申请日2016.11.10
公开(公告)日2017.04.19
IPC分类号C02F11/00; C02F11/02; C02F11/04; C02F101/32
摘要
本发明公开了一种含油污泥无害化生物处理方法，其方法按如下步骤：1) 添加原油解凝剂，解凝原油;2) 添加辅助材料，厌氧堆腐;3)添加微生物菌剂，有氧发酵;4) 植物辅助降解;其中微生物菌剂包括假单胞菌属的绿脓杆、菌微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌，其重量百分比例为：1:1.5:1:1.6:2。本发目的是提供一种经济，环保，高效的含油污泥处理方法。
权利要求书
1.一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：按如下步骤：1)添加原油解凝剂，解凝原油;2)添加辅助材料，厌氧堆腐;3)添加微生物菌剂，有氧发酵;4)植物辅助降解;所述微生物菌剂包括假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌，其重量百分比例为：1:1.5:1:1.6:2。
2.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述原油解凝剂的制备方法为将单体丙烯酸高碳醇酯与单体甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠、苯乙烯按比例混合，再以甲苯为溶剂，以总质量的0.8%的过氧化苯甲酰作引发剂，在氮气保护下，在82℃温度下聚合反应，反应时间为6小时，得到四元共聚物;然后按质量比将90%的共聚物与8%的蔗糖酯、0.5%的山梨坦单硬脂酸酯和0.5%的非离子型氟碳表面活性剂(N-羟乙基全氟辛基磺酰胺)复配得到原油解凝剂，其中丙烯酸高碳醇酯与甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和苯乙烯混合物的摩尔比为2：1，该混合物中甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和苯乙烯的摩尔比为1：0.8：1。
3.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述微生物菌剂是通过取含油率为不超过10%含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制备成含水率不高于10%的固态菌剂，每立方米含油污泥一次性添加10公斤。
4.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述步骤1)解凝原油方法为将含油污泥平铺在建有防渗层的地面上，厚度40-50厘米，清除污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体物，用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.2-0.4%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。
5.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述步骤2)厌氧堆腐的方法：
(1)按照比例向含油污泥中添加辅助材料：每立方米含油污泥，添加含水率不大于20%的粉碎后的秸秆或锯末100公斤，河沙0.2立方米，含水率不大于30%有机肥100公斤;营养盐50公斤;
(2)旋耕机反复翻耕，直至混合均匀，然后用黑色薄膜覆盖压紧。
6.根据权利要求5所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述粉碎的秸秆包括粉碎的麦秸、玉米、高粱秸秆;所述有机肥包括畜禽粪便，畜禽粪便包括鸡粪，猪粪;所述营养盐由各占50%的尿素和磷酸二氢钾组成。
7.根据权利要求1所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述步骤3)植物辅助降解在所述厌氧堆腐和有氧发酵完成，含油污泥含油率达到2000ppm以下后进行，指在经过初步降解的含油污泥上种植禾本科植物，所述禾本科植物包括黑麦草、玉米、高粱，禾本科植物播种量按照传统行业标准而定。
8.根据权利要求7所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述禾本科植物成熟后可以加工再利用，作为所述粉碎的秸秆。
说明书
一种含油污泥无害化生物综合处理方法
技术领域
本发明涉及石油污染处理技术领域,尤其涉及一种含油污泥无害化生物综合处理方法。
背景技术
据统计，全世界每年有约800万吨石油污染物进入环境。而在我国，这一数据也呈逐年上升的态势。统计数据表明，一口油井作业完成后可能在其半径1000～2000m范围内留下1t左右的石油。井口附近尤为严重。还有因为人为或其它外因引起的原油泄漏等，也会导致石油污染物进入环境。随着雨水冲刷和地表径流，甚至人类的生产活动，都会使得这一污染在很长一段时间内不断向深度和广度扩散与迁移。土壤一旦被石油污染，若不及时处理，将会给当地乃至相邻区域造成深重的影响，并将在很长时间内持续发酵，其潜在损失难以估量。
