含油污泥微生物降解技术研究与应用
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《国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展,污泥的处理与处置成为了环境保护领域的重要课题。
污泥作为污水处理过程中的产物,含有大量的有机物、重金属及病原体等有害成分,若不进行妥善处理,将对环境及人类健康造成严重威胁。
因此,国内外学者纷纷开展污泥处理处置技术的研究,旨在寻求高效、环保、可持续的处理方法。
本文将就国内外污泥处理处置技术的研究与应用现状进行综述。
二、国内污泥处理处置技术研究与应用现状1. 物理法物理法主要包括脱水、干燥、焚烧等工艺。
国内在污泥脱水方面取得了显著进展,通过机械压滤、真空吸滤等方式,有效降低污泥含水率,便于后续处理。
同时,干燥和焚烧技术也在国内得到了广泛应用,通过高温处理,可有效杀灭病原体,降低污泥体积,实现减量化和无害化。
2. 生物法生物法主要包括生物堆肥、生物反应器等技术。
国内在生物堆肥方面具有丰富的经验,通过添加微生物菌剂、调节pH值等手段,促进污泥中有机物的分解和转化,实现污泥的资源化利用。
此外,生物反应器技术也得到了广泛应用,通过厌氧消化、好氧发酵等方式,将污泥转化为生物气、生物炭等可再生能源。
3. 化学法化学法主要包括化学混凝、化学氧化等技术。
国内在化学混凝方面取得了重要突破,通过投加混凝剂,使污泥中的胶体颗粒脱稳、凝聚,提高污泥的沉降性能。
同时,化学氧化技术也得到了广泛应用,通过氧化剂将污泥中的有害物质转化为低毒或无毒物质,降低对环境的污染。
三、国外污泥处理处置技术研究与应用现状1. 热解与气化技术国外在污泥热解与气化技术方面取得了重要进展。
热解技术通过高温缺氧环境将污泥中的有机物转化为气体、液体和固体产物,实现污泥的资源化利用。
气化技术则通过高温燃烧将污泥转化为合成气,可用于发电、供热等领域。
这些技术具有减量化、无害化、资源化等优点,受到了国外学者的广泛关注。
2. 新型生物技术国外在新型生物技术方面进行了大量研究,如微生物燃料电池、生物吸附等技术。
生物工程技术在环境污染治理中的应用案例分析1. 案例一:污水处理厂中的微生物去除有机污染物在污水处理厂中,常常使用微生物来去除有机污染物,如COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)。
具体而言,通过生物降解作用,微生物可以将有机物分解为二氧化碳和水,从而减少污水中的有机物含量。
这种技术的应用案例可以是某座城市的污水处理厂。
在该处理厂中,将进入的原始污水通过生物处理系统进行处理。
首先,污水经过预处理,去除大颗粒悬浮物和沉积物。
然后,污水进入生物反应器,其中含有大量的微生物。
微生物通过将有机物作为能源来生长和繁殖,从而降解污水中的有机物。
最后,在沉淀池中,微生物和污泥形成沉淀物,可被进一步处理或处理为肥料。
通过这种生物工程技术的应用,污水处理厂可以有效地去除污水中的有机污染物,减少对环境造成的负面影响。
2. 案例二:生物修复技术在土壤污染治理中的应用生物修复技术是一种利用生物活性物质来修复土壤污染的方法。
例如,通过植物的生长和代谢作用,吸附和分解土壤中的有害物质,从而修复受污染的土壤。
一个典型的应用案例可以是某农田中的重金属污染修复。
在这个案例中,农田土壤中存在过量的重金属,超过了农作物的安全限量。
为了解决这个问题,可以使用生物修复技术。
首先,选择适合生长在重金属污染土壤中的植物,如一些金属耐受植物。
然后,种植这些植物在受污染的农田中。
通过植物的吸收作用,植物根系可以吸收土壤中的重金属离子,并将其富集在植物体内。
最后,经过一段时间的生长,将整株植物从土壤中移除,将植物带走的重金属一并移除。
这种方法可以达到修复土壤的目的。
通过这个案例,我们可以看到生物工程技术在土壤污染治理方面的潜力。
它不仅可以降低土壤中的有害物质含量,还可以利用植物生长来提高土壤质量。
3. 案例三:生物降解技术在油污污染治理中的应用生物降解技术是一种利用微生物来分解和处理油污的方法。
微生物可以通过代谢作用将油污分解成无害的物质,从而减少对环境的污染。
