一種含油汙泥生物處理方法
2023-11-11 10:12:02
專利名稱：一種含油汙泥生物處理方法
一、所屬領域本發明涉及汙染物的生物處理的方法，具體涉及油田含油汙泥的生物處理方法。
背景技術：
國外目前對含油汙泥、落地原油、車庫道路等汙染油泥主要採用投加化學破乳劑技術、共聚物技術、通過與熱水混合及層流的物理分離技術、酸化破乳、中和、過濾技術、加陽離子凝聚劑、陰離子或非離子破乳劑進行解吸附技術、在攪拌條件下將含油汙泥加溫到80℃，同時加入4500ppm的化學破乳劑和200ppm的聚丙烯醯胺，然後加入0.5-2.0％的酸使水、油、泥相有效分離技術、液體薄膜破乳和電子破乳技術、通過不同的篩網過濾、重力分離、水力旋流、加起泡劑、表面活性劑的綜合處理含油汙泥裝置技術、對沉降罐底泥及油水乳化液通過物理剪切力破乳回收石油技術、投加乙烯胺/乙烯甲醯胺技術、發泡浮選裝置技術、溶氣浮選與空氣浮選技術、添加惰性材料作蓬鬆劑引入空氣的微生物降解技術、含油汙泥改性、浮選分離工藝技術和濾料層表面過濾器處理含油汙泥技術等。
國內有關處理含油汙泥的方法報導不多，已報導的化學破乳、萃取、浮選、三相重力分離以及加熱、加鹼等方法都不能達到含油汙泥的經濟、有效處理。目前油田、石油化工行業所產生的大量含油汙泥由於處理難度大，大多未經處理直接掩埋。含油汙泥的已有處理方法主要採用浮選法、壓濾法、離心分離法、焚燒法、填埋法等，這些方法中，有的處理成本太高，難於運行，有的方法易造成二次汙染，有的方法處理時間周期太長，且大部分方法均不能有效回收原油，浪費了石油資源、降低了企業效益。
發明內容
針對以上含油汙泥處理的問題，本發明公開了一種含油汙泥生物處理方法。
本方法包括以下步驟將含油汙泥加水調配、25-55℃保溫狀態下加入菌劑、攪拌、曝氣，最後將原油、汙泥和水進行分離，並回收原油，汙泥排放，水回用。
本發明中，含油汙泥的調配是將含油汙泥調配成含水率90-99％，批量或連續進入生物反應器內並保溫25-55℃；連續或批量投加1000-5000mg/l微生物菌劑，菌劑由芽孢桿菌經發酵獲得，芽孢桿菌來自於中國普通微生物菌種保藏管理中心(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美國H16-5)；採用50-300r/min攪拌；用0.1-5∶1的氣水比曝氣；水力停留時間60-180min；油水分層後回收原油90-98％；剩餘汙泥經沉澱達到泥水分離，沉降的汙泥排放；上清水回用。
本發明方法原理是在一定的溫度下，通過特定微生物菌劑在生長過程中產生的活性產物和菌體細胞作為生物表面活性劑對處於乳化和吸附態的含油汙泥中的油進行破乳和解吸附作用，將油粒從汙泥上剝離出來，並在生物表面活性劑的作用下被菌體細胞捕集而聚集，形成較大的原油團粒。在氣浮的物理協同作用下上浮聚集形成一油層面，在連續微量進水的作用下油層被溢流收集在原油回收裝置中。油回收以後，剩餘汙泥沉降性能得到顯著改善，在短時間內，經靜置沉降完成泥水分離，沉降的汙泥排放，上清水回用。
本發明可按照以下步驟進行根據含油汙泥含水率將其含水率調配至90-99％之間，根據含油汙泥中所含原油的熔點確定特定的生物反應器內保持溫度在25-55℃之間，針對含油汙泥含原油率，投加1000-5000mg/l的微生物菌劑，採用專用攪拌設備50-300r/min攪拌狀態下生物反應20-60min後開始曝氣氣浮，曝氣氣水比調整在0.1-5∶1之間。在氣浮過程中經生物捕集原油油滴聚集上浮，並在液面積累為原油層被連續回收。氣浮工藝一般運行20-60min之間，回收原油佔含油汙泥含油總量的90-98％；回收原油後的剩餘汙泥經20-60min沉降，排出沉降汙泥，上清液回用調配含油汙泥。
