.0g/L ；NaCl，0.5g/L；MgS04，0.5g/L;CaCl2,0.05g/L;FeS04，0.0lg/L;原油，20g/L；pH 7.2。加入
1.0% (v/v)吐溫20充分攪拌使得原油形成乳濁液并均勻分散到培養(yǎng)液中。用自來水配制營養(yǎng)液。在10升生物發(fā)酵罐中培養(yǎng)菌群，條件如下:溫度35度，攪拌轉速80轉/分鐘，曝氣量2升/分鐘。培養(yǎng)4天后，細胞濁度達600FTU，高效菌群種子液備用。
[0022]步驟二、將油土破碎并過篩除去石塊、木塊、布條、塑料和秸桿類等雜物后備用；
[0023]步驟三、油土中原油的微生物分離和回收
[0024]配制無機鹽營養(yǎng)液，配方如下:KN03，0.5g/L ； KH2P04，0.5g/L ； NaCl，0.25g/L ；MgS04，0.25g/L; CaCl2，0.01 g/L; FeS04，0.01 g/L; pH 7.0。在 100升泥漿反應器中實現(xiàn)原油的生物分離和回收。泥漿體系由油土和無機鹽營養(yǎng)液配制而成，無機鹽營養(yǎng)液:油土比例為4:1 (V/V)，高效菌群首次接種量10%，反應溫度35度，曝氣量20升/分鐘，攪拌轉速120轉/分鐘。運行期間，每兩天收集一次漂浮于液面的原油，并補加高效菌群5% (v/v)。運行5天后，原油累計回收率80 %，固廢原油殘留量1.7 % (W/W)。回收的原油直接稱重以計算回收率;油土中殘留量有機試劑萃取后采用差重法測定。
[0025]實施例2
[0026]1.高效菌群的培養(yǎng)
[0027]高效菌群包含Alkanindiges sp., Acinetobacter sp., Pseudomonas sp.,Cupriavidus sp.和Arthrobacter sp.。營養(yǎng)液配方:NH4NO3,1.0g/L ;Na2HP〇4,1.0g/L ；NaCl，0.5g/L;MgS04，0.5g/L;CaCl2，0.05g/L;FeS04，0.01g/L;原油，20g/L;pH 7.2。加入
1.0% (v/v)吐溫20充分攪拌使得原油形成乳濁液并均勻分散到培養(yǎng)液中。用自來水配制營養(yǎng)液。在10升生物發(fā)酵罐中培養(yǎng)菌群，條件如下:溫度35度，攪拌轉速80轉/分鐘，曝氣量2升/分鐘。培養(yǎng)4天后，細胞濁度達600FTU，高效菌群種子液備用。
[0028]步驟二、將油泥破碎并過篩除去石塊、木塊、布條、塑料和秸桿類等雜物后備用；
[0029]步驟三、油泥中原油的微生物分離和回收
[0030]配制無機鹽營養(yǎng)液，配方如下:KN03，0.5g/L ； KH2PO4，0.5g/L ； NaCl，0.25g/L ；MgS04,0.25g/L；CaCl2,0.01g/L；FeS04,0.01g/L；pH 7.0。在 100升泥漿反應器中實現(xiàn)原油的生物分離和回收。泥漿體系由油土和無機鹽營養(yǎng)液配制而成，無機鹽營養(yǎng)液:油土比例為4:1(V/V)，高效菌群首次接種量10%，反應溫度35度，曝氣量20升/分鐘，攪拌轉速120轉/分鐘。運行期間，每兩天收集一次漂浮于液面的原油，并補加高效菌群5% (v/v)。運行7天后，原油累計回收率72 %，固廢原油殘留量2.3 % (W/W)。回收的原油直接稱重以計算回收率;油泥中殘留量有機試劑萃取后采用