摘要石油开采和加工过程中产生的大量含油污泥,对生产和生态环境产生极大危害,同时又是一种宝贵的二次资源,对其既必须进行无害化处理又可以进行资源化利用。
国内外主要的含油污泥处理技术有:调质-机械脱水、生物处理、固化处理、焚烧、填埋与干化和综合利用等。
介绍了各技术的原理、特点和研究应用进展。
目前较受重视的技术是调质-机械脱水、生物处理、固化处理和综合利用。
调质-机械脱水可有效的分离油-水-泥,但产生的泥饼需进一步处理;生物处理可以将含油污泥中的有机物彻底降解为CO2和H2O,但降解效率有待提高;固化可以大大降低有害物质的渗出率;资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。
关键词含油污泥调质-机械分离生物处理固化资源化1 含油污泥的性质与危害含油污泥成分极其复杂,主要由乳化油、水、固体悬浮物等混合组成, 其成分与地质条件、生产技术、污水处理工艺、污水水质、加药种类、排污方式以及管理操作水平有关。
含油污泥的比阻比一般污泥大40倍,其可压缩性系数大20倍,属难过滤性污泥,又由于其颗粒细小,呈絮凝体状,含水量高,体积庞大,因此不易实现油-水-泥的三相分离。
我国大部分油田含油污泥的含水率一般为70%~99%,油、盐成分含量较高,且含有重金属和其它有害杂质;炼油厂污泥还含有大量苯系物、酚类、芘、蒽等有毒物质。
含油污泥直接外排会占用大量土地,其含有的有毒物质会污染水、土壤和空气,恶化生态环境;直接用于回注和在污水处理系统循环时,会造成注水水质下降和污水处理系统的运行条件恶化,对生产造成不可预计的损失;同时大量石油资源被浪费。
含油污泥己被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类,《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。
因此,无论是从环境保护、维护正常生产还是从回收能源的角度出发,都必须对含油污泥进行无害化、资源化处理。
2 含油污泥处理技术为实现含油污泥的彻底处理和资源利用,国内外进行了大量研究并取得一定进展。
微生物污泥处理技术及其应用微生物污泥是指在废水处理过程中产生的含有大量微生物的污泥,它由废水中的有机物经微生物降解产生。
针对微生物污泥的处理是废水处理过程中的一个关键环节,科学合理地处理微生物污泥可以有效减少废水处理厂的运行成本,同时也能保护环境。
本文将介绍微生物污泥处理的常见技术及其应用。
一、微生物污泥处理技术1. 厌氧消化技术厌氧消化技术是利用微生物在没有氧气的条件下降解有机物的一种处理方法。
在厌氧消化反应器中,微生物通过产生甲烷等气体来降解污泥中的有机物质。
这种技术可以有效地减少微生物污泥的体积和有机物的含量,并且产生的甲烷还可以作为可再生能源利用。
2. 好氧消化技术好氧消化技术是利用氧气存在的条件下,微生物通过氧化有机物质来进行处理的一种方法。
这种技术具有较高的降解效率,并且可以有效地减少污泥的体积和有机物的含量。
在好氧消化过程中,微生物也可以进一步降解废水中的氮和磷等营养物质,从而达到除磷和除氮的目的。
3. 热处理技术热处理技术是通过高温来处理微生物污泥的一种方法。
高温能够杀灭微生物并破坏微生物细胞的结构,从而使微生物污泥中的有机物质得以分解。
热处理技术可以有效地减少微生物污泥的体积和有机物的含量,并且还可以消除微生物污泥中的臭味。
二、微生物污泥处理技术的应用1. 城市废水处理厂微生物污泥处理技术在城市废水处理厂中得到了广泛应用。
城市废水处理厂通常采用好氧/厌氧工艺来处理废水,产生的污泥需要经过处理才能达到排放标准。
微生物污泥处理技术可以降低污泥的体积和有机物的含量,从而减少处理工艺对能源和土地资源的需求。
2. 工业废水处理工业废水通常含有大量有机物和重金属等污染物,微生物污泥处理技术可以有效地降解这些有机物和去除重金属污染物。
通过合理运用厌氧消化技术和好氧消化技术,可以使工业废水处理更加高效和环保。
3. 农村生活污水处理农村地区的生活污水通常通过简单的沉淀池进行初级处理,但这种方式无法彻底去除有机物和营养物。
含油污泥处理解决方案油污泥是指由于石油、石油产品和石油化工产生的固体废弃物,通常含有高浓度的油脂和各种有毒化学物质。
油污泥具有潜在的环境和健康风险,因此需要进行有效的处理和处置。
