復(fù)合高效微生物處理高含鹽石油開采廢水

1、<p>　　復(fù)合高效微生物處理高含鹽石油開采廢水</p><p>　　摘要：石油開采廢水中高含鹽量對(duì)微生物處理有強(qiáng)抑制作用。有針對(duì)性地篩選馴化了耐鹽復(fù)合高效處理菌群對(duì)大港油田石油開采廢水進(jìn)行有機(jī)物降解，在廢水的氯離子含量為20000～36000mg/Ｌ，COD濃度1600～4000mg/Ｌ范圍內(nèi)，高含鹽量對(duì)耐鹽復(fù)合高效微生物無明顯抑制作用，結(jié)合物化處理方法COD去除率穩(wěn)定在90%左右，處理后水達(dá)到二級(jí)排

2、放標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高含鹽 石油開采廢水 高效復(fù)合微生物 生物降解 達(dá)標(biāo)排放 </p><p>　　石油開采廢水處理已成為國內(nèi)外研究的重要課題。大港油田石油開采廢水組成復(fù)雜，含鹽量高，難降解物質(zhì)濃度高，是難處理的工業(yè)廢水');">工業(yè)廢水。從水的角度看，廢水中無機(jī)鹽含量的高低直接影響水的活度，從而導(dǎo)致水的滲透壓發(fā)生改變。一般來說微生物在適當(dāng)?shù)臐B透

3、壓下生長(zhǎng)良好，滲透壓過高會(huì)導(dǎo)致微生物細(xì)胞因脫水過多而無法進(jìn)行正常的代謝活動(dòng)，過低則易因基質(zhì)中缺乏必要的無機(jī)離子而影響細(xì)胞的存活。廢水處理微生物對(duì)于水環(huán)境滲透壓的適應(yīng)能力的不同，主要是由于不同微生物對(duì)于滲透壓的調(diào)節(jié)能力的不同所致。因此，通過篩選馴化過程培養(yǎng)出耐高滲透壓具有良好有機(jī)物降解性能的耐鹽微生物是對(duì)該類有機(jī)工業(yè)廢水進(jìn)行處理的重要前提。</p><p><b>　　1 試驗(yàn)條件與方法</b>

4、;</p><p>　　1.1 試驗(yàn)分析方法</p><p>　　細(xì)菌數(shù)的測(cè)定：采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)和平板統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)；pH值測(cè)定：玻璃電極法；石油類含量：非分散紅外法；礦化度測(cè)定：重量法；氯離子測(cè)定：鉻酸鉀指示劑滴定法；生物需氧量測(cè)定(BOD5)：5日生化法；化學(xué)需氧量(COD)測(cè)定：(1)當(dāng)水樣氯離子濃度mg/Ｌ/稀釋倍數(shù)(Ａ)&lt;1000mg/Ｌ且水樣COD/稀釋倍數(shù)(Ａ)&

5、amp;gt;50mg/Ｌ時(shí)采用ＧＢ11914-89方法測(cè)定；(2)當(dāng)水樣氯離子濃度mg/Ｌ/稀釋倍數(shù)(Ａ)&lt;1000mg/Ｌ且水樣COD/稀釋倍數(shù)(Ａ)≤50mg/Ｌ時(shí)采用密封消解法測(cè)定[1]。</p><p>　　1.2 廢水來源大港油田</p><p>　　12#井石油開采廢水，廢水水質(zhì)情況：樣品外觀：深褐色，渾濁液體；pH值7～8(玻璃電極法)；化學(xué)需氧量(COD)：

6、4.01×103mg/Ｌ；石油類135.5mg/Ｌ；礦化度：3.6×104mg/Ｌ；氯離子含量：23000mg/；生物需氧量(BOD5)：2.04×103mg/Ｌ。</p><p>　　通過檢測(cè)可以看出12#井廢水屬于高色度、高礦化度、高COD、高BOD、高石油類含量的開采廢水。BOD/COD的比例約50%，可初步定為可部分生化降解廢水。如此高的含鹽量及有機(jī)物濃度對(duì)微生物有較強(qiáng)的抑制

7、作用，大大降低微生物的降解效率，因而擬采用物化前處理方法去除部分有機(jī)物后再進(jìn)行生物處理的復(fù)合處理工藝路線。</p><p>　　2 高含鹽石油開采廢水的前處理</p><p>　　通過對(duì)不同前處理方法的篩選和優(yōu)化并從實(shí)際工程處理考慮，采用前處理方法為12#井廢水調(diào)pH7.5～8.2后加入0.3%硫酸鋁絮凝。處理后，處理液pH6.0，顏色淡黃色，透明，COD由原水的3800mg/Ｌ降至236

