申请日2019.12.06
公开(公告)日2020.03.27
IPC分类号C02F11/02; C12N1/20
摘要
本发明公开了一种用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂及其应用方法，其中，该微生物菌剂是由藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌这四种菌株分别发酵后以1:1:1:1的体积比混合再进行放大发酵，得到的复合液体菌剂再与麸皮、玉米粉及水按质量比2:10:5:10混合、发酵、干燥制成的。本发明的有益之处在于：试验证明，本发明提供的微生物菌剂对废弃钻井泥浆中的残余油及COD去除率在90d内分别达到了90.0%及91.1%，同时重金属含量也都降低了75%以上，可见该微生物菌剂是一种具有高活性和高环境耐受能力的菌剂，其在废弃钻井泥浆修复方面具有广阔的应用前景。
权利要求书
1.一种用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，采用如下方法制备而成：
步骤1：摇瓶培养
将藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌分别接种到肉汤培养基中进行摇瓶培养，分别获得藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌摇瓶菌种;
步骤2：种子罐培养
将上述四种摇瓶菌种分别接种到种子培养基中进行种子罐培养，分别获得藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌种子液;
步骤3：放大发酵培养
将上述四种种子液按体积比1:1:1:1混合，然后转移到种子培养基中进行放大发酵培养，当有效活菌数>109CFU/mL时停止发酵，得到复合液体菌剂;
步骤4：制备微生物菌剂
将上述得到的复合液体菌剂与麸皮、玉米粉及水按质量比2:10:5:10进行混合，然后进行二次发酵，当有效活菌数>108CFU/mL时停止发酵，将得到的发酵产物经流化床干燥，即得微生物菌剂。
2.根据权利要求1所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，所述藤黄色单胞菌由油田采出液中分离得到，目前保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC NO.6457。
3.根据权利要求1所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤1和步骤2中，培养温度为30～40℃，培养时间为48h。
4.根据权利要求1所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤2和步骤3中，所述种子培养基的组成为：葡萄糖6g/L、硫酸铵1g/L、酵母膏0.1g/L、K2HPO45g/L、KH2PO41.5g/L、MgSO4·7H2O 2g/L、CaCl2·2H2O 1g/L、柠檬酸钠0.5g/L，pH=6～8。
5.根据权利要求1所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤3中，培养温度为30～40℃。
6.根据权利要求1所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤4中，二次发酵的发酵温度为30～38℃。
7.权利要求1至6任意一项所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将权利要求1至6任意一项所述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂与待处理的废弃钻井泥浆混合并搅拌均匀，微生物菌剂与废弃钻井泥浆的质量比为1:10～20;
步骤2：将混合物的总含水率调节至大于50%;
步骤3：将混合物在15～30℃的温度条件下发酵处理60～90d，在此期间，每隔1w对混合物进行搅拌或翻耕并适当补充水分保证总含水率大于50%，每隔30d按初始加量补充微生物菌剂并搅拌混合均匀。
说明书
一种用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种微生物菌剂及其应用方法，具体涉及一种用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂及其应用方法，属于油气田固体废弃物生物无害化处理技术领域。
背景技术
废弃钻井泥浆是钻井过程中产生的泥-水-油的混合废弃物，它们与污油、污水共同组成了油田生产三大污染物。在2016年8月1日起施行的《国家危险废物名录》中，废弃钻井泥浆被列为HW08(071-002-08)T类(毒性)污染物。石化行业的发展伴随着废弃钻井泥浆年产量逐年增加，目前废弃钻井泥浆有效的处置技术及工程应用进程缓慢，废弃钻井泥浆大量堆置成为潜在的暴露性污染源。随着油田钻井深度的增加和难度的加大，废弃钻井泥浆中的添加剂和有毒有害成分更多也更复杂，这些物质对环境的危害非常严重。
