一种高效修复原油污染海水的方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效修复原油污染海水的方法，包括以下步骤：(1)将膨润土和皂素按照(1.5～2)∶1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛；(2)称取重量为膨润土和皂素总重量的0.8～1倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖苷剂过300目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀；(3)向原油污染的海水中投放石油降解菌和步骤(2)所得的混合物，投放的石油降解菌的质量为溢油量的6％～10％，投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量的10％～15％。与现有技术相比，本发明的优点为：安全无毒，不会对环境产生二次污染，而且溢油清除效率高。
【专利说明】
一种高效修复原油污染海水的方法
技术领域
[0001] 本发明属于海面溢油修复处理领域，尤其涉及一种高效修复原油污染海水的方 法。
【背景技术】
[0002] 随着全球经济一体化进程的加快，海上石油运输和海上石油开采量迅速增加，海 上溢油事故也不断增多，严重威胁着海洋及沿海陆域的生态环境。溢油多发生在海上，随着 风浪漂移至海岸线，溢油不仅对海面造成严重环境污染，而且由于石油烃类污染物的潜在 毒性和生物积累效应会导致近岸海域环境质量和生物种类多样性指数严重下降，海洋生态 系统遭受严重破坏，也会对水产业和旅游业造成巨大损失。
[0003] 目前，处理海洋溢油污染的主要方法有物理法、化学法、生物法和焚烧法。物理法 主要包括在溢油水域布设围油栏防止溢油扩散，并组织清污船舶作业采取撇油器等机械回 收、吸油毡等吸附材料吸附等一些物理方法将溢油清除。布设围油栏也可以结合焚烧法进 行处理。化学处理法主要是向水中喷洒消油剂、集油剂和固化剂等化学药剂，将溢油分散或 固体化后再进行处理。生物修复法主要是利用微生物的降解作用来清除溢油，包括添加营 养物质和投加菌种两种方式。然而，这些溢油清除方法均存在一定的局限性。采用传统的物 理法效率较低，劳动强度大，而且很难将溢油清除彻底。多数消油剂和集油剂对海洋容易产 生二次污染。采用生物法修复修复原油污染海水的优点是安全无毒、可生物降解，对环境通 常不带来二次污染，然而采用微生物修复原油污染海水时存在以下问题:降解效率低、微生 物细胞易被水流冲走、利用率低下，不适宜用于大面积海洋溢油修复。因此，开发出一种高 效的，能高效修复原油污染海水的方法，对海洋生态具有重要的意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是克服现有技术的不足，提供一种安全无毒，不会对环境产生 二次污染，而且溢油清除效率高的高效修复原油污染海水的方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高效修复原油污染海水 的方法，包括以下步骤：
[0006] (1)将膨润土和皂素按照（1.5~2): 1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛；
[0007] (2)称取重量为膨润土和皂素总重量的0.8~1倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖 苷过300目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀；
[0008] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的质量为溢油量的 6%~10%，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速200~300r/min，3~ 4h后，向溢油区投放步骤(2)所得的混合物，投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量 的10%~15%，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速200~600r/ min〇
[0009] 进一步地，所述石油降解菌液为一种石油降解菌或多种石油降解菌的混合物。
[0010] 优选地，所述石油降解菌液为热带假丝酵母和抗酚小短杆菌的混合菌液，热带假 丝酵母和抗酚小短杆菌的质量比为3:2。
[0011] 热带假丝酵母，拉丁名称:Candida tropicalis，可购自中国工业微生物菌种保藏 管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592,为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
[0012] 抗酸小短杆菌，拉丁名称：Brachybacterium phenoliresistens，可购自中国工业 微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO. 23825，革兰氏阳性菌，可用于处理石 油污染。
[0013] 本发明中，投放石油降解菌并搅拌溢油区域，使溢油区域保持紊动状态，可使石油 降解菌分解发酵石油后的产物充分分散;向溢油区投放膨润土、皂素和烷基糖苷的混合物， 并搅拌溢油区域使溢油区域保持紊动状态，可使膨润土、皂素和烷基糖苷与石油降解菌、石 油降解菌的分解发酵产物充分混合，利于本发明的各组分之间发生协同溢油清除作用，提 高了溢油清除效率和各组分的利用率。
[0014]此外，膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有很好的吸附性和离 子交换性，环保无毒、生物降解率高，不会对原油污染过的海水造成二次污染。皂素又称碱 皂体，可溶于水、甲醇和稀乙醇，天然无毒，生物降解率高，为天然的非离子表面活性剂，皂 素是很强的表面活性剂，即使高度稀释也能形成皂液，也可用于制取洗涤剂，乳化剂，发泡 剂，防腐剂等。烷基糖苷(APG)是非离子表面活性剂，APG为白色固体，APG不仅环保无毒无刺 激，而且生物降解迅速彻底，价格低廉，表面张力低，去污性好。因此，本发明的各组分安全 无毒，不会对环境产生二次污染。
[0015] 其次，本发明中，膨润土和皂素的粒径不同于烷基糖苷的粒径，因此本发明的膨润 土、皂素和烷基糖苷形成了不同比表面积的颗粒组团。由于比表面积的大小会对吸附效果 产生影响，因此将膨润土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒径，会对石油的吸附降解效果产 生一定的影响。实验结果表明，将膨润土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒径，可有利于发 挥各组分对石油的吸附降解效果，提高各组分的利用率，其对石油的吸附降解效果好于单 一粒径的颗粒组团。
[0016] 优选地，膨润土和皂素的重量比为2:1。
[0017]优选地，烷基糖苷的重量为膨润土和皂素总重量的0.8倍。
[0018] 进一步地，步骤(3)中，向原油污染的海水中投放的步骤(2)所得的混合物的质量 为溢油量的12%，添加的石油降解菌的质量为溢油量的8%。