8、0mg/Ｌ。</p><p>　　3 針對(duì)高含鹽石油開采廢水的微生物篩選、馴化　　</p><p>　　經(jīng)資料文獻(xiàn)檢索及檢測(cè)分析，油田井下作業(yè)廢水有機(jī)物組成十分復(fù)雜，以酚類、碳?xì)錈N類等有機(jī)物為主[2]，此有針對(duì)性地從長(zhǎng)期被石油開采及煉油廢水污染的土壤底泥及深井油泥中進(jìn)行菌種篩選工作以及選用部分本室保藏菌種。</p><p>　　3.1 耐鹽性菌種的篩選及馴化<

9、/p><p>　　由于12#井石油開采廢水含鹽量較高，對(duì)微生物的生長(zhǎng)有抑制作用，因此在菌種篩選過程中需進(jìn)行菌種耐鹽馴化。</p><p>　　在篩選、馴化培養(yǎng)基中加入氯化鈉溶液，濃度由低到高逐步加入，觀察所篩選出的菌種在氯化鈉濃度為2%～10%的培養(yǎng)基內(nèi)的生長(zhǎng)情況。</p><p>　　單株兼性氧菌及單株好氧菌耐鹽馴化試驗(yàn)結(jié)果，見圖1單株兼性厭氧菌耐鹽試驗(yàn)及圖2單株好氧

10、菌耐鹽試驗(yàn)。</p><p>　　圖1　單株兼性厭氧菌耐鹽試驗(yàn)</p><p>　　圖2　單株好氧菌耐鹽試驗(yàn)</p><p>　　由圖1可見FY-1菌種、FY-2菌種可以耐受的NaCl濃度為7%，F(xiàn)Y-3可以耐受的NaCl濃度為10%，F(xiàn)Y-4耐受NaCl濃度小于2%。因此選擇耐鹽性比較好的FY-1、FY-2、FY-3為試驗(yàn)用兼性厭氧菌種。</p>&

11、lt;p>　　由圖2可見F1、F2、F3、F4、F5可以耐受的NaCl濃度為分別10%、2%、5%、5%、2%，F(xiàn)6、F7耐受NaCl濃度小于2%。因此選擇耐鹽性比較好的F1、F2、F3、F4、F5為試驗(yàn)用好氧菌種。</p><p>　　3.2 單株菌對(duì)廢水COD的去除作用</p><p>　　分別將已篩選、馴化的耐鹽性及降解效率好的初篩菌液，置于前處理后廢水中，廢水處理前COD：2

12、360mg/ＬpH：7.2顏色：++++。F1～F5號(hào)菌種進(jìn)行好氧培養(yǎng)，12ｈ，30℃。FY1～FY3號(hào)兼性厭氧菌采用靜止深層培養(yǎng)法，30℃，12ｈ。單株菌處理廢水結(jié)果見表1。</p><p>　　表1　單株菌降解廢水COD測(cè)定結(jié)果</p><p><b>　　菌種</b></p><p>　　處理后COD(mg/l)</p>&

13、lt;p><b>　　pH</b></p><p><b>　　顏色</b></p><p><b>　　去除率(%)</b></p><p><b>　　F1</b></p><p><b>　　710</b></p&g

14、t;<p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><b>　　69.9</b></p><p><b>　　F2</b></p><p><b>　　410</b><

15、;/p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><b>　　82.6</b></p><p><b>　　F3</b></p><p><b>　　450</b&g

16、t;</p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><b>　　80.9</b></p><p><b>　　F4</b></p><p><b>　　626<

17、;/b></p><p><b>　　6.8</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><b>　　73.4</b></p><p><b>　　F5</b></p><p><b>　　4

18、92</b></p><p><b>　　6.5</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><b>　　79.2</b></p><p><b>　　FY1</b></p><p><b&

19、gt;　　1123</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　++</b></p><p><b>　　52.4</b></p><p><b>　　FY2</b></p><p>

20、<b>　　801</b></p><p><b>　　7.0+</b></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　66.1</b></p><p><b>　　FY3</b></p><

21、p><b>　　961</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　++</b></p><p><b>　　59.2</b></p><p>　　由結(jié)果可看出，好氧菌具有較好的COD去除效果。F2、F3號(hào)菌株CO

