复合高效微生物处理高含盐石油开采废水(1).pdf

筑龙网 1 复合高效微生物处理高含盐石油开采废水 复合高效微生物处理高含盐石油开采废水 摘 要摘 要 石油开采废水中高含盐量对微生物处理有强抑制作用。有针对性地筛选 驯化了耐盐复合高效处理菌群对大港油田石油开采废水进行有机物降解，在废水 的氯离子含量为 20000～36000mg/Ｌ，COD 浓度 1600～4000mg/Ｌ范围内，高含盐 量对耐盐复合高效微生物无明显抑制作用，结合物化处理方法 COD 去除率稳定在 90左右，处理后水达到二级排放标准。 关键词关键词 高含盐 石油开采废水 高效复合微生物 生物降解 达标排放 石油开采废水处理已成为国内外研究的重要课题。大港油田石油开采废水组 成复杂，含盐量高，难降解物质浓度高，是难处理的工业废水。从水的角度看， 废水中无机盐含量的高低直接影响水的活度，从而导致水的渗透压发生改变。一 般来说微生物在适当的渗透压下生长良好，渗透压过高会导致微生物细胞因脱水 过多而无法进行正常的代谢活动，过低则易因基质中缺乏必要的无机离子而影响 细胞的存活。废水处理微生物对于水环境渗透压的适应能力的不同，主要是由于 不同微生物对于渗透压的调节能力的不同所致。因此，通过筛选驯化过程培养出 耐高渗透压具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是对该类有机工业废水进行处 理的重要前提。 1 试验条件与方法1 试验条件与方法 1.1 试验分析方法1.1 试验分析方法 细菌数的测定采用血球计数板计数和平板统计菌落数；pH 值测定玻璃电 极法；石油类含量非分散红外法；矿化度测定重量法；氯离子测定铬酸钾 指示剂滴定法；生物需氧量测定BOD55 日生化法；化学需氧量COD测定1 当水样氯离子浓度 mg/Ｌ/稀释倍数Ａ50mg/Ｌ时采用ＧＢ11914-89 方法测定；2当水样氯离子浓度 mg/Ｌ/稀释 筑龙网 2 倍数Ａ1000mg/Ｌ且水样 COD/稀释倍数Ａ≤50mg/Ｌ时采用密封消解法测定 [1]。 1.2 废水来源大港油田1.2 废水来源大港油田 12井石油开采废水， 废水水质情况 样品外观 深褐色， 浑浊液体； pH 值 7～ 8玻璃电极法；化学需氧量COD4.0110 3mg/Ｌ；石油类 135.5mg/Ｌ；矿化 度3.610 4mg/Ｌ；氯离子含量23000mg/；生物需氧量BOD52.04103mg/ Ｌ。 通过检测可以看出 12井废水属于高色度、高矿化度、高 COD、高 BOD、高石 油类含量的开采废水。BOD/COD 的比例约 50，可初步定为可部分生化降解废水。 如此高的含盐量及有机物浓度对微生物有较强的抑制作用，大大降低微生物的降 解效率，因而拟采用物化前处理方法去除部分有机物后再进行生物处理的复合处 理工艺路线。 2 高含盐石油开采废水的前处理2 高含盐石油开采废水的前处理 通过对不同前处理方法的筛选和优化并从实际工程处理考虑，采用前处理方 法为 12井废水调 pH7.5～8.2 后加入 0.3硫酸铝絮凝。处理后，处理液 pH6.0， 颜色淡黄色，透明，COD 由原水的 3800mg/Ｌ降至 2360mg/Ｌ。 3 针对高含盐石油开采废水的微生物筛选、驯化3 针对高含盐石油开采废水的微生物筛选、驯化 经资料文献检索及检测分析，油田井下作业废水有机物组成十分复杂，以酚 类、碳氢烃类等有机物为主[2]，此有针对性地从长期被石油开采及炼油废水污染 的土壤底泥及深井油泥中进行菌种筛选工作以及选用部分本室保藏菌种。 3.1 耐盐性菌种的筛选及驯化3.1 耐盐性菌种的筛选及驯化 由于 12井石油开采废水含盐量较高， 对微生物的生长有抑制作用， 因此在菌 种筛选过程中需进行菌种耐盐驯化。 