申请日2014.07.24
公开(公告)日2015.12.02
IPC分类号C02F103/10; C02F3/34
摘要
本发明公开了一株耐盐短短芽胞杆菌(Brevibacillus?brevis.)及其复合菌群在高含盐难降解采油污水深度处理中应用，该耐盐短短芽胞杆菌由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其简称为CGMCC，其保藏编号为CGMCC?No.2148。该芽孢杆菌耐受高盐度达到70000ppm，适用温度范围广，对石油烃和含盐含油难降解污水COD降解效率高，在温度25-45度范围内，对高盐(矿化度大于30000ppm)污水COD降解率达到60%。该菌与枯草芽胞杆菌(登录号KC109003.1)，环状芽孢杆菌(登录号JX893033.1)，解淀粉芽孢杆菌(登录号JX997921.1)，施氏假单胞菌(登录号KC113178.1)，以及门多萨假单胞菌海杆菌(登录号EU043329.1)组成复合菌群，协同作用高效降解高含盐含油难降解采油污水，进水COD低于350ppm，处理后出水COD低于60ppm。
权利要求书
1.高含盐含油污水的深度处理技术，其特征在于，所述高效菌群为耐盐短短芽 胞杆菌(Brevibacillusbrevis.)与枯草芽胞杆菌(登录号KC109003.1)，环 状芽孢杆菌(登录号JX893033.1)，解淀粉芽孢杆菌(登录号JX997921.1)，施 氏假单胞菌(登录号KC113178.1)，以及门多萨假单胞菌海杆菌(登录号 EU043329.1)复合使用，协同作用降解高含盐难降解含油污水。
2.根据权利要求1所述耐盐短短芽胞杆菌(Brevibacillusbrevis.)，其特征 在于，所述耐盐短短芽胞杆菌，由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中 心保藏，其简称为CGMCC，其保藏编号为CGMCCNo.2148，保藏时间为2007年 9月5日。
3.根据权利要求1所述耐盐短短芽胞杆菌与枯草芽胞杆菌，环状芽孢杆菌，解 淀粉芽孢杆菌，铜绿假单胞菌，海杆菌等复合菌群在处理高含盐难降解含油污水 深度处理的应用，其特征在于，该复合短短芽胞杆菌群接种于活性污泥，曝气处 理，用于高含盐含油污水高效降解石油烃和降解COD。
4.根据权利要求3所述复合耐盐短短芽胞杆菌群的应用，其特征在于，所述复 合耐盐短短芽胞杆菌群用于矿化度在30000ppm以上的含油污水深度处理。
5.根据权利要求3所述耐盐短短芽胞杆菌群的应用，其特征在于，所述复合短 短芽胞杆菌群用于温度20-50度的高盐度含油污水深度处理。
6.根据权利要求3所述复合耐盐短短芽胞杆菌群的应用，其特征在于，所述高 含盐难降解含油污水为油田采出的石油污水，含油量5-50ppm，COD低于350ppm。
7.根据权利要求6所述复合耐盐短短芽胞杆菌群在高盐度含油污水深度处理的 应用，其特征在于，含油量5-50ppm，COD低于350ppm的难降解采油污水，经 接种于活性污泥中的复合菌群曝气处理8小时，出水含油量低于1ppm，COD低于 60ppm，达到国家一级排放标准。
说明书
高含盐难降解采油污水的深度处理技术
技术领域：
本发明涉及高效降解石油烃的复合耐盐芽胞杆菌群在高含盐含油污水深度处理中的应用。
背景技术：
在石油开采过程中，采出的原油含有大量的水分，一般情况下含水率高达50%以上，在注水开发后期的油田，采出原油含水高达95%。采油废水主要是随原油一起被开采出来，经过油气分离和脱水处理后脱出的废水。其次原油炼制的各种装置如电脱盐、蒸馏塔等都不断地排出大量废水。采油废水经过了原油采集和初加工的整个过程，废水中的杂质成分和油田性质、油层性质、原油采集工艺、原油输送条件等密切相关。
近年来，随着经济发展对石油需求量的不断增长，石油勘探开发活动日趋增多，采油废水除回注外，还有一部分外排，但外排处理普遍达标率不高。并且近年来，环保要求外排污水达到国家一级排放标准。因此油气工业在提供大量清洁能源和化工原料的同时也产生了严重的环境污染问题。如何有效治理开采和使用石油过程中造成的环境污染，已成为世界各国面临的难题。
采油废水除含有复杂石油烃外，还含有高分子量聚合物添加剂如聚丙烯酰胺等，化学表面活性剂如破乳剂，润湿剂，降粘剂，注水处理添加剂如絮凝剂，杀菌剂，缓释剂等，因此组成十分复杂，处理难度很大。
采油废水早期主要采用物理化学方法处理，但是过程比较复杂，出水水质不稳定，运行成本高，管理难度大，并且存在环境二次污染的风险。因此近年来逐渐采用环保安全的生物处理方法。
