一种能够长期保存农用微生物菌剂的优良载体的制作方法

[0001]
本发明涉及农用微生物菌剂和生物有机肥生产领域，同时也涉及油田废泥浆资源化利用的环境保护领域，尤其涉及一种新型能够长期保存农用微生物菌剂的优良载体的技术。


背景技术：

[0002]
在石油和天然气的勘探开发钻井过程中，钻井泥浆是提高钻井效率的重要保障，在钻井过程中有着支护井帮、提升岩屑、冷却钻头的作用，同时还起到了润滑钻具、提高钻速、防止井塌方和井漏、评价生产层等作用，是保证钻井工作顺利进行必不可少的物质，为了达到安全、快速的钻井目的，使用的钻井液类型及化学药品的种类、数量越来越多，由此不可避免地会产生大量废弃物，钻井固体废物包括钻井废泥浆和钻井过程中抽提上来的岩屑，其中的废弃泥浆是钻井废物中最大量者，钻井工艺对泥浆的要求越来越高，泥浆体系日益增多，配方也越来越复杂，油类、碱和其他化合物，泥浆循环过程中需不断地排除废渣和废浆，钻井结束后需全部排除，变为废浆，由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废泥浆储存坑内，最终形成了一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂以及伴生的污水、油水、钻屑等组成的多相稳态胶体悬浮性的混合物。
[0003]
油田钻井时要排出的大量废弃物碱性泥浆，一直以来认为这种强碱性废弃物会污染环境，油田耗费大量资金处理，最终采取填埋水泥固化封存的处理方式，即使近期油田采取的泥浆不落地的减量化处理技术，最终的残渣也只限用于铺路或制砖。
[0004]
根据长庆油田有关泥浆配方的资料显示(见图3)使用的增稠剂、絮凝剂、降滤失剂、封堵剂、防塌剂、润滑剂，都是无毒无害物质，相反根据田间栽培试验和吸附功能农用微生物的实验等研究证明泥浆是对改良土壤和生长作物乃至功能微生物的增殖有用的物质。见图3。
[0005]
泥浆中虽然含有一定量的重金属，但含量如图4显示那样都低于行业标准和国标(包括ny884-2012生物有机肥、ny525-2012商品有机肥、ny/t798-2015复合微生物肥料和gb20287-2006农用微生物菌剂)中规定的五种重金属限量指标浓度。见图4，
[0006]
农用功能性微生物经过逐级培养扩繁得到的最终发酵液在液体状态下活菌不易长期存活，需要吸附在某种载体上制成固体菌剂产品，尽可能长期(gb20287-2006国标和ny884-2012农业行业标准规定保质期大于6个月)保持其活菌浓度，以便流通和农业经营者使用，这就要求活体微生物以耐受性极强的芽孢休眠状态长期存活于载体中，我国最早的吸附载体有草炭、泥炭、褐煤、风化煤，近年来发展为碳酸钙、硅藻土、麸皮等载体，经过半年或一年的室温条件下保存，活菌浓度一般都有不同程度下降，而我们首次将泥浆岩屑的混合物改造成菌剂吸附剂，室温条件下保存一年甚至于463天，胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的活菌浓度不但没有明显的减少，还有不同程度升高，证明这种改造后的泥浆岩屑混合物可以作为农用微生物的优良吸附剂。根据以上的实验结果也可以考虑将逐级扩繁得到的农用微生物的最终发酵液经过离心浓缩的菌泥和调整ph后干燥过的岩屑泥浆粉末按一定
的比例混合经过喷雾干燥制成以泥浆岩屑为吸附载体的高浓度的农用微生物菌剂(加工工艺详见图2)


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的在于提供一种将油田钻井泥浆岩屑废弃物改造成能够长期保存农用微生物菌剂的优良载体，以解决上述技术问题。
[0008]
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：所述载体包括油田钻井泥浆岩屑混合物、中和剂和营养剂。
