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

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

石油的開采過程會產(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。石油進入水環(huán)境后，會對動物，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。廢水中無機鹽含量過高，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)致無法正常代謝，無法存活。由于不同微生物對滲透壓的調(diào)節(jié)能力不同，因此通過有針對性地篩選馴化過程，培養(yǎng)出能適應(yīng)高滲透壓的微生物，來對石油開采廢水進行生物降解。有機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]。

由于實驗?zāi)芰τ邢?，我們引用某學(xué)者的一組實驗[7]來闡述：

1 試驗條件與方法[7]

1.1 試驗分析方法

細(xì)菌數(shù)的測定：采用血球計數(shù)板計數(shù)和平板統(tǒng)計菌落數(shù)；pH值測定：玻璃電極法；石油類含量：非分散紅外法；礦化度測定：重量法；氯離子測定：鉻酸鉀指示劑滴定法；生物需氧量測定(BOD5)：5日生化法；化學(xué)需氧量(COD)測定：(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時采用GB11914-89方法測定；(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時采用密封消解法測定[8]。

1.2 廢水來源大港油田

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。

通過檢測可以看出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物濃度對微生物有較強的抑制作用，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物后再進行生物處理的復(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]。通過對不同前處理方法的篩選和優(yōu)化并從實際工程處理考慮，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)廢水有機物組成十分復(fù)雜，以酚類、碳?xì)錈N類等有機物為主[10]。目前，國內(nèi)外都在根據(jù)油田當(dāng)?shù)赝寥赖奶卣鬟M行微生物處理[11，12]，因此有針對性地從長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，因此在菌種篩選過程中需進行菌種耐鹽馴化。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)，觀察生長情況。

單株兼性氧菌馴化結(jié)果見圖1，單株好氧菌馴化結(jié)果見圖2。

由圖1可見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為試驗用兼性厭氧菌種。

由圖2可見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為試驗用好氧菌種。

3.2 單株菌對廢水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號菌種進行好氧培養(yǎng)，12h，30℃。FY1～FY3號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)果見表1。

表1　單株菌降解廢水COD測定結(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號好氧菌組合處理試驗

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F1～F5號組合菌進行好氧培養(yǎng)，12h，30℃。試驗結(jié)果見表2。

表2　F1～F5號好氧菌株組合后對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號兼性厭氧菌組合處理試驗

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FY1~FY3號組合菌進行兼性厭氧培養(yǎng)，12h，30℃。試驗結(jié)果FY1~FY3號兼性厭氧菌株組合后對COD去除效果見表3。

表3　FY1~FY3號兼性厭氧菌株組合后對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

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]

以上實驗證明，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，停留時間為12h。處理后廢水的COD濃度為150mg/L以下，達到二級排放標(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)重危害其周圍的動植物正常的生長，同時嚴(yán)重危害人類正常的活動和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。所以，應(yīng)將石油廢水在排放之前進行處理達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

對石油廢水進行生物降解，處理效果比較好。在進行生物降解之前，對廢水進行預(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)赜吞锏膶嶋H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，進行馴化，篩選出能夠在石油廢水中正常生存的菌種。對特定的石油開采廢水，用相應(yīng)的菌種來進行生物降解。由以上實驗看出，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，處理后廢水達到國家二級排放標(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，對特定的石油廢水進行有效的生物降解，處理效果明顯。

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