目前，生产部门针对石油污染物的处理方法可简单分为：1、物理方法，包括就地掩埋、集中堆放等;2、化学方法，包括焚烧、药剂分解等;3、生物方法，利用微生物和植物降解。很显然，物理方法简单粗暴，就地掩埋、集中堆放不能从根本上处理污染，隐患最大;化学方法容易造成二次污染，焚烧会产生烟雾和有毒有害气体排放入空气中，人若吸入空气中有害物质，将对人们健康产生直接影响，而药剂分解成本较高，尤其是污染物分布零散，收集困难时，更是如此。
在国内生物方法还处于起步或不完善阶段，需要积极去探索。
发明内容
本发目的是提供一种经济，环保，高效的含油污泥处理方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下方案：
一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：按如下步骤：1)添加原油解凝剂，解凝原油;2)添加辅助材料，厌氧堆腐;3)添加微生物菌剂，有氧发酵;4)植物辅助降解;所述微生物菌剂包括假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌，其重量百分比例为：1:1.5:1:1.6:2。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述原油解凝剂的制备方法为将单体丙烯酸高碳醇酯与单体甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠、苯乙烯按比例混合，再以甲苯为溶剂，以总质量的0.8%的过氧化苯甲酰作引发剂，在氮气保护下，在82℃温度下聚合反应，反应时间为6小时，得到四元共聚物;然后按质量比将90%的共聚物与8%的蔗糖酯、0.5%的山梨坦单硬脂酸酯和0.5%的非离子型氟碳表面活性剂(N-羟乙基全氟辛基磺酰胺)复配得到原油解凝剂。其中丙烯酸高碳醇酯与甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和苯乙烯混合物的摩尔比为2:1，该混合物中甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和苯乙烯的摩尔比为1:0.8:1。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述微生物菌剂是通过取含油率为不超过10%含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制备成含水率不高于10%的固态菌剂，每立方米含油污泥一次性添加10公斤。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述步骤1)解凝原油方法为将含油污泥平铺在建有防渗层的地面上，厚度40-50厘米，清除污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体物，用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.2-0.4%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述步骤2)厌氧堆腐的方法：
(1)按照比例向含油污泥中添加辅助材料：每立方米含油污泥，添加含水率不大于20%的粉碎后的秸秆或锯末100公斤，河沙0.2立方米，含水率不大于30%有机肥100公斤;营养盐50公斤;
(2)旋耕机反复翻耕，直至混合均匀，然后用黑色薄膜覆盖压紧。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述粉碎的秸秆包括粉碎的麦秸、玉米、高粱秸秆;所述有机肥包括畜禽粪便，畜禽粪便包括鸡粪，猪粪;所述营养盐由各占50%的尿素和磷酸二氢钾组成。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述步骤3)植物辅助降解在所述厌氧堆腐和有氧发酵完成，含油污泥含油率达到2000ppm以下后进行，指在经过初步降解的含油污泥上种植禾本科植物，所述禾本科植物包括黑麦草、玉米、高粱，禾本科植物播种量按照传统行业标准而定。
如上所述的一种含油污泥无害化生物处理方法，其特征在于：所述禾本科植物成熟后可以加工再利用，作为所述粉碎的秸秆。
本发明的工艺原理：
(1)复合原油解凝剂无毒、无害，可以首先对含油污泥进行解凝、促进原油流动和活性、为后续微生物处理提供良好的土壤。
(2)微生物菌剂的选择和配制
本发明中选择的菌种与复合原油解凝剂有着很好的协同关系，可以加速原油分解。假单胞菌属的绿脓杆菌分解蛋白质能力甚强，也能分解葡萄糖等多种糖和尿素，适宜生长温度为30～37℃，常温下也有较高活性;微球菌属的藤黄微球菌适宜温度25～37℃，好氧;芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌15℃以上的温度生长快，活性高、效果好，可利用蛋白质、多种糖及淀粉，易在枯草浸汁中繁殖;琼氏不动杆菌降解烷烃,30℃下生长,以十八烷烃为唯一碳源;醋化醋杆菌好氧，广泛存在于酸败的物质上氧化乙醇为醋酸并进一步为二氧化碳,适宜生长温度为25～30℃。这些菌种的取样污泥是典型的含油污泥，确保了微生物分解的针对性;经过定向筛选的目的是挑出分解效率较高的菌种;按比例提炼配制菌剂是为了针对含油泥污中不同成份的有害物质，使微生物对含油污泥中的有害物质做出最高效的分解。这些菌种按重量百分比例1:1.5:1:1.6:2配制，相互共存能迅速在土壤中繁殖，并且能分解利用含油泥污中的不同有害成分及中间产物，最大效率的降低泥污中油含量。
