摘要：石油開采廢水中高含鹽量較高，鹽量對(duì)耐鹽微生物無(wú)明顯抑制作用。結(jié)合物化預(yù)處理方法，用菌群組合高滲透壓對(duì)微生物生長(zhǎng)不利。有針對(duì)性地篩選馴化耐鹽高效細(xì)菌群，高含對(duì)石油開采廢水進(jìn)行生物降解，高鹽石油開采廢水中COD去除率大約為90%，處理后水達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞： 高含鹽 石油開采廢水 微生物 生物降解 達(dá)標(biāo)排放

石油的開采過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的含油廢水，平均每作業(yè)一口井，落地原油可達(dá)1t；每生產(chǎn)1t原油，需注入9t水。石油烴中含有多種有毒物質(zhì)，其毒性按烷烴，環(huán)烷烴和芳香烴的順序逐漸增加。石油進(jìn)入水環(huán)境后，會(huì)對(duì)動(dòng)物，水生生物和人類等產(chǎn)生嚴(yán)重的危害[1]。油田生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生原油落地以及漏油現(xiàn)象，造成大量的石油進(jìn)入地表土壤，從而產(chǎn)生環(huán)境污染[2-4]。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。廢水中無(wú)機(jī)鹽含量過(guò)高，使?jié)B透壓升高。在高滲溶液中，微生物體內(nèi)水分子大量滲到體外，使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離[5]，導(dǎo)致無(wú)法正常代謝，無(wú)法存活。由于不同微生物對(duì)滲透壓的調(diào)節(jié)能力不同，因此通過(guò)有針對(duì)性地篩選馴化過(guò)程，培養(yǎng)出能適應(yīng)高滲透壓的微生物，來(lái)對(duì)石油開采廢水進(jìn)行生物降解。有機(jī)污染的生物降解主要依靠異養(yǎng)微生物自身的新陳代謝[6]。

由于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ邢蓿覀円媚硨W(xué)者的一組實(shí)驗(yàn)[7]來(lái)闡述：

1 試驗(yàn)條件與方法[7]

1.1 試驗(yàn)分析方法

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)<1000mg/L且水樣COD/稀釋倍數(shù)(A)>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)<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[8]。

1.2 廢水來(lái)源大港油田

化學(xué)需氧量(COD)：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。

通過(guò)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。

2 高含鹽石油開采廢水的前處理

通過(guò)絮凝法可以降低污水的濁度和色度，去除多種高分子物質(zhì)，有機(jī)物，某些重金屬毒物和放射性物質(zhì)等，混凝劑主要為硫酸鋁[9]。通過(guò)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2360mg/L[9]。

3 篩選、馴化微生物

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[10]。目前，國(guó)內(nèi)外都在根據(jù)油田當(dāng)?shù)赝寥赖奶卣鬟M(jìn)行微生物處理[11，12]，因此有針對(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篩選菌種，進(jìn)行分離培養(yǎng)。

3.1 耐鹽性菌種的篩選及馴化

12#井石油開采廢水含鹽量較高，抑制微生物的生長(zhǎng)，因此在菌種篩選過(guò)程中需進(jìn)行菌種耐鹽馴化。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，將篩選出的菌種在氯化鈉濃度為2%～10%的培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)，觀察生長(zhǎng)情況。

單株兼性氧菌馴化結(jié)果見(jiàn)圖1，單株好氧菌馴化結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖1可見(jiàn)FY-1、FY-2、 FY-3菌種可以耐受的NaCl濃度分別為7%、7%、10%，F(xiàn)Y-4耐受NaCl濃度小于2%。因此選擇FY-1、FY-2、FY-3為試驗(yàn)用兼性厭氧菌種。

由圖2可見(jiàn)F1、F2、F3、F4、F5可以耐受的NaCl濃度為分別為10%、2%、5%、5%、2%，F(xiàn)6、F7耐受NaCl濃度小于2%。因此選擇F1、F2、F3、F4、F5為試驗(yàn)用好氧菌種。

