生物法处理胜利油田含油污泥的工业实验[1]

生物法处理胜利油田含油污泥的工业实验孙正贵(中石化胜利石油管理局科技处,山东东营257000)摘要为经济有效的处理胜利油田滨一污水站产生的含油污泥,采用了生物处理技术。在面积为2400m2的预制床中,采取了添加外源石油降解菌剂和生物刺激污泥中土著菌两种手段处理含油污泥。对初始含油量为126g/kg的污泥,经过230d处理,测定了不同处理阶段含油污泥中石油烃总量、不同种类微生物数量和污泥基本理化性质的变化情况,结果表明,添加外源石油降解菌和采取适当措施刺激污泥中土著微生物均能大幅降低污泥中的石油污染物含量、改善污泥的理化性质、降低其生物毒性。关键词含油污泥生物处理外加菌剂土著菌0引言在石油开采、集输、加工过程中,由于各种原因会产生石油污染土壤或含油污泥。近年来,胜利油田含油污泥(以下简称为油泥)产生量有所增加。油泥中的石油类物质,尤其是苯、多环芳烃类对环境十分有害,我国已将油泥列入国家危险废物名录,对其排放有严格的限制。目前,胜利油田集输过程中产生油泥的普遍处置方式就是露天堆放在建有防渗设施的水泥堆放池中,但现有的部分堆放池已接近堆放极限。另外,堆放池一般都位于油田联合站内或联合站附近,油泥中石油组分的挥发及含油粉尘随风扩散都会对周围环境和工人的健康产生严重影响。因此,需对原有和新产生的油泥进行及时处理。油泥的处理方法主要有两种,即物理化学法和生物法,物理化学法主要应用于含油量较高的油泥的处理,但也存在处理费用高、易产生二次污染等缺点。生物法主要应用于含油量较低的油泥,且以费用低廉、处理效果好、不引起二次污染等优点而日益受到各国环保人士的重视[122]。国外从20世纪80年代起即开始了油泥的生物法处理的研究和应用工作,已取得丰硕的研究成果和良好的应用效果。我国在此领域的研究起步较晚,目前仍停留在室内研究阶段,也有少量小规模中试的报道[324],但尚缺少大规模应用的实例。本实验在胜利油田滨一污水站建立了面积为2400m2的预制床处理场,用生物法处理此站含油污水处理过程中产生的油泥。处理过程中进行了外加菌剂和生物刺激土著菌活性的对比实验,本实验结果可为油泥生物处理技术的推广应用奠定基础。1材料和方法111石油降解菌剂包含2种红球菌(Rhodococcussp1)的石油降解菌剂购自俄罗斯莫斯科大学。112油泥生物处理实验设计用于处理油泥的预制床床底采用复合土工膜做防渗层以护底,防渗层上铺设透水管作为排水系统,排水管端连接渗滤液收集池。排水管上铺10cm厚石子和砂子,其上再铺约40cm厚油泥。处理场周围用水泥砂浆砌砖。整个处理工程设计有A、B、C三个区,具体设计如下:A区:油泥+菌剂+调理剂+肥料;B区:油泥+调理剂+肥料;C区:对照。其中A、B区的油泥经过加入有机肥短暂堆肥的预处理操作。C区为不作任何处理的对照地块。实验在2005年10月下旬开始,A、B区域3天翻耕、浇水一次以保持通气和湿润,在11月底处理进行40d后因为气温较低而暂停,在2006年3月初恢复操作。各处理的分布见图1。图1不同处理的场地分布88环境工程2008年6月第26卷第3期113油泥基本理化性质的分析在处理开始前以及处理过程中动态采集各实验小区的油泥,采集方法为多点蛇形取样,A、B处理各采15个样,C处理3个样,在室温下阴凉处风干,过2mm尼龙筛。采用常规农业化学方法分析油泥pH、持水量、水解氮、速效磷、速效钾等基本理化性质[5]。114油泥中含油量分析以三氯甲烷为萃取剂,采用索氏提取重量法测定油泥中的含油量[6]。115油泥中微生物数量分析油泥中细菌及放线菌数量的测定均采用稀释平板法;油泥中总烃降解菌菌数和芳烃降解菌菌数的测定,采用MPN法[7]。116油泥的生物毒性分析油泥生物毒性测定与计算,采用明亮发光细菌T3(PhotobacteriumphosphoreumT3spp1)法测定[8],用样品的EC50(抑制发光细菌50%发光强度的油溶液浓度)表征样品的毒性。首先用三氯甲烷将油泥中石油污染物萃取出来,蒸干三氯甲烷,用二甲基亚砜(DMSO)溶解制得溶液。以DMSO为对照,以不同浓度的DMSO溶液进行毒性实验。所用菌种和测光仪器(DXY22型生物毒性测试仪)均由中国科学院南京土壤研究所提供。2结果与讨论211预处理对油泥基本理化性质的影响油田生产过程中,采出液中含有一定量的泥砂,在采油污水处理过程中沉降产生了含油污泥,因此,油泥的基本理化性质与地表土壤有一定的差别,其含油量高(滨一污泥石油含量达到126g/kg干泥),亲水性弱,而氮、磷等营养物质含量严重缺乏,需对其进行适当的预处理,使其能够适于微生物大量生长。预处理过程为:在油泥中加入适量的有机肥和调理剂等,进行短期的堆肥处理,预处理前后油泥的基本理化性质对比如表1所示。由表中数据可以看到,经过预处理后,油