本发明属于固体废弃物处理领域、具体涉及一种处理含油污泥的生物清洗剂及使用方法。
背景技术：
在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生大量的含油固体废物，已成为土壤石油污染的重要来源。全国每年产生含油泥砂约1000万吨，含油泥砂已被列入《国家危险废物名录》，是油田的首要污染物。油泥的含油率在10％-70％之间，虽然油泥是一种污染物，但是对油泥进行清洗回收其中的原油，使得油泥又成为一种资源。与其他油泥处理方法相比，生物法处理油泥具有不形成二次污染、经济适用等特点，其处理效果和环境效益更具优势。然而含油量小于10％的油泥才能适合微生物降解处理。开发环保型清洗剂对油泥进行清洗，一方面能回收原油资源，另一方面又能使油泥含油率降低到微生物降解处理的可适用范围。
目前，主要利用化学表面活性剂对油泥进行清洗，虽然化学表面活性剂能较好的清洗含油污泥，但是需要较高浓度和处理温度，且化学表面活性剂的生物降解性差，具有一定毒性，对环境易造成二次污染。因此，获得一种绿色环保、且能在常温下清洗油泥的清洗剂，将能够解决上述瓶颈问题。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种绿色环保、且能在常温下清洗油泥的一种处理含油污泥的生物清洗剂及使用方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种处理含油污泥的生物清洗剂，生物清洗剂活性成分为单鼠李糖脂，其中，生物清洗剂中单鼠李糖脂浓度为0.01wt％～0.2wt％。
所述生物清洗剂中单鼠李糖脂浓度为0.01wt％～0.1wt％。
所述生物清洗剂为溶液形式，是以单鼠李糖脂产生菌为出发菌株所得的含单鼠李糖脂的发酵培养物、发酵培养悬液或发酵清液，或者是含单鼠李糖脂的溶液。
所述单鼠李糖脂为以单鼠李糖脂产生菌为出发菌株经发酵培养所得发酵培养物的提取物，或者是由鼠李糖脂中分离获得的单鼠李糖脂。
所述单鼠李糖脂产生菌是基因工程改造后的菌株，以铜绿假单胞菌为出发菌株，敲除掉与双鼠李糖脂合成相关的关键基因rhlc而使其不表达，或者将铜绿假单胞菌的关键基因rhlab导入到合适的宿主菌中进行异源表达，使得两类基因工程菌中只表达与单鼠李糖脂合成相关的关键基因rhlab，最终使基因工程菌的鼠李糖脂产物中为完全的单鼠李糖脂，例如施氏假单胞菌pseudomonasstutzerirhl(pseudomonasstutzerirhl的相关记载参见zhaoetal.2015heterologousproductionofpseudomonasaeruginosarhamnolipidunderanaerobicconditionsformicrobialenhancedoilrecovery)。
以施氏假单胞菌pseudomonasstutzerirhl为例：
单鼠李糖脂为以施氏假单胞菌pseudomonasstutzerirhl为出发菌株接种于发酵培养基中在30～40℃、160～220rpm条件下，培养3～6天，得到的含单鼠李糖脂的发酵液；所述发酵培养基按质量分数为：碳源3％，nano30.3％，kh2po40.1％，k2hpo4·3h2o0.2％，mgso4·7h2o0.04％，酵母粉0.01％，余量为水；ph6.5～7.0。
所述将出发菌株种子液，按种子液与发酵培养基的体积比为2-6:100的比例接种。
所述碳源为甘油、葡萄糖、蔗糖、糖蜜中的一种或多种。
一种处理含油污泥的生物清洗剂的使用方法，将所述清洗剂与待处理油泥混合，在常温下震荡处理含油污泥；其中，清洗剂与待处理油泥固液质量体积比(g/ml)为1:5-10。
所述将所述清洗剂与待处理油泥混合，在30-45℃下以150-200rpm的震荡条件下处理12-48h；所述生物清洗剂中单鼠李糖脂的浓度为200-1000mg/l。
本发明的有益效果：
本发明的油泥清洗剂主要成分为单鼠李糖脂，其亲水端只含有一个鼠李糖环，因此单鼠李糖脂具有更好的亲油特性，表现为具有更好的原油乳化活性，具有较好油泥清洗活性，还具有环境友好、制备简便、清洗效果好等优点。此外，本发明清洗剂的清洗方法能耗低，可在常温下进行油泥清洗。因此，本发明生物清洗剂和清洗方法，在油泥的资源化、减量化处理领域将具有重要的应用价值。
具体实施方式
结合下述具体实施例对本发明进行详细的说明，使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。如下实施例中，如无特殊说明，所用的材料和试剂均可从生化试剂公司购买获得；除特殊说明的方法外，所用试验方法均为实验室常规实验方法。
实施例1：制备单鼠李糖脂发酵液
用电子天平分别称量，30g葡萄糖，3gnano3，1gkh2po4，2gk2hpo4·3h2o，0.4gmgso4·7h2o，1g酵母粉；加入蒸馏水混匀后，用蒸馏水定容至1l；加入质量分数30％的naoh，调节培养基的ph至7.0；分装后置于121℃下灭菌30min。