以下是几种常见的油污泥处理解决方案。
1.热解技术:热解技术是常见的油污泥处理方法之一,通过高温将油污泥中的有机物分解为可燃气体和无机残渣。
这种方法可以有效地降低油污泥的体积和有毒物质的浓度,同时还能产生能源。
其中,低温热解技术和高温热解技术是两种常用的方法。
2.生物降解技术:生物降解技术是一种利用微生物分解油脂和有机物的方法。
通过添加生物降解剂和优化处理条件,可以有效地将油污泥中的有机物降解为无害的物质。
这种方法对环境友好,处理效果较好,但处理时间较长。
3.油污池抽吸和物理处理:油污池抽吸和物理处理是一种常用的油污泥处理方法,适用于储油池、沉淀池和废水处理系统中的油污泥处理。
该方法通过抽吸油泥并将其经过物理处理,如离心分离和筛网过滤,分离出可回收的油脂和其他固体物质。
4.化学处理:化学处理是一种利用化学试剂对油污泥进行处理的方法。
常见的化学处理方法包括溶剂萃取、添加表面活性剂、氧化处理等。
这种方法可以有效地将油脂分离出来,并降低油污泥中有毒物质的浓度。
5.土壤固化和填埋处理:土壤固化和填埋处理是一种将油污泥与一定比例的固化剂混合,使其形成稳定的块体,并用于填埋或覆盖污染土壤的方法。
这种方法可以有效降低油污泥对土壤和地下水的污染风险。
6.超临界流体萃取:超临界流体萃取是一种利用超临界流体对油污泥进行分离和回收的方法。
这种方法操作简单,对环境影响小,但成本较高。
7.生物固化处理:生物固化处理是一种利用特定细菌和微生物来凝结和固化油污泥的方法。
这种方法具有环境友好、处理效果好、成本低等优点。
以上是几种常见的油污泥处理解决方案,不同的处理方法适用于不同情况,需要根据具体的油污泥性质、处理量和环境要求进行选择。
综合使用多种处理技术和工艺可以获得更好的处理效果。
第1章概论1。
1油田含油污水的来源及处理现状随着油田的不断开采,采油技术不断发展,先后经历了一次、二次、三次采油。
一次采油靠天然能量为动力;二次采油以人工注水方式来保持地层压力;三次采油是通过改变注入水的特性来提高采油率。
目前油田主要进行二次、三次采油。
我国多数油田已进入石油开采中后期,使用注水方法开采原油,原油含水率逐年上升,油田含水率高达80%,甚至90%,含油污水的处理是油田面临的严重问题。
从地下采出的含水原油称“采出液”,经脱水分离出来的水称为“油田采出水”,也称“油田污水”。
由此可见,在油田生产过程中,油田含油污水主要来源于原油脱水站,其次是各种原油储罐的罐底水、将含盐量较高的原油用清水洗盐后的污水、进入污水处理站的洗井废水等[1]。
由于油田含油污水处理后主要用于回注,处理的主要目标污染物为油类物质和悬浮物。
油田采出水如未进行处理就回注,则由于污水与注水层的不配伍性而生成的新沉淀物很容易堵塞注水层的微小裂缝和缝隙,从而导致注水层渗透率下降,进而降低污水回注的速度[2]。
因此为提高注水效率,延长注水井寿命,减少投资,降低成本,在回注前必须对油田采出水进行处理。
去除油类物质的过程中,悬浮物能得到不同程度的去除,因此在油田含油污水的处理中,油水分离技术和过滤技术构成常规处理流程的主体,同时辅以防垢、缓蚀、杀菌等化学处理措施,来满足当污水含油量在1000mg/l以下、悬浮固体在300mg/l左右时,处理后水能达到中、高渗透率油层所需的注水水质要求[3]。
1。
2水质标准简介1。
2.1净化污水回注水质标准1。
2.1.1注水水质基本要求注水水质必须根据注入层物性指标进行优选确定.通常要求:在运行条件下注入水不应结垢;注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小;注入水不应携带超标悬浮物,有机淤泥和油;注入水注入油层后不使粘土发生膨胀和移动,与油层流体配伍性良好。
如果油田含油污水与其它供给谁混注时,必须具备完全的可能性,否则必须进行必要的处理改性后方可混注.考虑到油藏孔隙结构和喉道直径,要严格限制水中固体颗粒的粒径。
含油污泥高效分离处理剂的研发与应用在油田开发过程中产生的大量污油泥组分复杂,处理难度大,在清理、运输、处置过程中,耗费了大量人力物力,同时给环保带来一定压力。
通过实验筛选了常见的表面活性剂,分析其洗油效果,并通过实验验证了硅酸钠的助剂作用,最终通过正交实验确定了污油泥分离剂的组成为:LAS:APEO:Na2SiO3=2:2:3。