22、D去除效果最好，處理后水樣COD可達(dá)到410mg/Ｌ及450mg/Ｌ，COD去除率82.6%、80.9%。兼性厭氧菌COD去除效果不理想，但其有良好的去除色度的效果。</p><p>　　3.3 復(fù)合菌對(duì)廢水的COD去除作用</p><p>　　針對(duì)單株菌株處理中COD去除效能的限制(最高82。6%)另考慮到各菌株的共生協(xié)同處理作用以及兼性厭氧菌去除色度的良好效果。采用組合方式對(duì)上述8株菌

23、株進(jìn)行進(jìn)一步組合使用以及兼性厭氧菌與好氧菌串聯(lián)處理的方法。</p><p>　　3.3.1 F1～F5號(hào)好氧菌組合處理試驗(yàn)</p><p>　　分別將組合菌液置于前處理后廢水中，廢水處理前COD：2360mg/ＬpH：7.2顏色：++++。對(duì)F1～F5號(hào)組合菌進(jìn)行好氧培養(yǎng)，12ｈ，30℃。試驗(yàn)結(jié)果見表2。</p><p>　　表2　F1～F5號(hào)好氧菌株組合后對(duì)COD

24、去除效果</p><p><b>　　菌種</b></p><p>　　處理后COD(mg/l)</p><p><b>　　pH</b></p><p><b>　　顏色</b></p><p><b>　　去除率(%)</b>&

25、lt;/p><p><b>　　F1+F2</b></p><p><b>　　398</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　++</b></p><p><b>　　83.1<

26、/b></p><p><b>　　F2+F3</b></p><p><b>　　262</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><b>　　

27、88.9</b></p><p><b>　　F3+F4</b></p><p><b>　　315</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></p><p><

28、;b>　　86.6</b></p><p><b>　　F4+F5</b></p><p><b>　　350</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></p><

29、p><b>　　85.2</b></p><p><b>　　F1+F2+F3</b></p><p><b>　　314</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++</b></

30、p><p><b>　　86.7</b></p><p><b>　　F2+F3+F4</b></p><p><b>　　241</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+++<

31、/b></p><p><b>　　89.8</b></p><p><b>　　F2+F3+F5</b></p><p><b>　　247</b></p><p><b>　　6.8</b></p><p><b&g

32、t;　　++</b></p><p><b>　　89.5</b></p><p>　　F2+F3+F4+F5</p><p><b>　　226</b></p><p><b>　　6.8</b></p><p><b>　　++

33、</b></p><p><b>　　90.4</b></p><p>　　3.3.2 FY1～FY3號(hào)兼性厭氧菌組合處理試驗(yàn)</p><p>　　分別將組合菌液置于前處理后廢水中，廢水處理前COD：2360mg/Ｌ；pH：7.2；顏色：++++。對(duì)FY1～FY3號(hào)組合菌進(jìn)行兼性厭氧培養(yǎng)，12ｈ，30℃。試驗(yàn)結(jié)果FY1～FY3號(hào)兼性

34、厭氧菌株組合后對(duì)COD去除效果見表3。</p><p>　　表3　FY1～FY3號(hào)兼性厭氧菌株組合后對(duì)COD去除效果</p><p><b>　　菌種</b></p><p>　　處理后COD(mg/l)</p><p><b>　　pH</b></p><p><b&

35、gt;　　顏色</b></p><p><b>　　去除率(%)</b></p><p><b>　　FY1+FY2</b></p><p><b>　　1129</b></p><p><b>　　7.5</b></p><

36、;p><b>　　++</b></p><p><b>　　52.2</b></p><p><b>　　FY1+FY3</b></p><p><b>　　1126</b></p><p><b>　　7.5</b></

37、p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　52.3</b></p><p><b>　　FY2+FY3</b></p><p><b>　　1096</b></p><p><b>　　7.5</b

38、></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　53.6</b></p><p>　　FY1+FY2+FY3</p><p><b>　　991</b></p><p><b>　　7.5</b><

39、;/p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　58</b></p><p>　　由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，F(xiàn)Y1、FY2、FY3菌種經(jīng)組合后，其COD降解率與單株菌種基本相同但其色度去除效果較明顯。其中FY1+FY2+FY3菌組合COD降解率為58%，色度去除效果最好。</p><p>