筑龙网 3 在筛选、驯化培养基中加入氯化钠溶液，浓度由低到高逐步加入，观察所筛 选出的菌种在氯化钠浓度为 2～10的培养基内的生长情况。 单株兼性氧菌及单株好氧菌耐盐驯化试验结果，见图 1 单株兼性厌氧菌耐盐 试验及图 2 单株好氧菌耐盐试验。 图 1 单株兼性厌氧菌耐盐试验 图 2 单株好氧菌耐盐试验 由图 1 可见 FY-1 菌种、 FY-2 菌种可以耐受的 NaCl 浓度为 7， FY-3 可以耐受 的 NaCl 浓度为 10， FY-4 耐受 NaCl 浓度小于 2。 因此选择耐盐性比较好的 FY-1、 FY-2、FY-3 为试验用兼性厌氧菌种。 筑龙网 4 由图 2 可见 F1、F2、F3、F4、F5 可以耐受的 NaCl 浓度为分别 10、2、5、 5、2，F6、F7 耐受 NaCl 浓度小于 2。因此选择耐盐性比较好的 F1、F2、F3、 F4、F5 为试验用好氧菌种。 3.2 单株菌对废水 COD 的去除作用3.2 单株菌对废水 COD 的去除作用 分别将已筛选、驯化的耐盐性及降解效率好的初筛菌液，置于前处理后废水 中，废水处理前 COD2360mg/ＬpH7.2 颜色。F1～F5 号菌种进行好氧培 养，12ｈ，30℃。FY1～FY3 号兼性厌氧菌采用静止深层培养法，30℃，12ｈ。单 株菌处理废水结果见表 1。 表 1 单株菌降解废水 COD 测定结果 菌种 处理后 CODmg/l pH 颜色 去除率 F1 710 7.0 69.9 F2 410 7.0 82.6 F3 450 7.0 80.9 F4 626 6.8 73.4 F5 492 6.5 79.2 FY1 1123 7.0 52.4 FY2 801 7.0 66.1 FY3 961 7.0 59.2 由结果可看出，好氧菌具有较好的 COD 去除效果。F2、F3 号菌株 COD 去除效 果最好， 处理后水样 COD 可达到 410mg/Ｌ及 450mg/Ｌ， COD 去除率 82.6、 80.9。 兼性厌氧菌 COD 去除效果不理想，但其有良好的去除色度的效果。 3.3 复合菌对废水的 COD 去除作用3.3 复合菌对废水的 COD 去除作用 针对单株菌株处理中 COD 去除效能的限制最高 82。6另考虑到各菌株的共 生协同处理作用以及兼性厌氧菌去除色度的良好效果。采用组合方式对上述 8 株 菌株进行进一步组合使用以及兼性厌氧菌与好氧菌串联处理的方法。 筑龙网 5 3.3.1 F1～F5 号好氧菌组合处理试验3.3.1 F1～F5 号好氧菌组合处理试验 分别将组合菌液置于前处理后废水中，废水处理前 COD2360mg/ＬpH7.2 颜色。对 F1～F5 号组合菌进行好氧培养，12ｈ，30℃。试验结果见表 2。 表 2 F1～F5 号好氧菌株组合后对 COD 去除效果 菌种 处理后 CODmg/l pH 颜色 去除率 F1F2 398 7.0 83.1 F2F3 262 7.0 88.9 F3F4 315 7.0 86.6 F4F5 350 7.0 85.2 F1F2F3 314 7.0 86.7 F2F3F4 241 7.0 89.8 F2F3F5 247 6.8 89.5 F2F3F4F5 226 6.8 90.4 3.3.2 FY1～FY3 号兼性厌氧菌组合处理试验3.3.2 FY1～FY3 号兼性厌氧菌组合处理试验 分别将组合菌液置于前处理后废水中， 废水处理前 COD 2360mg/Ｌ； pH 7.2； 颜色。对 FY1～FY3 号组合菌进行兼性厌氧培养，12ｈ，30℃。