一种含油污泥生物处理方法 一、所属领域
本发明涉及污染物的生物处理的方法，具体涉及油田含油污泥的生物处理方法。
二、背景技术
国外目前对含油污泥、落地原油、车库道路等污染油泥主要采用投加化学破乳剂技术、共聚物技术、通过与热水混合及层流的物理分离技术、酸化破乳、中和、过滤技术、加阳离子凝聚剂、阴离子或非离子破乳剂进行解吸附技术、在搅拌条件下将含油污泥加温到80℃，同时加入4500ppm的化学破乳剂和200ppm的聚丙烯酰胺，然后加入0.5-2.0％的酸使水、油、泥相有效分离技术、液体薄膜破乳和电子破乳技术、通过不同的筛网过滤、重力分离、水力旋流、加起泡剂、表面活性剂的综合处理含油污泥装置技术、对沉降罐底泥及油水乳化液通过物理剪切力破乳回收石油技术、投加乙烯胺/乙烯甲酰胺技术、发泡浮选装置技术、溶气浮选与空气浮选技术、添加惰性材料作蓬松剂引入空气的微生物降解技术、含油污泥改性、浮选分离工艺技术和滤料层表面过滤器处理含油污泥技术等。
国内有关处理含油污泥的方法报道不多，已报道的化学破乳、萃取、浮选、三相重力分离以及加热、加碱等方法都不能达到含油污泥的经济、有效处理。目前油田、石油化工行业所产生的大量含油污泥由于处理难度大，大多未经处理直接掩埋。含油污泥的已有处理方法主要采用浮选法、压滤法、离心分离法、焚烧法、填埋法等，这些方法中，有的处理成本太高，难于运行，有的方法易造成二次污染，有的方法处理时间周期太长，且大部分方法均不能有效回收原油，浪费了石油资源、降低了企业效益。
三、发明内容
针对以上含油污泥处理的问题，本发明公开了一种含油污泥生物处理方法。
本方法包括以下步骤：将含油污泥加水调配、25-55℃保温状态下加入菌剂、搅拌、曝气，最后将原油、污泥和水进行分离，并回收原油，污泥排放，水回用。
本发明中，含油污泥的调配是将含油污泥调配成含水率90-99％，批量或连续进入生物反应器内并保温25-55℃；连续或批量投加1000-5000mg/l微生物菌剂，菌剂由芽孢杆菌经发酵获得，芽孢杆菌来自于中国普通微生物菌种保藏管理中心(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美国H16-5)；采用50-300r/min搅拌；用0.1-5∶1的气水比曝气；水力停留时间60-180min；油水分层后回收原油90-98％；剩余污泥经沉淀达到泥水分离，沉降的污泥排放；上清水回用。
本发明方法原理是在一定的温度下，通过特定微生物菌剂在生长过程中产生的活性产物和菌体细胞作为生物表面活性剂对处于乳化和吸附态的含油污泥中的油进行破乳和解吸附作用，将油粒从污泥上剥离出来，并在生物表面活性剂的作用下被菌体细胞捕集而聚集，形成较大的原油团粒。在气浮的物理协同作用下上浮聚集形成一油层面，在连续微量进水的作用下油层被溢流收集在原油回收装置中。油回收以后，剩余污泥沉降性能得到显著改善，在短时间内，经静置沉降完成泥水分离，沉降地污泥排放，上清水回用。
本发明可按照以下步骤进行：根据含油污泥含水率将其含水率调配至90-99％之间，根据含油污泥中所含原油的熔点确定特定的生物反应器内保持温度在25-55℃之间，针对含油污泥含原油率，投加1000-5000mg/l的微生物菌剂，采用专用搅拌设备50-300r/min搅拌状态下生物反应20-60min后开始曝气气浮，曝气气水比调整在0.1-5∶1之间。在气浮过程中经生物捕集原油油滴聚集上浮，并在液面积累为原油层被连续回收。气浮工艺一般运行20-60min之间，回收原油占含油污泥含油总量的90-98％；回收原油后的剩余污泥经20-60min沉降，排出沉降污泥，上清液回用调配含油污泥。
本发明也可以采用连续反应处理的方式，将含油污泥用泥浆泵连续注入至生物反应器中，并向生物反应器内连续流加微生物菌剂，同时连续回收原油，被回收原油的剩余污泥连续流入沉降罐，经沉降的污泥连续排放，上清水回用。
在连续反应处理时运行参数如下：
含油污泥含水率90-99％之间；生物反应器内保持温度在25-55℃之间；投加微生物菌剂1000-5000mg/l；搅拌转速50-300r/min；曝气气水比0.1-5∶1/min之间；水力停留时间60-180min；回收原油占含油污泥含油总量的90-98％；沉降罐的容积是生物反应器容积的1/5-4/5；连续排出沉降污泥的速度是进料流量的0.04-0.4；连续排出沉降污泥的含水率80-95％。