[0019] 进一步地，步骤(3)中，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中。 所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度。在 麻袋的内表面上设置褶皱可以提高麻袋吸水储水的性能，防止落潮时降解菌因过于干燥而 死亡，而且在麻袋的内表面上设置褶皱可有效防止麻袋内盛装的石油降解菌被水流冲走。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0021] (1)本发明中，投放石油降解菌并搅拌溢油区域，使溢油区域保持紊动状态，可使 石油降解菌分解发酵石油后的产物充分分散；向溢油区投放膨润土、皂素和烷基糖苷的混 合物，并搅拌溢油区域使溢油区域保持紊动状态，可使膨润土、皂素和烷基糖苷与石油降解 菌、石油降解菌的分解发酵产物充分混合，利于本发明的各组分之间发生协同溢油清除作 用，提高了溢油清除效率和各组分的利用率。
[0022] (2)膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有很好的吸附性和离子 交换性，环保无毒、生物降解率高，不会对原油污染过的海水造成二次污染。皂素又称碱皂 体，可溶于水、甲醇和稀乙醇，天然无毒，生物降解率高，为天然的非离子表面活性剂，皂素 是很强的表面活性剂，即使高度稀释也能形成皂液，也可用于制取洗涤剂，乳化剂，发泡剂， 防腐剂等。烷基糖苷是非离子表面活性剂，不仅环保无毒无刺激，而且生物降解迅速彻底， 价格低廉，表面张力低，去污性好。因此，本发明的各组分安全无毒，不会对环境产生二次污 染。
[0023] (3)本发明中，膨润土和皂素的粒径不同于烷基糖苷的粒径，因此本发明的膨润 土、皂素和烷基糖苷形成了不同比表面积的颗粒组团。由于比表面积的大小会对吸附效果 产生影响，因此将膨润土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒径，会对石油的吸附降解效果产 生一定的影响。实验结果表明，将膨润土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒径，可有利于发 挥各组分对石油的吸附降解效果，提高各组分的利用率，其对石油的吸附降解效果好于单 一粒径的颗粒组团。
【具体实施方式】
[0024] 以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验 方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0025] 实施例1
[0026] -种高效修复原油污染海水的方法，包括以下步骤：
[0027] (1)将膨润土和皂素按照1.5:1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛；
[0028] (2)称取重量为膨润土和皂素总重量0.8倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖苷过 300目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀；
[0029] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的质量为溢油量的 6 %，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速200r/min，3h后，向溢油区投 放步骤(2)所得的混合物，投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量的13%，用涡轮式 搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速400r/min。
[0030] 其中，所述石油降解菌液为热带假丝酵母。热带假丝酵母，拉丁名称：Candida tropicalis，可购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO. 31592， 为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
[0031] 实施例2
[0032] -种高效修复原油污染海水的方法，包括以下步骤：
[0033] (1)将膨润土和皂素按照2:1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛；
[0034] (2)称取重量为膨润土和皂素总重量1倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖苷过300 目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀；
[0035] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的质量为溢油量的 10 %，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速300r/min，4h后，向溢油区 投放步骤(2)所得的混合物，投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量的15%，用涡轮 式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速600r/min。
[0036]其中，所述石油降解菌液为热带假丝酵母。热带假丝酵母，拉丁名称：Candida tropicalis，可购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO. 31592， 为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
[0037] 实施例3
[0038] -种高效修复原油污染海水的方法，包括以下步骤：
[0039] (1)将膨润土和皂素按照2:1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛；
[0040] (2)称取重量为膨润土和皂素总重量0.9倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖苷过 300目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀；
[0041] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的质量为溢油量的 8%，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速300r/min，3.5h后，向溢油区 投放步骤(2)所得的混合物，投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量的12%，用涡轮 式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速200r/min。
