一种修复含油土壤的生物制剂及修复方法与应用与流程

文档序号:11510388阅读:411来源:国知局

本发明属于环境生物修复技术领域,涉及一种利用生物制剂修复含油土壤的方法及应用。



背景技术:

石油的开采、炼制和储运过程中,产生了大量石油污染的土壤,包括钻井泥浆、落地油泥、清罐油泥等。石油污染的土壤成分十分复杂,其中含有大量的苯、苯酚、蒽、芘等有毒的致病致癌物质,会严重污染环境并危害人类身体健康。因此开发有效的、无害化的处理方法十分必要。

目前,处理石油污染土壤的技术大致分为三类:物理处理方法、化学处理方法和生物处理方法。而在实际处理过程中,常采用综合处理方式。物理化学处理方法具有处理工艺复杂、处理成本高、设备昂贵和维修难度大等局限性,在处理过程中还存在不同程度的二次污染。而生物处理方法具有处理工艺简单、处理费用低、无二次污染等特点。因此,利用微生物处理石油污染土壤的方式日益引起人们的关注,并成为国内外研究的重点。

我国从20世纪70年代末开始研究微生物修复石油污染的土壤,最近十年是研究的黄金期,但生物处理污泥的技术在国内还没有投入规模化应用。生物处理技术的关键在于微生物菌种的筛选与改造,复合菌剂中各种单菌配比与菌浓的确定。由于石油污染土壤的成分复杂,单一菌株无法满足石油污染土壤的高效降解需求,因此针对不同组分选择高效降解的菌株,研制复合菌剂是提高石油污染土壤降解效率的有效途径。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种利用生物制剂修复含油土壤的方法。用该方法处理油泥具有成本低、工艺简单、环境友好的优点,具有很高的利用价值。其特征在于:通过模拟实验,研究生物制剂进行石油污染土壤修复实验的各项条件,最终确立了最佳方法和参数,为现场应用实验提供数据支持和方法指导。

为了实现上述目的,本发明提供如下的技术方案:

一种修复含油土壤的生物制剂,其特征在于它是由微生物菌种a、b、c按照菌量1:1:1的比例混合制成;其中的菌种a指的是:热葡萄糖苷土杆菌w-2(geobacillusthermoglucosidasius),该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心,其保藏号为cgmcc11442);

菌种b指的是:新阿波罗栖热袍菌ns-e[dsm4359](thermotoganeapolitana,该菌株购买自美国菌种保藏中心,其保藏号为atccno.49049);

菌种c指的是:小型嗜热嗜油杆菌(thermoleophilumminutum,该菌株购买自美国菌种保藏中心,其保藏号为atccno.35268)。

本发明进一步公开了修复含油土壤的生物制剂修复含油土壤的方法,其特征在于按如下的步骤进行:

1)配制培养基,培养生物菌剂,将混合菌剂用水进行稀释,混合菌剂与水的质量比为1:10-1000;所述的培养基:na2hpo4·12h2o0.08%kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;

葡萄糖3%;水:余量;

2)混合菌剂的稀释液按1:1比例与含油土壤混合;在常温∕40℃的条件下充分搅拌10-30分钟,使其成为浆状,静置处理48h-4周,取样检测土壤含油量;其中含油土壤为10%的ph6-9.5的土壤。

本发明更进一步公开了修复含油土壤的生物制剂在降解含油土壤中的油含量,提高油泥降解效率,使土壤达到排放标准方面的应用;其中的含油土壤指的是10%含油土壤。实验结果显示:本发明的生物制剂处理10%含油土壤的降解率几乎达到100%。

实验所用土壤和油品来源于大港三个地区(海边地区土,孔店地区土,王官屯土)和对应的三种油品(港东大站油,羊三木大站油,官大站原油)。本发明作为一个典型的例子检测三个地区土壤的ph,将土壤与油品混合配制成含油量10%的含油土壤样品。

配制培养基:na2hpo4·12h2o0.08%;kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;葡萄糖3%;水余量。

检测三个地区土壤的ph,将土壤与油品混合配制成含油量10%的含油土壤样品。配制培养基,培养生物菌剂,与水按不同的比例混合,处理三种含油土壤,在ph6-8∕原ph,常温∕40℃的条件下充分搅拌约10分钟,使其成为浆状。静置处理48h、1周、2周、3周、4周后,取样检测土壤含油量。

本发明重点考察了如下的内容:

(1)含油土壤的ph有所不同,本发明的生物制剂应用的ph范围是ph6-9.5,对不同的油品ph均有效果。

(2)由于气候导致温度变化影响微生物活动,本发明的生物制剂能够适应温度范围较广,在常温-40℃均有明显效果。

(3)一般微生物降解石油效率极低,本发明所用菌株降解石油效率很高,一般菌浓越高降解效率越高,当本发明的生物菌剂稀释5000倍时仍有较高降解效率。

本发明利用生物制剂修复含油土壤的方法具有特点是:

(1)本发明的生物制剂应用的ph范围是ph6-9.5,对不同的油品ph均有效果。

(2)本发明的生物制剂能够适应温度范围较广,在不同的温度范围内均有明显效果。

(3)本发明的生物制剂降解油的效率高,能够在短时间内有明显作用,药水稀释比在1/10-1/1000范围内均有明显效果,并且达到降解效率相同的情况下,稀释比越小作用时间越短。

(4)本发明用的微生物菌剂无毒性,使用时对相关设备无腐蚀;

(5)本发明的方法工艺简单、所需设备简单、成本低。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售;其中菌种

a指的是:热葡萄糖苷土杆菌w-2(geobacillusthermoglucosidasius),该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心,其保藏号为cgmcc11442);来源:见专利,申请号201610012840.9。

b指的是:新阿波罗栖热袍菌ns-e[dsm4359](thermotoganeapolitana,该菌株购买自美国菌种保藏中心,其保藏号为atccno.49049);

c指的是:小型嗜热嗜油杆菌(thermoleophilumminutum,该菌株购买自美国菌种保藏中心,其保藏号为atccno.35268)。

实施例1

利用生物制剂修复含油土壤的方法如下:

(1)该方法运用的菌剂是混合菌剂,由菌种a、b、c按照菌量1:1:1的比例混合制成。用水进行稀释,药水比分别是药水比为1/10、1/100、1/1000、1/5000。

(2)该方法所用的10%含油土壤分别是海边地区土+港东大站油,孔店地区土+羊三木大站油,王官屯土+官大站原油。

(3)该方法所用的10%含油土壤ph分别是原ph:边地区土+港东大站油的原ph是8.31,孔店地区土+羊三木大站油原ph是9.22,王官屯土+官大站原油原ph是8.91;三种含油土壤分别调节到ph6、7、8。

(4)该方法所用的温度是常温和40℃。

(5)该方法的处理过程及反应条件是:

配制培养基,培养生物菌剂,用水进行稀释,分别在常温和40℃条件下处理原ph、ph6、ph7、ph8的12种10%含油土壤,处理48h,检测土壤含油率。经测定,ph和温度(40℃\常温)对土壤中油的降解率无明显影响。可能是由于生物制剂的ph和温度适应范围较广,在一定ph和温度范围内都有较好的作用效果。生物制剂处理样品48h后,药水比为1/10条件下土壤中油的降解率都达到90%左右;药水比为1/100条件下土壤中油的降解率都超过20%;药水比为1/1000条件下土壤中油的降解率大多超过10%;药水比为1/5000条件下土壤中的油大多无明显降解。

所述的培养基:na2hpo4·12h2o0.08%;kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;葡萄糖3%;水余量。

实施例2

利用生物制剂修复含油土壤的方法如下:

(1)该方法运用的菌剂是混合菌剂,由菌种a、b、c按照菌量1:1:1的比例混合制成。用水进行稀释,药水比分别是药水比为1/10、1/100、1/1000、1/5000。

(2)该方法所用的10%含油土壤分别是海边地区土+港东大站油,孔店地区土+羊三木大站油,王官屯土+官大站原油。

(3)该方法所用的10%含油土壤ph分别是原ph:边地区土+港东大站油的原ph是8.31,孔店地区土+羊三木大站油原ph是9.22,王官屯土+官大站原油原ph是8.91;三种含油土壤分别调节到ph6、7、8。

(4)该方法所用的温度是常温和40℃。

(5)该方法的处理过程及反应条件是:

配制培养基,培养生物菌剂,用水进行稀释,分别在常温和40℃条件下处理原ph、ph6、ph7、ph8的12种10%含油土壤,处理一周,检测土壤含油率。经测定,ph和温度(40℃\常温)对土壤中油的降解率无明显影响。药水比为1/10条件下土壤中油的降解率几乎达到100%;药水比为1/100条件下土壤中油的降解率大多超过70%,其中,对海边地区土+港东大站油的降解率超过90%;药水比为1/1000条件下土壤中油的降解率大多超过60%,其中,对海边地区土+港东大站油的降解率超过85%;药水比为1/5000条件下土壤中的油大多超过10%。

所述的培养基:na2hpo4·12h2o0.08%;kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;葡萄糖3%;水余量。

实施例3

利用生物制剂修复含油土壤的方法如下:

(1)该方法运用的菌剂是混合菌剂,由菌种a、b、c按照菌量1:1:1的比例混合制成。用水进行稀释,药水比分别是药水比为1/10、1/100、1/1000、1/5000。

(2)该方法所用的10%含油土壤分别是海边地区土+港东大站油,孔店地区土+羊三木大站油,王官屯土+官大站原油。

(3)该方法所用的10%含油土壤ph分别是原ph:边地区土+港东大站油的原ph是8.31,孔店地区土+羊三木大站油原ph是9.22,王官屯土+官大站原油原ph是8.91;三种含油土壤分别调节到ph6、7、8。

(4)该方法所用的温度是常温和40℃。

(5)该方法的处理过程及反应条件是:

配制培养基,培养生物菌剂,用水进行稀释,分别在常温和40℃条件下处理原ph、ph6、ph7、ph8的12种10%含油土壤,处理两周,检测土壤含油率。经测定,ph和温度(40℃\常温)对土壤中油的降解率无明显影响。药水比为1/100条件下土壤中油的降解率超过90%;药水比为1/1000条件下土壤中油的降解率大多超过80%,药水比为1/5000条件下土壤中油的降解率无明显变化。

所述的培养基:na2hpo4·12h2o0.08%;kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;葡萄糖3%;水余量。

实施例4

利用生物制剂修复含油土壤的方法如下:

(1)该方法运用的菌剂是混合菌剂,由菌种a、b、c按照菌量1:1:1的比例混合制成。用水进行稀释,药水比分别是药水比为1/10、1/100、1/1000、1/5000。

(2)该方法所用的10%含油土壤分别是海边地区土+港东大站油,孔店地区土+羊三木大站油,王官屯土+官大站原油。

(3)该方法所用的10%含油土壤ph分别是原ph:边地区土+港东大站油的原ph是8.31,孔店地区土+羊三木大站油原ph是9.22,王官屯土+官大站原油原ph是8.91;三种含油土壤分别调节到ph6、7、8。

(4)该方法所用的温度是常温和40℃。

(5)该方法的处理过程及反应条件是:

配制培养基,培养生物菌剂,用水进行稀释,分别在常温和40℃条件下处理原ph、ph6、ph7、ph8的12种10%含油土壤,处理三周,检测土壤含油率。经测定,ph和温度(40℃\常温)对土壤中油的降解率无明显影响。药水比为1/10及1/100条件下土壤中油的降解率达到或几乎达到100%;药水比为1/1000条件下土壤中油的降解率大多超过95%;与前两周相比,水比为1/5000条件下土壤中油的降解率无明显变化。

所述的培养基:na2hpo4·12h2o0.08%;kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;葡萄糖3%;水余量。

实施例5

利用生物制剂修复含油土壤的方法如下:

(1)该方法运用的菌剂是混合菌剂,由菌种a、b、c按照菌量1:1:1的比例混合制成。用水进行稀释,药水比分别是药水比为1/10、1/100、1/1000、1/5000。

(2)该方法所用的10%含油土壤分别是海边地区土+港东大站油,孔店地区土+羊三木大站油,王官屯土+官大站原油。

(3)该方法所用的10%含油土壤ph分别是原ph:边地区土+港东大站油的原ph是8.31,孔店地区土+羊三木大站油原ph是9.22,王官屯土+官大站原油原ph是8.91;三种含油土壤分别调节到ph6、7、8。

(4)该方法所用的温度是常温和40℃。

(5)该方法的处理过程及反应条件是:

配制培养基,培养生物菌剂,用水进行稀释,分别在常温和40℃条件下处理原ph、ph6、ph7、ph8的12种10%含油土壤,处理四周,检测土壤含油率。经测定,ph和温度(40℃\常温)对土壤中油的降解率无明显影响。药水比为1/10及1/100条件下土壤中油的降解率均达到100%;药水比为1/1000条件下土壤中油的降解率均达到或接近100%;与前三周相比,药水比为1/5000条件下土壤中油的降解率无明显增加,维持在10-15%。

所述的培养基:na2hpo4·12h2o0.08%;kh2po40.04%;nano30.06%;feso4·7h2o0.002%;cacl2·2h2o0.002%;mgso4·7h2o0.04%;酵母粉0.1%;葡萄糖3%;水余量。

实施例6

实际使用情况

本发明的微生物菌剂可以修复含油率较低的油泥(10%左右),使油泥达到排放标准。

比较试验

常规数据来自于(1)专利:贾汉忠,马健波,王传义,屈撑囤.一种石油污染土壤的微生物修复方法.cn106734181a.(2)文献:梁利华,董霞.炼厂油泥降解菌的筛选及降油条件初探[j].化学与生物工程,2012,29(9):75-77。

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