一种利用微生物技术回收含油危险废物中原油的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用微生物技术回收油土、油泥和底泥等含油危险废物中原油的方法，属于固体废物资源化处理技术领域。
【背景技术】
[0002]在石油开采、收集、运输和储存过程产生大量含油固体废物，原油含量通常在10%左右甚至更高。这些含油固体废物不但具有高度的可燃性，而且由于苯类、酚类和蒽类物质的存在还表现出一定的生物毒性，对周边水体、土壤和环境构成危害。这类含油固体废物被我国列为危险废物，其收集、运输、储存和处置受到严格监管。含油危废主要包括落地油土、开采油泥和储罐底泥等。每开采千万吨原油产生的含油固废大约20万吨。我国年产石油超亿吨，含油微废量不完全统计三百万吨以上。
[0003]按规定，危险废物必须由有资质的单位进行无害化处理，而危废生产企业需要缴纳相应的处置费。但由于历史的原因，我国含油危废的处理大多还是沿用早期简单填埋或固化后填埋的方法，存在严重的安全风险和环境危害，并没有实现无害化的目的。高温焚烧工艺虽然能够满足含油危废的无害化处理，但过高的处置费给危废生产企业带来巨大的经济负担，同时造成原油资源的严重浪费和基质土壤的完全破坏。因此，无论从环境保护还是能源回收的角度来看，最大限度回收原油的资源化处理代表了含油危废处置技术的发展方向。
[0004]利用有机溶剂分离原油和土壤进而完成原油的回收，是当前含油危废资源化处理的主要工艺。虽然该工艺能够实现原油的高效和快速回收，但有机溶剂的大量使用导致系统危险性显著提高，操作条件也相当严苛；而且有机溶剂的再生回用需要高温蒸馏，能耗大、成本高、过程复杂。绿色、安全、经济、高效的含油危废资源处理新技术亟待研发。
[0005]本发明将微生物技术引入含油危废的资源化处理，在常温常压的温和条件下实现含油危废中原油的回收。其原理在于:特效微生物菌群以原油为碳源和能源分解长链分子并合成表面活性剂。长链分子变短减低了原油与泥土之间的粘结力，表面活性剂的生成进一步促进了原油和泥土之间的分离。通过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%，实现了70-90%的原油回收率，为满足0.3%农用或0.5%工用标准的深度处理奠定了基础。
【发明内容】
[0006]本发明目的是为了对落地油土、开采油泥和储罐底泥等含油危废进行资源化处理，提出一种基于生物泥浆反应器的回收原油的微生物方法。本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0007]本发明为一种利用微生物技术回收原油从而实现含油危废资源化处理的方法，具体步骤如下:
[0008]步骤一，高效菌群的培养
[0009]用于原油回收的高效微生物菌群从各地的石油污染土壤和底泥选育复配而来。包括 Alkanindiges sp.(45% ) , Acinetobacter sp.(30% ) ,Pseudomonas sp.(15 % ),Cupriavidus sp.(5% )和Arthrobacter sp.(5% )。用含油营养液培养高效菌群，营养液配方: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。通过超声处理或加入一定量吐温类表面活性剂使得原油形成均勾分散的乳浊液。用蒸馏水或自来水配制营养液。在摇床或曝气生物发酵罐中培养菌群，条件如下:温度20-40度，摇床或搅拌转速40-200转/分钟，曝气量0.1-0.5倍营养液体积/分钟。培养大约2-4天后，细胞生长达稳定期，细胞浊度300-1200FTU。高效菌群悬液可用于含油危废中原油的生物分离和回收。
[0010]步骤二、将油土、油泥、底泥等含油危废破碎并过筛除去石块、木块、布条、塑料和秸杆类等杂物，储存备用；
[0011]步骤三、含油危废中原油的微生物分离和回收
[0012]配制无机盐营养液，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。在泥浆反应器中实现含油危废中原油的生物分离和回收。泥浆体系由含油危废和无机盐营养液按一定比例配制而成，无机盐营养液:含油危废比例为3:1-6:1(V/V)，高效菌群接种量为2%-10%，反应温度为20-40度，曝气量为