该分离剂在中原油田得到应用,分理出的原油含水<1%,经济社会效益显著。
标签:污油泥;分离剂;表面活性剂;洗油效率前言含油污泥是指被丢弃的含油固体和泥状物质,是石油生产的伴生品并且是石油化工行业的主要污染物之一。
在《国家危险废弃名录》中,明确表明含油污泥属于废矿物油,同时《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》中也要求必须对含有污泥进行无害化处理。
含油污泥组分复杂,处理难度大,随着油田原油开采力度不断加大,各种驱油剂、水处理药剂等大量投加使用,致使集输系统生产过程中油泥砂产生量逐漸增多,油泥砂的组分越来越复杂,处理难度和费用也随之增大。
因此,有必要研究一种含油污泥高效分离处理剂,实现含油污泥中原油的分离回收,实现含油污泥的无害化处理。
1.含油污泥处理分离剂的研制原则(1)有利于泥/油的分离所选用的药剂必须能够有效地降低水/油、泥/油和原油的表面张力,不但要保证有利于固体与油的分离,还要保证在加入药剂的情况下水的表面张力不会大幅度降低。
(2)有利于水/油的分离处理含油污泥的最重要步骤是保证水/油分离。
油水分离的效率将直接影响整体工艺流程的顺畅性。
在选择药剂的时候要注意同时考虑固/油,水/油分离两个过程。
(3)有利于泥/水分离含油污泥处理的终端为泥/水分离,在提高分离效率的同时,不仅要发挥药剂的分离作用,同时还要考虑药剂的凝聚性能,为高效的泥/水分离提供条件[1]。
2.表面活性剂的筛选试验选用了近年来国内外常用于环境降解的表面活性剂。
试验中所选用的表面活性剂无毒,可生物降解,在工业中较常用且价格低廉,Cc.m.c较低,用量少。
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(5), 80-85Published Online October 2018 in Hans. /journal/jogthttps:///10.12677/jogt.2018.405107The Study and Application of MicrobialDegradation Technology for Oily SludgeWenlai Zhang, Ting Gao, Tianli Rao, Weihua Wang, Boping DaiThe 3rd Oil Production Plant of Changqing Oilfield Company, PetroChina, Yinchuan NingxiaReceived: Feb. 28th, 2018; accepted: May 7th, 2018; published: Oct. 15th, 2018AbstractIn the process of crude oil production and gathering, a large number of oily sludge was produced, which not only occupied the stock and affected the tank cleaning cycle, but also endangered the production and ecological environment. At the same time, the oily sludge was also a valuable sec-ondary resource. It was of great significance for harmless treatment and resource utilization. The detection of oily sludge microbes indicated that the microbial content in the soil was very low and the soil was extremely barren. 