本發明也可以採用連續反應處理的方式，將含油汙泥用泥漿泵連續注入至生物反應器中，並向生物反應器內連續流加微生物菌劑，同時連續回收原油，被回收原油的剩餘汙泥連續流入沉降罐，經沉降的汙泥連續排放，上清水回用。
在連續反應處理時運行參數如下含油汙泥含水率90-99％之間；生物反應器內保持溫度在25-55℃之間；投加微生物菌劑1000-5000mg/l；攪拌轉速50-300r/min；曝氣氣水比0.1-5∶1/min之間；水力停留時間60-180min；回收原油佔含油汙泥含油總量的90-98％；沉降罐的容積是生物反應器容積的1/5-4/5；連續排出沉降汙泥的速度是進料流量的0.04-0.4；連續排出沉降汙泥的含水率80-95％。
回收原油一般含水率在20％左右、含泥約10-15％，回收原油可直接進入原油系統，汙泥可直接排放，也可幹化、脫水，或作建材等。
本發明微生物菌劑的菌種、擴培、富集、工業化應用生產及培養基本發明的微生物菌劑是由芽孢桿菌經發酵獲得，芽孢桿菌來自於中國普通微生物菌種保藏管理中心(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美國H16-5)。
本發明經培養基優選獲得經濟的低成本工業生產用菌劑培養基。培養基成份如下NH4Cl 0.18-0.546％K2HPO4.3H2O 0.27-0.812％MgSO4.7H2O 0.01-0.05％ CaCl2.2H2O 0.002％液體石蠟1-5％培養基在發酵過程中pH在5.5-8.0之間，不再調節pH。
本發明的微生物菌劑接種、擴培、生產工藝如下菌種培養以芽孢桿菌為菌種，以培養基的液體石蠟為碳源，通過斜面菌種培養和搖床三角瓶擴大培養作為一級菌種接種於10-200升菌劑發酵罐。菌種培養參數適合的培養溫度為20-45℃，適合的pH值為5.5-8.0，搖床速度50-250r/min。
發酵將10升菌劑發酵罐發酵液作為二級種子轉接入1000-20000升的菌劑發酵罐中，在通風、攪拌條件下發酵24-48小時，得到發酵液為生產用微生物菌劑。工藝參數發酵溫度20-45℃，發酵罐攪拌速度50-250r/min，發酵供氣氣水比1-3∶1/min，溶解氧0.01-3.0mg/l，發酵時間，24-48小時。
菌體的回收回收發酵液表層菌體，用於含油汙泥處理。剩餘清夜添加液體石蠟繼續發酵。這樣可以進行2-4次發酵，也就是無機培養基組份可重複使用3-5次。
本發明具有以下優點1、本發明採用加菌、特殊方式的攪拌、曝氣的組合工藝處理不同來源的含油汙泥效果好，批次處理運行時間兩小時左右，在含油汙泥含原油10％以上時，本工藝對含油汙泥的處理回收原油扣除工程折舊和運行費仍能盈利。
2、本工藝不造成二次汙染，能夠回收油泥中的絕大部分石油資源，運行費低，處理時間短，投資成本及運行成本均大大低於現行的處理方法。
3、此項技術具有投資省、可進行工業化配套生產、運行費用低、工藝設備簡單、可自動化控制、運行穩定的特點。
具體實施例方式
實施例1勝利油田某汙水處理廠含油汙泥生物處理中試工程將含油汙泥調配成含水率98％，批量進入生物反應器內並保溫45℃；批量投加3000mg/l微生物菌劑；採用150r/min攪拌；用1∶1的氣水比曝氣；運行時間180min；油水分層後回收原油95％；剩餘汙泥經沉降排放；水回用。