[0009]
优选的，所述1％胶冻样芽孢杆菌菌剂放入33％-66.6％泥浆岩屑混合物、22％-66％腐殖酸和10％-15％完熟型有机肥的环境下室温存放。
[0010]
优选的，所述0.35％枯草芽孢杆菌菌剂放入33％-66.6％泥浆岩屑混合物、22％-66％腐殖酸和10％-15％完熟型有机肥的环境下室温存放。
[0011]
优选的，涵盖其他农用芽孢杆菌菌剂放入33％-66.6％泥浆岩屑混合物、22％-66％腐殖酸和10％-15％完熟型有机肥的环境下室温存放。
[0012]
优选的，所述中和剂为价格低廉来源广泛的矿源腐殖酸原粉。
[0013]
优选的，所述营养剂为价格低廉来源广泛的完熟型有机肥。
[0014]
优选的，一种利用泥浆岩屑混合物生产生物有机肥的方法，其特征在于：所述检测泥浆岩屑混合物ph值和水分含量使之与经过检测ph值、水分、有机质和总腐殖酸浓度检测的矿源腐殖酸混合，同时检测完熟型有机肥的有机质、ph值和水分含量,使之与检测有效微生物浓度的农用微生物菌剂混合，再将两个不同的混合物进行混合并检测有效活菌浓度、有机质含量、ph值和水分含量，对最后的成品进行包装。
[0015]
优选的，一种泥浆岩屑作为生产农用微生物菌剂吸附载体的方法，其特征在于：所述将硫酸或有机酸加入泥浆岩屑混合物中调节ph至7-8，并对加入完成之后的混合物进行干燥，随后将农用微生物最终发酵液进行离心浓缩成菌泥，将适量的干燥好的混合物和离心得到的农用微生物菌泥进行混合，对混合之后的成品进行喷雾干燥，最后对制成的菌剂进行包装。
[0016]
本发明的有益效果是：
[0017]
1.首次提出以油田钻井泥浆岩屑混合物为原料制成符合ny884-2012农业部标准的生物有机肥。
[0018]
2、首先提出以油田钻井产生的泥浆岩屑混合物为吸附载体制作符合国标的农用微生物菌剂，更有利于长期保存维持菌剂中有效活菌的浓度。
[0019]
3.用来源广泛价格低廉的矿源腐殖酸为中和剂，调整泥浆的ph值，创造适宜农用微生物胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌存活的环境条件，使得这两种功能性微生物能够长期存活于以泥浆岩屑混合物为吸附载体的生物有机肥中。
[0020]
4.补充适量的完熟型有机肥作为功能微生物的营养剂形成自身增殖优势环境体系，一旦施入土壤中不会与原有的土著微生物争夺有机质营养，影响其快速启动发挥作用。
[0021]
5、泥浆岩屑混合物中的有机质、有效磷、有效钾和有效锌等作物需要的营养的含量都高于油田井区周边土壤中的含量，可以有效地改善补充作物对这些营养的需求，另外大量施用含细微颗粒的岩屑能够改良油田荒漠风沙土细微颗粒不足的土壤结构；其次泥浆
中作为絮凝剂加入的聚丙烯酰胺类物质(包括pam聚丙烯酰胺、php水解丙烯酰胺和kpam丙烯酰胺钾)是优良的土壤保水剂，从而改善北方旱区土壤给作物供水的状况；再其次泥浆中作为增粘剂加入的羧甲基纤维素的纤维素，增加了泥浆的有机质含量，最大限度发挥利用泥浆岩屑混合物中存在的有用物质变废为宝。
[0022]
6、胶冻样芽孢杆菌属于硅酸盐细菌，被钻头研磨出的细微岩屑可以成为该菌增殖的优良基质，这也许就是我们加入胶冻样芽孢杆菌存放一年后活菌浓度增加幅度高于枯草芽孢杆菌的增加幅度的原因之一，促进该菌在保存期和施入到土壤中进一步增殖发挥解磷、解钾等多种功能。
[0023]