0.05-0.5倍营养液体积/分钟，搅拌转速为40-200转/分钟。运行3-9天后，含油危废中原油与基底分离并在曝气(气浮)作用下上浮至反应器液面，原油回收率60-90%，固废原油残留量0.5-3.0%(W/W)。运行过程视菌群生长情况适当补充菌剂。泥浆反应器体积1-500立方，具加热、曝气和搅拌装置(见附图)。
[0013]本发明采用以上技术方案的有益效果
[0014]本发明基于泥浆反应器从含油危废中回收原油的微生物资源化处理技术，较之热解法和固化法无疑具有资源回收优势和良好的经济效益，较之有机溶剂洗涤回收法则表现出绿色、环保、安全和经济的特点。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0016]附图即为本发明的生物反应器和泥浆反应器的结构示意图。
[0017]图中1是电机，2是排气口，3是循环水出口，4是pH、Do探头，5是曝气装置，6是出料口，7是投料口，8是搅拌器，9是水浴加热进水口
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例子对本发明进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]1.高效菌群的培养
[0021]高效菌群包含Alkanindiges sp., Acinetobacter sp., Pseudomonas sp.,Cupriavidus sp.和Arthrobacter sp.。营养液配方: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)吐温20充分搅拌使得原油形成乳浊液并均匀分散到培养液中。用自来水配制营养液。在10升生物发酵罐中培养菌群，条件如下:温度35度，搅拌转速80转/分钟，曝气量2升/分钟。培养4天后，细胞浊度达600FTU，高效菌群种子液备用。
[0022]步骤二、将油土破碎并过筛除去石块、木块、布条、塑料和秸杆类等杂物后备用；
[0023]步骤三、油土中原油的微生物分离和回收
[0024]配制无机盐营养液，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升泥浆反应器中实现原油的生物分离和回收。泥浆体系由油土和无机盐营养液配制而成，无机盐营养液:油土比例为4:1 (V/V)，高效菌群首次接种量10%，反应温度35度，曝气量20升/分钟，搅拌转速120转/分钟。运行期间，每两天收集一次漂浮于液面的原油，并补加高效菌群5% (v/v)。运行5天后，原油累计回收率80 %，固废原油残留量1.7 % (W/W)。回收的原油直接称重以计算回收率;油土中残留量有机试剂萃取后采用差重法测定。
[0025]实施例2
[0026]1.高效菌群的培养
[0027]高效菌群包含Alkanindiges sp., Acinetobacter sp., Pseudomonas sp.,Cupriavidus sp.和Arthrobacter sp.。营养液配方: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)吐温20充分搅拌使得原油形成乳浊液并均匀分散到培养液中。用自来水配制营养液。在10升生物发酵罐中培养菌群，条件如下:温度35度，搅拌转速80转/分钟，曝气量2升/分钟。培养4天后，细胞浊度达600FTU，高效菌群种子液备用。
[0028]步骤二、将油泥破碎并过筛除去石块、木块、布条、塑料和秸杆类等杂物后备用；
[0029]步骤三、油泥中原油的微生物分离和回收
[0030]配制无机盐营养液，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升泥浆反应器中实现原油的生物分离和回收。泥浆体系由油土和无机盐营养液配制而成，无机盐营养液:油土比例为4:1(V/V)，高效菌群首次接种量10%，反应温度35度，曝气量20升/分钟，搅拌转速120转/分钟。运行期间，每两天收集一次漂浮于液面的原油，并补加高效菌群5% (v/v)。运行7天后，原油累计回收率72 %，固废原油残留量2.3 % (W/W)。回收的原油直接称重以计算回收率;油泥中残留量有机试剂萃取后采用