二級種子罐25升、生產發酵罐200升、生物反應器2000升、日處理含油汙泥20000升(含油汙泥含水率98％、乾重含油率20％)，日回收純原油80公斤。
實施例2勝利油田某汙水處理廠含油汙泥生物處理生產工程是將含油汙泥調配成含水率97％，連續進入生物反應器內並保溫50℃；連續投加2000mg/l微生物菌劑；採用150r/min攪拌；用0.5∶1的氣水比曝氣；水力停留時間100min；油水分層後回收原油90-98％；剩餘汙泥經沉降排放；水回用。
二級種子罐500升，生物菌劑發酵罐5000升，生物反應器20000升，日處理含油汙泥200000升(含油汙泥含水率98％、乾重含油率15)，日回收純原油約600公斤。
實施例3大慶油田某汙水聯合站含油汙泥生物處理中試工程是將含油汙泥調配成含水率90％，批量進入生物反應器內並保溫45℃；批量投加2000mg/l微生物菌劑；採用100r/min攪拌；用2∶1的氣水比曝氣；運行時間100min；油水分層後回收原油98％；剩餘汙泥經沉降排放；水回用。
二級種子罐500升，生物菌劑發酵罐5000升，生物反應器2000升、日處理含油汙泥20000升(含油汙泥含水率98％、乾重含油率21％)，日回收純原油約80公斤。
實施例4新疆油田某採油廠含油汙泥生物處理中試工程是將含油汙泥調配成含水率97％，批量進入生物反應器內並保溫45℃；批量投加1000mg/l微生物菌劑；採用150r/min攪拌；用2∶1的氣水比曝氣；運行時間120min；油水分層後回收原油95％；剩餘汙泥經沉降排放；水回用。
二級種子罐500升，生物菌劑發酵罐5000升，生物反應器2000升、日處理含油汙泥20000升(含油汙泥含水率98％、乾重含油率28％)，日回收純原油約120公斤。
權利要求
1.一種含油汙泥生物處理方法，其特徵是包括以下步驟將含油汙泥加水調配、25-55℃保溫狀態下加入菌劑、攪拌、曝氣，最後將原油、汙泥和水進行分離，並回收原油，汙泥排放，水回用。
2.權利要求1所述的含油汙泥生物處理方法，其特徵是含油汙泥的調配是將含油汙泥調配成含水率90-99％，批量或連續進入生物反應器內並保溫25-55℃；連續或批量投加1000-5000mg/l微生物菌劑，採用50-300r/min攪拌；用0.1-5∶1的氣水比曝氣；水力停留時間60-180min；油水分層後回收原油90-98％；剩餘汙泥經沉降達到泥水分離，沉降的汙泥排放；上清水回用。
3.根據權利要求1所述的含油汙泥生物處理方法，其特徵是也可以採用連續反應處理的方式，將含油汙泥用泥漿泵連續注入至生物反應器中，並向生物反應器內連續流加微生物菌劑，同時連續回收原油，被回收原油的剩餘汙泥連續流入沉降罐，經沉降的汙泥連續排放，上清水回用。
4.根據權利要求1所述的含油汙泥生物處理方法，其特徵是菌劑由芽孢桿菌經發酵獲得。
全文摘要
本發明涉及一種油田含油汙泥的生物處理方法，針對目前油田汙泥處理處理成本太高，難於運行，有的方法易造成二次汙染等缺點，本發明公開了一種含油汙泥生物處理方法。通過將含油汙泥加水調配、25－55℃保溫狀態下加入菌劑、攪拌、曝氣，最後將原油、汙泥和水進行分離，並回收原油，汙泥排放，水回用達到處理效果，本發明具有節約投資，處理效果好，不造成二次汙染等優點。
文檔編號C02F11/02GK1626465SQ20031011115
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月9日 優先權日2003年12月9日
發明者李大平, 田崇民, 何曉紅, 王曉梅 申請人:中國科學院成都生物研究所