生物处理法是利用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要分好氧生物处理和厌氧生物处理两种，并发展出多种工艺。生物法处理采油废水具有运行能耗低，运行过程中不需添加化学试剂，不会对水体和周围环境造成二次污染，降解有机物彻底，最终降解产物为水和二氧化碳，出水水质稳定等优点，是今后采油废水处理发展前景较好的方法之一。中国专利CN102173503B公布了一种采油污水生化处理系统快速挂膜启动工艺。该发明将地表清水先进行预挂膜，然后再通入油田含油含盐污水进行挂膜，并选用芽孢杆菌为除油菌剂，通过由菜籽饼和麦麸以及无机磷盐铵盐组成的生物强化剂，增强微生物对盐度和其它生物抑制剂的耐受度，可有效提高微生物的活性。在生化启动过程中，逐渐提高盐度和微生物耐盐性及生物活性，增强微生物在填料上的附着能力，达到含油含盐污水生物处理系统快速挂膜启动的目的。结果表明，该工艺较常规挂膜时间缩短了60%，除油效率达98%，并且出水稳定。但是挂膜过程很复杂，生物强化剂用量大，处理周期长。
中国专利CN102372403B公布了一种低渗透油田含油污水生化处理工艺方法。该发明的方法，先进行曝气预处理，除去含有污水中的硫化物;再进入生物接触氧化系统，对含油污水中原油进行降解;生物接触氧化系统包括串联的至少两级生化池，生化池中设置亲水性组合填料，生化池的池底设有空气曝气装置;生化池中在启动初期投放有除油菌剂，所述除油菌剂
由短芽孢杆菌(B.brevis)、纳豆芽孢杆菌(B.natto)、地衣芽孢杆菌(B.lincheniformis)、
蜡样芽孢杆菌(B.cereus)组成的干粉菌剂，其质量比为1∶(0.9～1.1)∶(0.9～1.1)∶(0.9-1.1);与所述除油菌剂同时投入有菜籽饼、玉米粉、无机磷酸盐和无机铵盐组成的生物强化剂，菜籽饼用量为池水重量的0.2～0.4%，玉米粉用量为池水质量的0.1～0.2%。然后将胞外聚合物及其它可生化降解有机物高效曝气沉降处理：再进行胞外聚合物及其它可生化降解有机物高效曝气沉降处理，最后经超滤膜过滤系统处理后进入注水罐。本发明方法的特点是系统污泥量小、膜进口污水含油少，超滤膜污染小，膜通量稳定、超滤膜化学清洗周期长，系统出口水质达到低渗透油田A级水质标准。该专利方法处理后的含油污水，可达到如下效果：在进口含油≤200mg/L、COD≤400mg/L、BOD≤200mg/L时，出口含油0～2mg/L、COD≤100mg/L、BOD≤30mg/L。该专利处理污水用于回注地层，处理过程较复杂，生物强化剂用量大，超滤膜需要定期清洗。
对高盐度难降解采油废水进行生物处理面临的主要问题为：
1.微生物适应程度有限：常规的培养不能用于有效处理含盐量大于3～5%的废水。同时，当受到无盐介质的影响时，培养的盐适应性很容易丧失。
2.微生物对离子强度变化反应灵敏：盐浓度在0.5～2%之间的急剧变化能导致生物处理系统的破坏。即使是对驯化培养后的操作也要求恒定的离子组成。盐浓度的急剧变化对生物处理系统的负面影响比缓慢变化大得多。
3.生物降解受盐度影响明显。有机组分的生物降解率随着盐浓度的增加而下降。因此，含盐废水应在较低的F/M(有机负荷率)条件下处理。
4.污泥沉降效率低：废水中的盐组分可减少原生动物和丝状细菌的数量，导致低的污泥沉降效率。
因此，急需研究开发高含盐难降解采油废水的生物菌剂及其深度处理技术。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高盐度下具有高效烃降解功能的复合短短芽胞杆菌群，用于高盐度采油废水的深度处理。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一株耐盐短短芽胞杆菌(Brevibacillusbrevis.)及其复合菌群在高含盐难降解采油污水深度处理中应用，该耐盐短短芽胞杆菌由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏(简称为CGMCC)，地址为北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCCNo.2148，保藏时间为2007年9月3日。
高盐度难降解采油废水的深度处理，其特征在于，高效降解菌群为耐盐短短芽胞杆菌(Brevibacillusbrevis.)与枯草芽胞杆菌(登录号KC109003.1)，环状芽孢杆菌(登录号JX893033.1)，解淀粉芽孢杆菌(登录号JX997921.1)，施氏假单胞菌(登录号KC113178.1)，以及门多萨假单胞菌海杆菌(登录号EU043329.1)复合使用，协同作用降解高含盐难降解采油污水。