3.2 單株菌對(duì)廢水COD的去除作用

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：2360mg/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(jiàn)表1。

表1　單株菌降解廢水COD測(cè)定結(jié)果[7]

由結(jié)果可看出，好氧菌具有較好的，F(xiàn)2、F3號(hào)菌株COD去除效果最好， COD去除率82.6%、80.9%。兼性厭氧菌COD去除效果較差，但除色度的效果較好。

3.3 復(fù)合菌對(duì)廢水的COD去除作用

各菌種之間可能存在共生與協(xié)同關(guān)系，好氧菌較好的COD去除效果可以與兼性厭養(yǎng)菌較好的除色度效果相結(jié)合。采用組合方式將上述8種菌種組合使用；兼性厭氧菌與好氧菌串聯(lián)處理的。

3.3.1 F1～F5號(hào)好氧菌組合處理試驗(yàn)

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(jiàn)表2。

表2　F1～F5號(hào)好氧菌株組合后對(duì)COD去除效果[7]

由表2可看出F2+F3+F4+F5的組合COD去除率最好(90.4%)。

3.3.2 FY1~FY3號(hào)兼性厭氧菌組合處理試驗(yàn)

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)兼性厭氧菌株組合后對(duì)COD去除效果見(jiàn)表3。

表3　FY1~FY3號(hào)兼性厭氧菌株組合后對(duì)COD去除效果[7]

由表3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降解率最高，為58%，色度去除效果也較好。

3.3.3兼性厭氧組合處理串聯(lián)好氧菌組合處理試驗(yàn)

由表2和表3可知：FY1+FY2+FY3和F2+F3+F4+F5的組合效果最好，故先將經(jīng)過(guò)前處理后的廢水采用FY1+FY2+FY3組合菌處理與F2+F3+F4+F5組合菌處理串聯(lián)。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%。串聯(lián)F2+F3+F4+F5處理結(jié)果：

COD 100mg/l，ph 7.0，色度+，去除率 90.1%。[7]

以上實(shí)驗(yàn)證明，兼性厭氧處理廢水COD去除率較低，但顏色取出效果較好，所以將厭氧處理置于好氧處理之前，即先經(jīng)FY1+FY2+FY3處理后再經(jīng)F2+F3+F4+F5處理，停留時(shí)間為12h。處理后廢水的COD濃度為150mg/L以下，達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

石油開采工業(yè)產(chǎn)生的大量的石油廢水對(duì)其周圍的水體土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，嚴(yán)重危害其周圍的動(dòng)植物正常的生長(zhǎng)，同時(shí)嚴(yán)重危害人類正常的活動(dòng)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。所以，應(yīng)將石油廢水在排放之前進(jìn)行處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)石油廢水進(jìn)行生物降解，處理效果比較好。在進(jìn)行生物降解之前，對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理（如物理方法和化學(xué)方法），去掉高分子物質(zhì)﹑有機(jī)物﹑某些重金屬毒物和放射性物質(zhì)，從而促使更有效的生物降解。根據(jù)當(dāng)?shù)赜吞锏膶?shí)際情況，從油田開采及煉油廢水污染的土壤底泥及深井油泥中篩選菌種，進(jìn)行馴化，篩選出能夠在石油廢水中正常生存的菌種。對(duì)特定的石油開采廢水，用相應(yīng)的菌種來(lái)進(jìn)行生物降解。由以上實(shí)驗(yàn)看出，結(jié)合物化前處理方法，用耐鹽的兼性厭氧菌種和好氧生物菌種組合進(jìn)行高鹽石油廢水處理，色度去除效果明顯，COD總?cè)コ瘦^高，處理后廢水達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

總之，生物降解方法是一種有效的廢水處理方法，將生物降解方法應(yīng)用于石油廢水處理。根據(jù)不同情況，篩選和馴化合適的菌種，對(duì)特定的石油廢水進(jìn)行有效的生物降解，處理效果明顯。

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