7、每口油井产生的岩屑量在250-400方，每口气井产生的岩屑量在450-600方，根据陕西靖边岩屑集中处理填埋场的数据，1口井的岩屑量，气直井在450～600方，气井水平井在700～900方；油井直井在450～500方，水平井在500-600方，长庆油田近三年以来钻井数量基本保持在7000口，每年理论钻井岩屑产生量合计约350万余方，采用“随钻收集+异位集中处理”的井数约有3500余口，理论产生的岩屑量约175万方，估算实际拉运岩屑量约在220万方，长庆油田每年因为岩屑拉运、转移、处置费用，高达数十亿元，不仅浪费了国家资金，还给环境安全埋下了隐患，急需开展、并推动岩屑就地处置及资源化利用工作，如果利用我们简单易行处理工艺，把泥浆岩屑混合物就地处理加工成符合国标的生物有机肥，节省处理和拉运费用，制成比制砖铺路更有经济价值的生物有机肥，就地施用改造油井周边的荒漠土壤，将会产生巨大的经济效益和长期的生态效益。
附图说明
[0024]
图1为本发明生产生物有机肥的工艺流程图；
[0025]
图2为本发明生产农用微生物菌剂的工艺流程图；
[0026]
图3为长庆油田水基钻井液常用组分危害性综合评价图；
[0027]
图4为国标和行业标准中5种重金属限量指标与泥浆中含量对照图；
具体实施方式
[0028]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0029]
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
[0030]
实例1 66.6％泥浆岩屑混合物+22％腐殖酸+11.3％完熟型有机肥+0.36％枯草芽孢杆菌菌剂。
[0031]
保存时间(天)0天3天10天32天77天232天372天463天菌浓度(亿/克)2.4552.462.612.893.452.513.083.2
[0032]
表1
[0033]
经过463天的保存比起始接种时的活菌浓度增加了30％。
[0034]
实例2 66.6％泥浆岩屑混合物+22％腐殖酸+11.3％完熟型有机肥+1％胶冻样芽孢杆菌芽孢杆菌菌剂。
[0035]
保存时间(天)0天3天10天32天77天232天372天463天菌浓度(亿/克)0.4760.500.570.8070.740.7230.770.68
[0036]
表2
[0037]
经过372天的保存比起始接种时(0-3天的平均浓度0.488亿/克)的活菌浓度增加了57.8％。第463天虽然比第372天的活菌浓度降低，但仍起始接种时(0-3天的平均浓度0.488亿/克)增加了39.3％。
[0038]
实例3 50％泥浆岩屑混合物+33％腐殖酸+16％完熟型有机肥+1％胶冻样芽孢杆菌菌剂。
[0039]
保存时间(天)0天3天10天30天菌浓度(亿/克)0.810.90.9970.877芽孢率(％) 78.％52.5％48.3％ph值
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8.63
[0040]
表3
[0041]
实例4 50％泥浆岩屑混合物+33％腐殖酸+16％完熟型有机肥+0.35％枯草芽孢杆菌菌剂。
[0042][0043][0044]
表4
[0045]
实例5如图1混合生产工艺，检测泥浆岩屑混合物ph值和水分含量使之与经过检测ph值、水分、有机质和总腐殖酸浓度的矿源腐殖酸混合，同时检测完熟型有机肥的有机质、ph值和水分含量使之与检测有效微生物浓度的农用微生物菌剂混合，将两个不同的混合物进行混合并检测有效活菌浓度、有机质含量、ph值和水分含量，对最后的成品进行包装。
[0046]
混合设备可采用水泥混合搅拌机，设置在油井现场，物料的混合组合可以考虑预先把最核心占含量比例最低微生物菌剂和占含量比例次低的完熟型有机肥预先混合，让活性微生物适应完熟型有机肥环境，形成自身优势体系；腐殖酸可以运到油田钻井现场，和泥浆岩屑混合物在现场充分混合，确认中和到适合微生物生存的ph值范围后再加入预先混合好的微生物与有机肥的物料，进一步混合均匀、检测后即可直接施用到油井附近需要改良施肥的土地，可以最大限度减少运费成本。
[0047]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。