试验结果 FY1～FY3 号兼性厌氧菌株组合后对 COD 去除效果见表 3。 表 3 FY1～FY3 号兼性厌氧菌株组合后对 COD 去除效果 菌种 处理后 CODmg/l pH 颜色 去除率 FY1FY2 1129 7.5 52.2 FY1FY3 1126 7.5 52.3 FY2FY3 1096 7.5 53.6 FY1FY2FY3 991 7.5 58 筑龙网 6 由试验结果可以看出，FY1、FY2、FY3 菌种经组合后，其 COD 降解率与单株菌 种基本相同但其色度去除效果较明显。 其中FY1FY2FY3菌组合COD降解率为58， 色度去除效果最好。 3.3.3 组合兼性厌氧处理后的废水串联组合好氧菌处理试验3.3.3 组合兼性厌氧处理后的废水串联组合好氧菌处理试验 先将经过前处理后的废水采用 FY1FY2FY3 兼性厌氧组合菌进行处理，处理 后串联 F2、F3、F4、F5 好氧组合菌进行处理，经 FY1FY2FY3 兼性厌氧组合菌进 行处理后废水 COD 降为 1009mg/Ｌ，pH7.5，颜色，COD 去除率 57.2。在此 基础上串联好氧处理结果见表 4。 表 4 串联好氧组合菌处理结果 处理前 处理后 菌种 CODmg/l pH 颜色 CODmg/l pH 颜色 去除率 F2F3F4 1009 7.5 124.2 7.0 87.7 F2F4F5 1009 7.5 116.4 7.0 88.4 F2F3F4F5 1009 7.5 100 7.0 90.1 通过以上实验证明，经过兼性厌氧处理后废水 COD 下降不明显52.2～58 但颜色去除效果较好，而且通过厌氧处理后大分子有机物降解为小分子有机物为 进一步好氧处理达标提供条件。所以在工艺上考虑将厌氧处理置于好氧处理前， 即先经 FY1FY2FY3 复合菌处理后再经 F2F3F4F5 复合菌处理，停留时间为 12 ｈ。废水经物化前处理及兼性厌氧复合菌处理串联好氧复合菌处理后废水的 COD 浓度为 150mg/Ｌ以下，达到二级排放标准。 4 结论4 结论 4.14.1 针对大港油田 12井废水的特性及实际工程处理的特点筛选、优化了废 水的前处理方法，使其 COD 降解率达到 37.9，为进一步微生物处理提供条件。 筑龙网 7 4.24.2 通过筛选、驯化培养出耐盐兼性厌氧微生物菌种及好氧微生物菌种共 8 株， 其中 FY-1 菌种、 FY-2 菌种可以耐受的 NaCl 浓度为 7， FY-3 可以耐受的 NaCl 浓度为 10，F1 可以耐受的 NaCl 浓度为 10；F2、F3、F4、F5 可以耐受的 NaCl 浓度为 2～7。 4.34.3 筛选出的耐盐兼性厌氧微生物及好氧微生物菌种，其单株微生物菌种的 COD 降解率分别为兼性厌氧菌种 52.4～66.1，好氧菌种 69.9～82.6。 4.44.4 进行了兼性厌氧菌种 FY-1、FY-2、FY-3 和好氧菌种 F1、F2、F3、F4、 F5、的组合，使组合后的复合兼性厌氧菌群 COD 降解率达到 58，复合好氧菌群 COD 降解率达到 90.1。组合后兼性厌氧菌群对废水的色度去除效果明显。 4.54.5 采用物化前处理及兼性厌氧生物处理与好氧生物处理相串联的工艺进行 废水处理， COD 去除率达到 97.37， 处理后废水由 COD 浓度 3800mg/Ｌ降至 100mg/ Ｌ，达到二级排放标准。 参考文献参考文献 [1] 王志强，等。密封消解法测定高氯离子含盐废水 COD 的探讨[Ｊ]。油气 田环境保护，2002，12138。 [2] 雷乐成，等。油田废水的 COD 构成分析及生物可降解性研究[Ｊ]。给水 排水，2002，28644～47。