(3)微生物发酵
本发明中的微生物发酵包括厌氧堆腐和有氧发酵，向含油污泥中按比例添加辅助材料其目的是为微生物发酵提供适宜的营养物质和物理条件;用黑色薄膜覆盖压紧含油污泥其目的是利用含油污泥中原有的厌氧微生物的厌氧发酵过程，对含油污泥中的有害成分进行初步分解，改善含油污泥的物理结构，并未为下一步的有氧发酵提高足够的营养元素, 为提高微生物生物降解效率及提高生物活性做好准备。
(4)植物吸收
本发明中的起辅助降解作用的植物选取的是禾本科植物，包括黑麦草、玉米、高粱，这些禾本科植物根系发达，能对含油污泥中的微量有害重金属离子、烃类残留物、有害化合物等有毒有害成分进行有效吸收和分解，以达到进一步无害化除污的目的。
本发明的优点：综合运用复合原油解凝剂、微生物发酵降解与植物吸收降解的治理方式，添加了经定向筛选的微生物菌剂，利用生物的新陈代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度，使污染土壤恢复到健康状态的过程，这一方法具有处理效果好、反应条件温和、经济环保、无二次污染的特点。
具体实施方式
实施列1
今有100立方米含油污泥，含油率为6%。第一步，清除含油污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体垃圾，将含油污泥按40厘米厚平铺在250平方米左右的场地上，场地表面为混凝土防渗层，用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.3%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。在土地温度为25℃取典型含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制成含水率为10%的固态菌剂备下一步使用，固态菌剂中假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌重量百分比例为：1:1.5:1：1.6：2。然后将含水率20%锯末10吨，汉江下游流域河沙20立方米，含水率30%新鲜鸡粪10吨，尿素2.5吨，磷酸二氢钾2.5吨，均匀撒在含油污泥表面，用旋耕机反复旋耕，直至混合均匀。用黑膜完全覆盖，四周压实，并放置土壤温度计检测含油污泥温度，每天检查，直至含油污泥内温度连续三天和气温一致。
第二步，揭开黑膜，添加利用本土菌株制备的菌剂1000公斤，均匀撒在含油污泥表面，翻耕，直至混合均匀。保持含油污泥土壤湿度在25%，90天内每天至少翻耕一次。连续翻耕，直至含有污泥中含油率达到2000ppm以下。最后按每平方米撒播黑麦草种子25克，浇水养护，直至黑麦草生长完全覆盖。黑麦草收割后，其麦秸经过干燥、粉碎后可下一周期使用，作为微生物发酵的营养物质。
实施列2
今有100立方米含油污泥，含油率为5%。第一步，清除含油污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体垃圾，将含油污泥按40厘米平铺在250平方米左右的场地上，场地表面为混凝土防渗层，用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.2%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。在土地温度为25℃取典型含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制成含水率为10%的固态菌剂备下一步使用，固态菌剂中假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌重量百分比例为：1:1.5:1：1.6：2。然后将含水率为20%粉碎的玉米秸秆10吨，汉江下游流域河沙20立方米，含水率30%新鲜猪粪10吨，尿素2.5吨，磷酸二氢钾2.5吨，均匀撒在含油污泥表面，用旋耕机反复旋耕，直至混合均匀，用黑膜完全覆盖，四周压实，并放置土壤温度计检测含油污泥温度，每天检查，直至含油污泥内温度连续三天和气温一致。
第二步，揭开黑膜，添加利用本土菌株制备的菌剂1000公斤，均匀撒在含油污泥表面，翻耕，直至混合均匀。保持含油污泥土壤湿度在25%，90天内每天至少翻耕一次，连续翻耕，直至含油污泥中含油率达到2000ppm以下。最后按每平方米撒播黑麦草种子25克，浇水养护，直至黑麦草生长完全覆盖。黑麦草收割后，其麦秸经过干燥、粉碎后可下一周期使用，作为微生物发酵的营养物质。
实施列3