回收原油一般含水率在20％左右、含泥约10-15％，回收原油可直接进入原油系统，污泥可直接排放，也可干化、脱水，或作建材等。
本发明微生物菌剂的菌种、扩培、富集、工业化应用生产及培养基：
本发明的微生物菌剂是由芽孢杆菌经发酵获得，芽孢杆菌来自于中国普通微生物菌种保藏管理中心(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美国H16-5)。
本发明经培养基优选获得经济的低成本工业生产用菌剂培养基。培养基成份如下：
NH4Cl ： 0.18-0.546％ K2HPO4.3H2O： 0.27-0.812％
MgSO4.7H2O： 0.01-0.05％ CaCl2.2H2O： 0.002％
液体石蜡： 1-5％
培养基在发酵过程中pH在5.5-8.0之间，不再调节pH。
本发明的微生物菌剂接种、扩培、生产工艺如下：
菌种培养：以芽孢杆菌为菌种，以培养基的液体石蜡为碳源，通过斜面菌种培养和摇床三角瓶扩大培养作为一级菌种接种于10-200升菌剂发酵罐。菌种培养参数：适合的培养温度为20-45℃，适合的pH值为5.5-8.0，摇床速度50-250r/min。
发酵：将10升菌剂发酵罐发酵液作为二级种子转接入1000-20000升的菌剂发酵罐中，在通风、搅拌条件下发酵24-48小时，得到发酵液为生产用微生物菌剂。工艺参数：发酵温度20-45℃，发酵罐搅拌速度50-250r/min，发酵供气气水比1-3∶1/min，溶解氧0.01-3.0mg/l，发酵时间，24-48小时。
菌体的回收：回收发酵液表层菌体，用于含油污泥处理。剩余清夜添加液体石蜡继续发酵。这样可以进行2-4次发酵，也就是无机培养基组份可重复使用3-5次。
本发明具有以下优点：
1、本发明采用加菌、特殊方式的搅拌、曝气的组合工艺处理不同来源的含油污泥效果好，批次处理运行时间两小时左右，在含油污泥含原油10％以上时，本工艺对含油污泥的处理回收原油扣除工程折旧和运行费仍能盈利。
2、本工艺不造成二次污染，能够回收油泥中的绝大部分石油资源，运行费低，处理时间短，投资成本及运行成本均大大低于现行的处理方法。
3、此项技术具有投资省、可进行工业化配套生产、运行费用低、工艺设备简单、可自动化控制、运行稳定的特点。
四、具体实施方式
实施例1
胜利油田某污水处理厂含油污泥生物处理中试工程：将含油污泥调配成含水率98％，批量进入生物反应器内并保温45℃；批量投加3000mg/l微生物菌剂；采用150r/min搅拌；用1∶1的气水比曝气；运行时间180min；油水分层后回收原油95％；剩余污泥经沉降排放；水回用。
二级种子罐25升、生产发酵罐200升、生物反应器2000升、日处理含油污泥20000升(含油污泥含水率98％、干重含油率20％)，日回收纯原油80公斤。
实施例2
胜利油田某污水处理厂含油污泥生物处理生产工程：是将含油污泥调配成含水率97％，连续进入生物反应器内并保温50℃；连续投加2000mg/l微生物菌剂；采用150r/min搅拌；用0.5∶1的气水比曝气；水力停留时间100min；油水分层后回收原油90-98％；剩余污泥经沉降排放；水回用。
二级种子罐500升，生物菌剂发酵罐5000升，生物反应器20000升，日处理含油污泥200000升(含油污泥含水率98％、干重含油率15)，日回收纯原油约600公斤。
实施例3
大庆油田某污水联合站含油污泥生物处理中试工程：是将含油污泥调配成含水率90％，批量进入生物反应器内并保温45℃；批量投加2000mg/l微生物菌剂；采用100r/min搅拌；用2∶1的气水比曝气；运行时间100min；油水分层后回收原油98％；剩余污泥经沉降排放；水回用。
二级种子罐500升，生物菌剂发酵罐5000升，生物反应器2000升、日处理含油污泥20000升(含油污泥含水率98％、干重含油率21％)，日回收纯原油约80公斤。
实施例4
新疆油田某采油厂含油污泥生物处理中试工程：是将含油污泥调配成含水率97％，批量进入生物反应器内并保温45℃；批量投加1000mg/l微生物菌剂；采用150r/min搅拌；用2∶1的气水比曝气；运行时间120min；油水分层后回收原油95％；剩余污泥经沉降排放；水回用。
二级种子罐500升，生物菌剂发酵罐5000升，生物反应器2000升、日处理含油污泥20000升(含油污泥含水率98％、干重含油率28％)，日回收纯原油约120公斤。