中温条件下具有高效降解石油烃及其高盐采油废水COD的耐盐短短芽胞杆菌具有以下特征：
该菌菌落都呈圆形，表面凸起，乳白色，表面光滑湿润。该菌为长杆状，产芽孢，芽孢端生膨大。革兰氏染色都为阴性。吲哚反应呈阳性，0.5mol/lNaCl中有生长;接触酶阳性，氧化酶阴性。该菌经16SrDNA鉴定为Brevibacillusbrevis，短短芽孢杆菌，其基因序列如下：
GCATGCCTGCAGGTCGACGATTGGTTACCTTGTTACGACTTCACCCCAGTCATCTACCCCACCTTCGGC
GGCTGGCTCCTTGCGGTTACCTCACCGACTTCGGGTGTTGCAAACTCCCGTGGTGTGACGGGCGGTGTG
TACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGCGGCATGCTGATCCGCGATTACTAGCGATTCCGACTTCATGTA
GGCGAGTTGCAGCCTACAATCCGAACTGAGATTGGTTTTAAGAGATTGGCGTCCTCTCGCGAGGTAGCA
TCCCGTTGTACCAACCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCAGGTCATAAGGGGCATGATGATTTGACGTCAT
CCCCGCCTTCCTCCGTCTTGTCGACGGCAGTCTCTCTAGAGTGCCCAACTGAATGCTGGCAACTAAAGA
TAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCA
CCTGTCACCGCTGCCCCGAAGGGAAGCTCTGTCTCCAGAGCGGTCAGCGGGATGTCAAGACCTGGTAAG
GTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCCTTTGA
GTTTCACTCTTGCGAGCGTACTCCCCAGGCGGAGTGCTTATTGCGTTAGCTGCGGCACTGAGGGTATTG
AAACCCCCAACACCTAGCACTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCC
CACGCTTTCGCGCCTCAGCGTCAGTTACAGACCAGAAAGCCGCCTTCGCCACTGGTGTCCTCACATCTC
TACGCATTTCACCGCTACACGTGAATACCGCTTTCCTCTCTGCACTCAGCTACACAGTTTCGATGCGAA
CCGGGGTTGAGCCCGGGCTTAACACCAGACTTACATAGGCG
该菌能降解石油烃产生物表面活性剂，排油圈直径分别为4.8cm，溶血环直径为6.0cm。该短短芽孢杆菌经性能测试表明，耐受矿化度达到70000ppm，温度范围20-50度，培养4天后石油烃降解率达到70%。
与短短芽孢杆菌复合处理高含盐难降解采油废水的菌有，耐盐的枯草芽孢杆菌(与BacillussubtilisstrainRR-1，登录号KC109003.1同源性100%)，环状芽孢杆菌(BacilluscirculansstrainSD16，登录号JX893033.1同源性100%)，解淀粉芽孢杆菌(与BacillusamyloliquefaciensstrainLZBA-Y1-3，登录号JX997921.1同源性100%)，施氏假单胞菌(PseudomonasstutzeristrainKSI34登录号KC113178.1同源性100%)，以及门多萨假单胞菌(PseudomonasmendocinastrainPASS3-bpib登录号EU043329.1同源性100%)。这些菌都能降解石油烃和其它有机高分子化合物，是污水处理的主要功能菌。其中枯草芽孢杆菌在污水处理中应用相当广泛，是一种多功能的微生物;环状芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌都能产多种酶，降解有机物，还能产生物表活剂和抗菌剂;解淀粉芽孢杆菌是降解碳水化合物和中间产物的功能菌，在污水处理中发挥重要作用;施氏假单胞菌和门多萨假单胞菌是一种能降解多种有机高分子化合物并产生物表面活性剂的有益功能菌，是污水处理的主要功能菌，分布较广，与高含盐采油废水环境相适用。