近年来，世界各国针对废弃钻井泥浆的无害化处理方法都进行了大量的研究。目前，废弃钻井泥浆的无害化处理方法主要分为三类：
1、化学方法：焚烧、固化处理、回收利用;
2、物理方法：填埋、土地耕作、注入安全地层;
3、生物方法：微生物降解。
其中，化学方法和物理方法都存在成本高、有二次污染、受场地限制、会引入其他污染源、工艺繁琐等缺点。然而，生物方法却具有成本低廉、环境友好、工艺简单的优点，在这三种方法中具有显著的优势。
废弃钻井泥浆中不仅含有正构烃、异构烃、不饱和烃、酸类、酯类等有机物质，还含有重金属、盐类、多聚物、化学处理剂等无机物质。其中，微生物对正构烃、异构烃、不饱和烃、酸类、酯类等有机物质都具有明显的乳化、降解效果;但由于重金属、盐类、多聚物、化学处理剂等无机物质对细胞具有毒害和抑制作用，所以限制了微生物降解石油的活性和细胞自身的生长繁殖速率。也就是说，生物方法虽然具有显著的优势，但是也存在局限性，具体体现在菌剂适应性和广谱性差、修复周期长、石油降解效率低、泥浆性质波动冲击微生物降解的稳定性等。所以，从生物方法的核心——微生物菌剂的性能角度出发，研究具有高活性和高环境耐受能力的功能菌剂，成为一个重要且必要的突破口。
发明内容
本发明从生物方法的核心——微生物菌剂的性能角度出发，目的在于提供一种具有高活性和高环境耐受能力的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，以及该微生物菌剂的应用方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，采用如下方法制备而成：
步骤1：摇瓶培养
将藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌分别接种到肉汤培养基中进行摇瓶培养，分别获得藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌摇瓶菌种;
步骤2：种子罐培养
将上述四种摇瓶菌种分别接种到种子培养基中进行种子罐培养，分别获得藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌种子液;
步骤3：放大发酵培养
将上述四种种子液按体积比1:1:1:1混合，然后转移到种子培养基中进行放大发酵培养，当有效活菌数>109CFU/mL时停止发酵，得到复合液体菌剂;
步骤4：制备微生物菌剂
将上述得到的复合液体菌剂与麸皮、玉米粉及水按质量比2:10:5:10进行混合，然后进行二次发酵，当有效活菌数>108CFU/mL时停止发酵，将得到的发酵产物经流化床干燥，即得微生物菌剂。
前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，前述藤黄色单胞菌由油田采出液中分离得到，目前保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCCNO.6457。
前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤1和步骤2中，培养温度为30～40℃，培养时间为48h。
前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤2和步骤3中，前述种子培养基的组成为：葡萄糖6g/L、硫酸铵1g/L、酵母膏0.1g/L、K2HPO4 5g/L、KH2PO41.5g/L、MgSO4·7H2O 2g/L、CaCl2·2H2O 1g/L、柠檬酸钠0.5g/L，pH=6～8。
前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤3中，培养温度为30～40℃。
前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂，其特征在于，在步骤4中，二次发酵的发酵温度为30～38℃。
前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将前述的用于降解含油污泥及COD的微生物菌剂与待处理的废弃钻井泥浆混合并搅拌均匀，微生物菌剂与废弃钻井泥浆的质量比为1:10～20;
步骤2：将混合物的总含水率调节至大于50%;
步骤3：将混合物在15～30℃的温度条件下发酵处理60～90d，在此期间，每隔1w对混合物进行搅拌或翻耕并适当补充水分保证总含水率大于50%，每隔30d按初始加量补充微生物菌剂并搅拌混合均匀。
本发明的有益之处在于：本发明提供的微生物菌剂涉及藤黄色单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌和红球菌，这四种菌株均为兼性厌氧菌，由它们发酵、混合制得的微生物菌剂既具有代谢生物表面活性剂及生物酶的功能，又能够以原油为唯一碳源来降解原油，而且这两种作用互相促进，同时对重金属也具有良好的处理效果，试验证明，本发明提供的微生物菌剂对废弃钻井泥浆中的残余油及COD去除率在90d内分别达到了90.0%及91.1%，同时重金属含量也都降低了75%以上，可见该微生物菌剂是一种具有高活性和高环境耐受能力的菌剂，其在废弃钻井泥浆修复方面具有广阔的应用前景。（发明人朱玉波;柯从玉）