43 petroleum degrading bacteria and 17 polycyclic aromatic hy-drocarbon degrading bacteria were obtained from soil samples. Through the degradation rate and 16s rDNA identification experiment, 4 strains of bacteria were screened out to produce surfactant 500 t oily sludge that was treated with the selected microorganism. The oily sludge with oil con-tent more than 10% was degraded by mechanical cleaning and microbial degradation, and the sludge with oil content less than 10% was degraded directly by microbial degradation. After mi-crobial degradation, the oil content in oily sludge is reduced obviously. It has good application prospect and industrial production potential for treatment in oilfield environment.KeywordsSludge, Microorganism, Degradation, Sludge Cleaning含油污泥微生物降解技术研究与应用含油污泥微生物降解技术研究 与应用张文来,高 挺,饶天利,王伟华,戴柏平中石油长庆油田分公司第三采油厂,宁夏 银川作者简介:张文来(1974-),男,工程师,现主要从事低渗透油田提高采收率方面的科研和管理工作。
收稿日期:2018年2月28日;录用日期:2018年5月7日;发布日期:2018年10月15日摘要在原油开采和集输过程中,会产生大量的含油污泥,除占据库存、影响清罐周期外,还会对生产和生态环境产生危害,同时含油污泥又是一种宝贵的二次资源,对其进行无害化处理和资源化利用具有重要意义。
通过检测含油污泥微生物,分析得出土壤中微生物含量极低,土壤极度贫瘠。
采集土样培育出43株石油降解菌和17株多环芳烃降解菌。
通过降解率和16S rDNA 鉴定试验,筛选出4株能产生表面活性剂的菌种。
利用筛选出的微生物菌种,对现场500 t 含油污泥进行了处理。
含油率大于10%的含油污泥采用机械清洗 + 微生物降解,含油率小于10%的含油污泥直接采用微生物降解。
通过微生物降解处理后,含油污泥里的含油率明显下降。
在油田环境治理方面具有良好的应用前景和工业化生产潜力。
关键词含油污泥,微生物,降解,油泥清洗Copyright © 2018 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言含油污泥是指在原油开采、集输、炼制等过程中产生的大量含油固体废物,含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。
含油污泥常用的处理方法有焚烧法、溶剂萃取法、生物法、焦化法、注水井调剖、含油污泥综合利用等。
苏洪敏等[1]分析了超声波对污泥粒径、脱水性能和厌氧消化的影响。
但超声波功率过大,处理时间太长,可能会改变污泥的内部结构,增加污泥黏度,使污泥脱水性能变差。
王鹏等[2]从污泥的种类、固化剂种类、主要技术指标、关键影响因素及固化/稳定化机理等进行研究和总结,但固化后的污泥堆放占用了大面积土地,造成了资金的浪费,且加入有机固化剂可能带来二次污染。
舒政等[3]总结了在国内油田开展的含油污泥调剖技术,该技术为含油污泥的无害化处理与资源化利用开辟了新途径,同时也为油田综合治理、降低生产成本提供了可靠的技术支撑。
但由于污泥调剖剂封堵强度较低、粒径分布较窄,限制了在不同渗透率油藏中的应用。
笔者利用微生物降解技术对含油污泥进行有效处理,可大规模、短周期、无害化治理,试验效果较为可靠。
张文来等2. 室内菌种培养及筛选2.1. 污油微生物含量分析通过取样分析,检测了污油泥池内微生物的含量、速效氮、磷、钾、pH值、水分、总石油烃的质量浓度(表1)。
通过分析可知,被污染的土壤中微生物含量极低,速效氮、磷、钾含量为0,说明土壤极度的贫瘠。