[0042] 其中，所述石油降解菌液为热带假丝酵母和抗酚小短杆菌的混合菌液，热带假丝 酵母和抗酚小短杆菌的质量比为3:2。
[0043] 热带假丝酵母，拉丁名称:Candida tropicalis，可购自中国工业微生物菌种保藏 管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592,为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
[0044] 抗酸小短杆菌，拉丁名称：Brachybacterium phenoliresistens，可购自中国工业 微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO. 23825，革兰氏阳性菌，可用于处理石 油污染。
[0045] 实施例4
[0046] -种高效修复原油污染海水的方法，包括以下步骤：
[0047] (1)将膨润土和皂素按照2:1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛；
[0048] (2)称取重量为膨润土和皂素总重量0.8倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖苷过 300目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀；
[0049] (3)将石油降解菌装入麻袋中，所述麻袋的内表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱 的密度大于麻袋其他处褶皱的密度，向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降 解菌的质量为溢油量的8%，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速 300r/min，4h后，向溢油区投放步骤(2)所得的混合物，向溢油区投放的步骤(2)所得的混合 物的质量为溢油量的12%，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速 400r/min〇
[0050] 其中，所述石油降解菌液为热带假丝酵母和抗酚小短杆菌的混合菌液，热带假丝 酵母和抗酚小短杆菌的质量比为3:2。
[005?] 热带假丝酵母，拉丁名称:Candida tropicalis，可购自中国工业微生物菌种保藏 管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO.31592,为好氧菌，可用于石油发酵酒精。
[0052] 抗酸小短杆菌，拉丁名称：Brachybacterium phenoliresistens，可购自中国工业 微生物菌种保藏管理中心(CICC)，CICC菌种编号为NO. 23825，革兰氏阳性菌，可用于处理石 油污染。
[0053]实验结果
[0054]选取12个大小规格相同的水池（水池规格为7m X 3m XI. 5m)，并对其编号为1-12 号，每个水池中注入25L海水，并加入500g原油，石油选择胜利原油，所选用的原油的基本物 理性质如下：密度〇.8695g/cm3 (测试标准GB/T1884-2000)，33°C、剪速20时的粘度 230mPa. s。第1、5、9号水池按本发明实施例1的方法进行处理，第2、6、10号按本发明实施例2 的方法进行处理，第3、7、11号按本发明实施例3的方法进行处理，第4、8、12号按本发明实施 例4的方法进行处理，在各个处理组分别投放其步骤(2)所得的混合物并继续搅拌12h后，分 别测定残留石油的重量，根据初始加入油量换算得到溢油清除效率，测定结果如表1:
[0055] 表1不同处理组的溢油清除效率
[0057] 由于本发明的各组分之间的协同作用，提高了溢油清除效率效率和各组分的利用 率，减少了本发明的各组分的使用量。此外，本发明的各组分绿色环保，安全无毒，不会对环 境产生二次污染。实验结果表明，本发明的高效修复原油污染海水的方法对溢油清除效率 高，达75.5 %~83.8 %，可有效修复原油污染的海水。
[0058] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 将膨润土和皂素按照（1.5~2): 1的重量比混合均匀，粉碎，并过200目筛； (2) 称取重量为膨润土和皂素总重量的0.8~1倍的烷基糖苷，将称量好的烷基糖苷过 300目筛，并与粉碎好的膨润土和皂素混合均匀； (3) 向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的质量为溢油量的6%~ 10%，通过涡轮式搅拌器使溢油区域保持紊动状态，搅拌器转速200~300r/min，3~4h后， 向溢油区投放步骤(2)所得的混合物，投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量的10% ~15%，用涡轮式搅拌器使溢油区域继续保持紊动状态，搅拌器转速200~600r/min。2. 根据权利要求1所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:所述石油降解菌 液为一种石油降解菌或多种石油降解菌的混合物。3. 根据权利要求1所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:所述石油降解菌 液为热带假丝酵母。4. 根据权利要求1所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:所述石油降解菌 液为热带假丝酵母和抗酚小短杆菌的混合菌液。5. 根据权利要求4所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:热带假丝酵母和 抗酚小短杆菌的质量比为3:2。6. 根据权利要求1所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:膨润土和皂素的 重量比为2:1。7. 根据权利要求1所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:烷基糖苷的重量 为膨润土和皂素总重量的0.8倍。8. 根据权利要求1所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于：向原油污染的海 水中投放的步骤(2)所得的混合物的质量为溢油量的12%，添加的石油降解菌的质量为溢 油量的8%。9. 根据权利要求1-8中任一项所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:步骤 (3)中，向溢油区投放石油降解菌前，先将石油降解菌装入麻袋中。10. 根据权利要求9所述的高效修复原油污染海水的方法，其特征在于:所述麻袋的内 表面上有褶皱，麻袋边和角处的褶皱的密度大于麻袋其他处褶皱的密度。
【文档编号】C02F3/34GK105923786SQ201610316481
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月7日
【发明人】温国义, 韩龙江, 李娟 , 潘玉龙
【申请人】国家海洋局北海环境监测中心