40、　　3.3.3 組合兼性厭氧處理后的廢水串聯(lián)組合好氧菌處理試驗(yàn)</p><p>　　先將經(jīng)過前處理后的廢水采用FY1+FY2+FY3兼性厭氧組合菌進(jìn)行處理，處理后串聯(lián)F2、F3、F4、F5好氧組合菌進(jìn)行處理，經(jīng)FY1+FY2+FY3兼性厭氧組合菌進(jìn)行處理后廢水COD降為1009mg/Ｌ，pH：7.5，顏色：+，COD去除率57.2%。在此基礎(chǔ)上串聯(lián)好氧處理結(jié)果見表4。</p><p>　　

41、表4　串聯(lián)好氧組合菌處理結(jié)果</p><p><b>　　菌種</b></p><p><b>　　處理前</b></p><p><b>　　處理后</b></p><p><b>　　去除率(%)</b></p><p><

42、;b>　　COD(mg/l)</b></p><p><b>　　pH</b></p><p><b>　　顏色</b></p><p><b>　　COD(mg/l)</b></p><p><b>　　pH</b></p>

43、<p><b>　　顏色</b></p><p><b>　　F2+F3+F4</b></p><p><b>　　1009</b></p><p><b>　　7.5</b></p><p><b>　　+</b>&l

44、t;/p><p><b>　　124.2</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　87.7</b></p><p><b>　　F2+F4+F5&

45、lt;/b></p><p><b>　　1009</b></p><p><b>　　7.5</b></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　116.4</b></p><p><b>

46、　　7.0</b></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　88.4</b></p><p>　　F2+F3+F4+F5</p><p><b>　　1009</b></p><p><b>　　7.5&

47、lt;/b></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　100</b></p><p><b>　　7.0</b></p><p><b>　　+</b></p><p><b>　　90.

48、1</b></p><p>　　通過以上實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)過兼性厭氧處理后廢水COD下降不明顯(52.2%～58%)但顏色去除效果較好，而且通過厭氧處理后大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物為進(jìn)一步好氧處理達(dá)標(biāo)提供條件。所以在工藝上考慮將厭氧處理置于好氧處理前，即先經(jīng)FY1+FY2+FY3復(fù)合菌處理后再經(jīng)F2+F3+F4+F5復(fù)合菌處理，停留時(shí)間為12ｈ。廢水經(jīng)物化前處理及兼性厭氧復(fù)合菌處理串聯(lián)好氧復(fù)合菌處理后廢

49、水的COD濃度為150mg/Ｌ以下，達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　4.1 針對(duì)大港油田12#井廢水的特性及實(shí)際工程處理的特點(diǎn)篩選、優(yōu)化了廢水的前處理方法，使其COD降解率達(dá)到37.9%，為進(jìn)一步微生物處理提供條件。</p><p>　　4.2 通過篩選、馴化培養(yǎng)出耐鹽兼性厭氧微生物菌種及好

50、氧微生物菌種共8株，其中FY-1菌種、FY-2菌種可以耐受的NaCl濃度為7%，F(xiàn)Y-3可以耐受的NaCl濃度為10%，F(xiàn)1可以耐受的NaCl濃度為10%；F2、F3、F4、F5可以耐受的NaCl濃度為2%～7%。</p><p>　　4.3 篩選出的耐鹽兼性厭氧微生物及好氧微生物菌種，其單株微生物菌種的COD降解率分別為兼性厭氧菌種52.4%～66.1%，好氧菌種69.9%～82.6%。</p>

51、<p>　　4.4 進(jìn)行了兼性厭氧菌種FY-1、FY-2、FY-3和好氧菌種F1、F2、F3、F4、F5、的組合，使組合后的復(fù)合兼性厭氧菌群COD降解率達(dá)到58%，復(fù)合好氧菌群COD降解率達(dá)到90.1%。組合后兼性厭氧菌群對(duì)廢水的色度去除效果明顯。</p><p>　　4.5 采用物化前處理及兼性厭氧生物處理與好氧生物處理相串聯(lián)的工藝進(jìn)行廢水處理，COD去除率達(dá)到97.37%，處理后廢水由COD濃度38

52、00mg/Ｌ降至100mg/Ｌ，達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王志強(qiáng)，等。密封消解法測(cè)定高氯離子含鹽廢水COD的探討[Ｊ]。油氣田環(huán)境保護(hù)，2002，12(1)：38。</p><p>　　[2] 雷樂成，等。油田廢水的COD構(gòu)成分析及生物可降解性研究[Ｊ]。給水排水，2002，2