Table 1. The analysis of microbial content in oily sludges表1. 污油微生物含量分析土样各物质质量浓度/(mg∙L−1)微生物含量/(102cfu∙g−1) pH值含水率/% 含盐率/% 石油烃速效氮速效磷速效钾北侧土样0.366 0 0 0 1.2 7.23 18.20 0.51 中部土样0.254 0 0 0 1.3 7.69 19.20 0.50 东部土样0.153 0 0 0 13 7.11 17.30 0.38 西侧土样0.187 0 0 0 1.3 7.27 16.20 0.48 南侧土样0.124 0 0 0 14.5 7.56 17.50 0.392.2. 菌种培养将采集的3个土样(标号为A、B、C)分别取5 g加入到50 mL以石油烃为唯一碳源的无机盐中,在30℃、150 r/min的条件下,恒温培养4 d后取1 mL培养液至原油无机盐培养基中,继续培养5 d,重复3~4次,吸取培养液在加富培养基平板上涂布,挑取单菌划线分离,将纯化后的单菌在斜面培养基划线保存,得到43株石油降解菌CQ-Y-01~CQ-Y-43及17株多环芳烃降解菌CQ-F-44~CQ-F-60。
2.3. 降解率试验向6个10 mL容量瓶中分别加入0、0.5、1、2、3、4 mL的标准油溶液,用石油醚(60℃)稀释至标线。
将制得的标液在紫外分光光度225 nm处测定其吸光度(图1)。
Figure 1. The curve of absorbance changing with oil mass concentration图1. 吸光度随原有质量浓度变化的曲线含油污泥微生物降解技术研究与应用将需要检验的石油烃降解菌株接种到50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基摇瓶中,在恒温30℃下培养24 h,采用磷酸缓冲液对其进行3次洗涤,添加无菌水混合均匀配制成一定浓度的菌悬液,取菌悬液培养制得种子液。
以5%的菌液量接入到定量原油无机盐培养基中,在30℃、120 r/min条件下分别培养7、14、21 d,培养完成后用石油醚完全萃取培养基中未被降解的石油烃,测其吸光度。
根据试验结果,筛选出31株高效降解菌,其中原油降解菌23株、多环芳烃降解菌8株。
单菌7d降解率在18%~26%,14 d降解率达到24%~45%。
2.4. 16S rDNA鉴定试验以CQ-Y-22为例,将CQ-Y-22菌株的基因组DNA作为模板,利用细菌16S rDNA扩增通用引物进行PCR扩增,获得一条长度约为1400 bp的基因片段。
由图2可以看出,PCR扩增产物在1.4 kb处有特异性条带,与预先估计的扩增产物长度一致。
根据PCR产物测序结果,将基因序列通过Blast在Genback/EMBL/DDBJ中进行相似性分析,发现CQ-Y-22菌株与不动杆菌属sp.S248 (HQ704716.1)的核苷酸序列同源性达到99%,采用MEGA4.1软件包中的Neighbor-joining方法构建了系统发育树[4] [5]。
结果显示CQ-Y-22菌株与不动杆菌属sp.S248 (HQ704716.1)具有相隔最近的亲缘关系,结合菌落的形态对比初步鉴定CQ-Y-22为不动杆菌属细菌。
Figure 2. 16s rDNA PCR amplification electrophoresis of CQ-Y-22 strain图2. CQ-Y-22菌株16S rDNA PCR扩增电泳图经16SrDNA测序鉴定,CQ-Y-02、CQ-Y-25、CQ-Y-28、CQ-Y-29、CQ-Y-37、CQ-Y-43为芽孢杆菌属,CQ-Y-07、CQ-Y-13、CQ-Y-15、CQ-Y-31、CQ-Y-39为假单胞菌属,CQ-Y-10、CQ-Y-05、CQ-Y-09为微杆菌属,CQ-Y-33、CQ-Y-01、CQ-Y-03为酵母菌属,CQ-Y-22 、CQ-Y-11、CQ-Y-16、CQ-Y-18为不动杆菌属,CQ-Y-23、CQ-Y-40为黄杆菌属,CQ-F-46、CQ-F-52、CQ-F-47为分枝杆菌属,CQ-F-48、CQ-F-51、CQ-F-55为红球菌属,CQ-F-44、CQ-F-60为类芽孢杆菌属。