选择鼠李糖脂产物为完全是单鼠李糖脂的施氏假单胞菌pseudomonasstutzerirhl(pseudomonasstutzerirhl的相关记载参见zhaoetal.2015heterologousproductionofpseudomonasaeruginosarhamnolipidunderanaerobicconditionsformicrobialenhancedoilrecovery)作为生产单鼠李糖脂的菌种。
待发酵培养基冷却至室温(20-30℃)后，接种培养基体积3％的产生单鼠李糖脂的菌rhl的种子液(菌数为105个/ml)，在37℃、180rpm条件下，培养5天，用于发酵生产单鼠李糖脂，获得单鼠李糖脂发酵液。
其中，rhl的种子液为取rhl菌的斜面2接种环，接种到含100mllb培养基的三角瓶中，在30℃、180rpm/min下，培养6-10小时，至od600值为0.7，即得到培养至对数生长后期的种子液，菌数为105个/ml。
将上述获得单鼠李糖脂发酵液用水进行稀释，使单鼠李糖脂浓度达到100-500mg/l，用作处理油泥的生物清洗剂。
实施例2：制备单鼠李糖脂水溶液
将上述实施例培养结束的发酵液，在10,000g条件下，离心除去菌体等不溶物，利用氯仿/甲醇(v/v,2:1)萃取法提取发酵液中的单鼠李糖脂。
利用薄层色谱法对提取到的单鼠李糖脂产物进行定性分析，取少量提取后的鼠李糖脂产物溶于二氯甲烷中，制备200mg/l的单鼠李糖脂样品，将样品点在硅胶板上，在氯仿/甲醇/乙酸＝65:15:2(v/v/v)的展开剂中展开，用显色剂进行显色。在苯酚-硫酸显色剂下，产物显示黄色，计算其rf值。在苯酚-硫酸显色剂下，产物显示黄色，且在薄层硅胶板上只有一个点，其比移值(rf值)为0.82。如果得到的产物是单鼠李糖脂和双鼠李糖脂的混合物在薄层板上会出现rf值不同的两个点。
在该薄层色谱展开条件下，单糖脂极性弱，与硅胶板之间的吸附系数小而有更强的迁移性能。根据文献资料显示，单鼠李糖脂的rf值约为0.89、双鼠李糖脂的rf值约为0.55(单鼠李糖脂和双鼠李糖脂薄层色谱分析的相关记载参见，钟华.2008.鼠李糖脂的菌体吸附及其对菌体表面的改性作用研究.)。因此，说明从发酵液中提取到的鼠李糖脂产物仅为单鼠李糖脂。
利用提取到的单鼠李糖脂制备水溶液，其中单鼠李糖脂浓度为100-500mg/l，用作处理油泥的生物清洗剂。
实施例3：应用例
利用实施例1和2分别获得的生物清洗剂清洗中国西北某油田含油污泥
用电子天平称量含油污泥10g，倒入三角瓶中，分别加入100ml实施例1或实施例2获得的浓度为300mg/l的生物清洗剂，搅拌混匀，在37℃、180rpm条件下，振荡清洗油泥48h。清洗结束后，进行油、水、泥分离，回收清洗出的上层油，实施例1所得生物清洗剂最终油回收率为56.8％；实施例2所得生物清洗剂最终油回收率为59.1％。
实施例4：对比例
绝大多数鼠李糖脂产生菌合成的鼠李糖脂产物为单鼠李糖脂和双鼠李糖脂的混合物。该实施例对比单鼠李糖脂和普通鼠李糖脂(单鼠李糖脂与双鼠李糖脂混合物)，对油泥的处理效果。
选择同时产单鼠李糖脂和双鼠李糖脂的铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa)atcc10145(chayabutraetal.,polyhydroxyalkanoicacidsandrhamnolipidsaresynthesizedsequentiallyinhexadecanefermentationbypseudomonasaeruginosaatcc10145.biotechnologyprogress,2001,17(3):419-423.)为出发菌株，取菌株atcc10145的斜面菌种2接种环，接种到含100mllb培养基的三角瓶中，在37℃、180rpm/min下，培养6-10小时，至od600值为0.7，即得到培养至对数生长后期的种子液，菌数为105个/ml。
利用实施例1中的培养基，接种培养基体积3％的菌株atcc10145的种子液，在37℃、180rpm条件下，培养4天，获得含鼠李糖脂的发酵液。
将上述发酵液，在10,000g条件下，离心除去菌体等不溶物，利用氯仿/甲醇(v/v,2:1)萃取法提取发酵液中的鼠李糖脂产物，即普通鼠李糖脂。
将上述获得的普通鼠李糖脂产物用水进行稀释，使鼠李糖脂浓度达到300mg/l，用作处理油泥的生物清洗剂a。
将上述萃取得到的鼠李糖脂产物进行硅胶柱层析，分离出产物中的单鼠李糖脂。硅胶柱层析分离方法可参照相关文献(钟华.2008.鼠李糖脂的菌体吸附及其对菌体表面的改性作用研究.)。通过实施例2中薄层色谱方法对分离到的单鼠李糖脂进行验证。
将上述获得的单鼠李糖脂分离物用水进行稀释，使单鼠李糖脂浓度达到300mg/l，用作处理油泥的生物清洗剂b。
利用生物清洗剂a和b在同等常温清洗条件下处理中国西北某油田含油污泥，最终油回收率分别为20.3％和55.7％。
本发明的油泥清洗剂微生物合成的单鼠李糖脂，环境友好、制备简便、清洗效果好，基于该清洗剂的清洗方法能耗低，可在常温下进行原油清洗。该生物清洗剂和清洗方法，在油泥的资源化、减量化处理领域具有重要的推广和应用价值。