今有100立方米含油污泥，含油率为6%。第一步，清除含油污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体垃圾，将含油污泥按50厘米平铺在200平方米左右的场地上，场地表面为混凝土防渗层，用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.4%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。在土地温度为25℃取典型含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制成含水率为10%的固态菌剂备下一步使用。固态菌剂中假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌重量百分比例为：1:1.5:1：1.6：2。然后将含水率为20%粉碎的玉米秸秆10吨，汉江下游流域河沙20立方米，含水率30%新鲜鸡粪10吨，尿素2.5吨，磷酸二氢钾2.5吨，均匀撒在含油污泥表面，用旋耕机反复旋耕，直至混合均匀，用黑膜完全覆盖，四周压实，并放置土壤温度计检测含油污泥温度，每天检查，直至含油污泥内温度连续三天和气温一致。
第二步，揭开黑膜，添加利用本土菌株制备的菌剂1000公斤，均匀撒在含油污泥表面，翻耕，直至混合均匀。保持含油污泥土壤湿度在25%，90天内每天至少翻耕一次，连续翻耕，直至含油污泥中含油率达到2000ppm以下。最后按行距和列距都为0.5米种植玉米，浇水养护，至玉米生长成熟。玉米收割后，其秸秆经过干燥、粉碎后可下一周期使用，作为微生物发酵的营养物质。
实施列4
今有100立方米含油污泥，含油率为5%。第一步，清除含油污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体垃圾，将含油污泥按50厘米平铺在200平方米左右的场地上，场地表面为混凝土防渗层。用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.3%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。在土地温度为30℃取典型含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制成含水率为10%的固态菌剂备下一步使用。固态菌剂中假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌重量百分比例为：1:1.5:1：1.6：2。然后将含水率为20%粉碎的玉米秸秆10吨，汉江下游流域河沙20立方米，含水率30%新鲜猪粪10吨，尿素2.5吨，磷酸二氢钾2.5吨，均匀撒在含油污泥表面，用旋耕机反复旋耕，直至混合均匀，用黑膜完全覆盖，四周压实，并放置土壤温度计检测含油污泥温度，每天检查，直至含油污泥内温度连续三天和气温一致。
第二步，揭开黑膜，添加利用本土菌株制备的菌剂1000公斤，均匀撒在含油污泥表面，翻耕，直至混合均匀。保持含油污泥土壤湿度在25%，90天内每天至少翻耕一次，连续翻耕，直至含油污泥中含油率达到2000ppm以下。最后按行距和列距都为0.5米种植玉米，浇水养护，至玉米生长成熟。玉米收割后，其秸秆经过干燥、粉碎后可下一周期使用，作为微生物发酵的营养物质。
实施列5
今有100立方米含油污泥，含油率为5%。第一步，清除含油污泥中的石块、沥青块等体积超过10立方厘米的固体垃圾，将含油污泥按50厘米平铺在200平方米左右的场地上，场地表面为混凝土防渗层。用旋耕机反复旋耕，同时添加污泥重量0.2%的原油解凝剂，直至与土壤充分混合。在土地温度为30℃取典型含油污泥样本，定向筛选的降解效率在30%以上有效菌株，经扩繁，用麦麸吸附，制成含水率为10%的固态菌剂备下一步使用。固态菌剂中假单胞菌属的绿脓杆菌、微球菌属的藤黄微球菌、芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、不动杆菌属的琼氏不动杆菌、醋杆菌属的醋化醋杆菌重量百分比例为：1:1.5:1：1.6：2。然后将含水率为20%粉碎的玉米秸秆10吨，汉江下游流域河沙20立方米，含水率30%新鲜猪粪5吨，鸡粪5吨，尿素2.5吨，磷酸二氢钾2.5吨，均匀撒在含油污泥表面，用旋耕机反复旋耕，直至混合均匀，用黑膜完全覆盖，四周压实，并放置土壤温度计检测含油污泥温度，每天检查，直至含油污泥内温度连续三天和气温一致。
第二步，揭开黑膜，添加利用本土菌株制备的菌剂1000公斤，均匀撒在含油污泥表面，翻耕，直至混合均匀。保持含油污泥土壤湿度在25%，90天内每天至少翻耕一次，连续翻耕，直至含油污泥中含油率达到2000ppm以下。最后按行距和列距都为0.5米种植玉米，浇水养护，至玉米生长成熟。玉米收割后，其秸秆经过干燥、粉碎后可下一周期使用，作为微生物发酵的营养物质。
本发明上述实施例子中，原油解凝剂是将单体丙烯酸高碳醇酯与单体甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠、苯乙烯按比例混合，再以甲苯为溶剂，以总质量的0.8%的过氧化苯甲酰作引发剂，在氮气保护下，在82℃温度下聚合反应，反应时间为6小时，得到四元共聚物;然后按质量比将90%的共聚物与8%的蔗糖酯、0.5%的山梨坦单硬脂酸酯和0.5%的非离子型氟碳表面活性剂(N-羟乙基全氟辛基磺酰胺)复配得到原油解凝剂。其中丙烯酸高碳醇酯与甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和苯乙烯混合物的摩尔比为2：1，该混合物中甲基丙烯酸、丙烯磺酸钠和苯乙烯的摩尔比为1：0.8：1。