一種高效修復(fù)原油污染海水的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效修復(fù)原油污染海水的方法，包括以下步驟：(1)將膨潤土和皂素按照(1.5～2)∶1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩；(2)稱取重量為膨潤土和皂素總重量的0.8～1倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖苷劑過300目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻；(3)向原油污染的海水中投放石油降解菌和步驟(2)所得的混合物，投放的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的6％～10％，投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量的10％～15％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：安全無毒，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，而且溢油清除效率高。
【專利說明】
一種高效修復(fù)原油污染海水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于海面溢油修復(fù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種高效修復(fù)原油污染海水的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，海上石油運(yùn)輸和海上石油開采量迅速增加，海 上溢油事故也不斷增多，嚴(yán)重威脅著海洋及沿海陸域的生態(tài)環(huán)境。溢油多發(fā)生在海上，隨著 風(fēng)浪漂移至海岸線，溢油不僅對海面造成嚴(yán)重環(huán)境污染，而且由于石油烴類污染物的潛在 毒性和生物積累效應(yīng)會導(dǎo)致近岸海域環(huán)境質(zhì)量和生物種類多樣性指數(shù)嚴(yán)重下降，海洋生態(tài) 系統(tǒng)遭受嚴(yán)重破壞，也會對水產(chǎn)業(yè)和旅游業(yè)造成巨大損失。
[0003] 目前，處理海洋溢油污染的主要方法有物理法、化學(xué)法、生物法和焚燒法。物理法 主要包括在溢油水域布設(shè)圍油欄防止溢油擴(kuò)散，并組織清污船舶作業(yè)采取撇油器等機(jī)械回 收、吸油氈等吸附材料吸附等一些物理方法將溢油清除。布設(shè)圍油欄也可以結(jié)合焚燒法進(jìn) 行處理?；瘜W(xué)處理法主要是向水中噴灑消油劑、集油劑和固化劑等化學(xué)藥劑，將溢油分散或 固體化后再進(jìn)行處理。生物修復(fù)法主要是利用微生物的降解作用來清除溢油，包括添加營 養(yǎng)物質(zhì)和投加菌種兩種方式。然而，這些溢油清除方法均存在一定的局限性。采用傳統(tǒng)的物 理法效率較低，勞動強(qiáng)度大，而且很難將溢油清除徹底。多數(shù)消油劑和集油劑對海洋容易產(chǎn) 生二次污染。采用生物法修復(fù)修復(fù)原油污染海水的優(yōu)點(diǎn)是安全無毒、可生物降解，對環(huán)境通 常不帶來二次污染，然而采用微生物修復(fù)原油污染海水時(shí)存在以下問題:降解效率低、微生 物細(xì)胞易被水流沖走、利用率低下，不適宜用于大面積海洋溢油修復(fù)。因此，開發(fā)出一種高 效的，能高效修復(fù)原油污染海水的方法，對海洋生態(tài)具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全無毒，不會對環(huán)境產(chǎn)生 二次污染，而且溢油清除效率高的高效修復(fù)原油污染海水的方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高效修復(fù)原油污染海水 的方法，包括以下步驟：
[0006] (1)將膨潤土和皂素按照（1.5~2): 1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩；
[0007] (2)稱取重量為膨潤土和皂素總重量的0.8~1倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖 苷過300目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻；
[0008] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的 6%~10%，通過渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速200~300r/min，3~ 4h后，向溢油區(qū)投放步驟(2)所得的混合物，投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量 的10%~15%，用渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域繼續(xù)保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速200~600r/ min〇
[0009] 進(jìn)一步地，所述石油降解菌液為一種石油降解菌或多種石油降解菌的混合物。
[0010] 優(yōu)選地，所述石油降解菌液為熱帶假絲酵母和抗酚小短桿菌的混合菌液，熱帶假 絲酵母和抗酚小短桿菌的質(zhì)量比為3:2。
[0011] 熱帶假絲酵母，拉丁名稱:Candida tropicalis，可購自中國工業(yè)微生物菌種保藏 管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO.31592,為好氧菌，可用于石油發(fā)酵酒精。
[0012] 抗酸小短桿菌，拉丁名稱：Brachybacterium phenoliresistens，可購自中國工業(yè) 微生物菌種保藏管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO. 23825，革蘭氏陽性菌，可用于處理石 油污染。
[0013] 本發(fā)明中，投放石油降解菌并攪拌溢油區(qū)域，使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，可使石油 降解菌分解發(fā)酵石油后的產(chǎn)物充分分散;向溢油區(qū)投放膨潤土、皂素和烷基糖苷的混合物， 并攪拌溢油區(qū)域使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，可使膨潤土、皂素和烷基糖苷與石油降解菌、石 油降解菌的分解發(fā)酵產(chǎn)物充分混合，利于本發(fā)明的各組分之間發(fā)生協(xié)同溢油清除作用，提 高了溢油清除效率和各組分的利用率。
[0014]此外，膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，具有很好的吸附性和離 子交換性，環(huán)保無毒、生物降解率高，不會對原油污染過的海水造成二次污染。皂素又稱堿 皂體，可溶于水、甲醇和稀乙醇，天然無毒，生物降解率高，為天然的非離子表面活性劑，皂 素是很強(qiáng)的表面活性劑，即使高度稀釋也能形成皂液，也可用于制取洗滌劑，乳化劑，發(fā)泡 劑，防腐劑等。烷基糖苷(APG)是非離子表面活性劑，APG為白色固體，APG不僅環(huán)保無毒無刺 激，而且生物降解迅速徹底，價(jià)格低廉，表面張力低，去污性好。因此，本發(fā)明的各組分安全 無毒，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
[0015] 其次，本發(fā)明中，膨潤土和皂素的粒徑不同于烷基糖苷的粒徑，因此本發(fā)明的膨潤 土、皂素和烷基糖苷形成了不同比表面積的顆粒組團(tuán)。由于比表面積的大小會對吸附效果 產(chǎn)生影響，因此將膨潤土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒徑，會對石油的吸附降解效果產(chǎn) 生一定的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將膨潤土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒徑，可有利于發(fā) 揮各組分對石油的吸附降解效果，提高各組分的利用率，其對石油的吸附降解效果好于單 一粒徑的顆粒組團(tuán)。
[0016] 優(yōu)選地，膨潤土和皂素的重量比為2:1。
[0017]優(yōu)選地，烷基糖苷的重量為膨潤土和皂素總重量的0.8倍。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟(3)中，向原油污染的海水中投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量 為溢油量的12%，添加的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的8%。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟(3)中，向溢油區(qū)投放石油降解菌前，先將石油降解菌裝入麻袋中。 所述麻袋的內(nèi)表面上有褶皺，麻袋邊和角處的褶皺的密度大于麻袋其他處褶皺的密度。在 麻袋的內(nèi)表面上設(shè)置褶皺可以提高麻袋吸水儲水的性能，防止落潮時(shí)降解菌因過于干燥而 死亡，而且在麻袋的內(nèi)表面上設(shè)置褶皺可有效防止麻袋內(nèi)盛裝的石油降解菌被水流沖走。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0021] (1)本發(fā)明中，投放石油降解菌并攪拌溢油區(qū)域，使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，可使 石油降解菌分解發(fā)酵石油后的產(chǎn)物充分分散；向溢油區(qū)投放膨潤土、皂素和烷基糖苷的混 合物，并攪拌溢油區(qū)域使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，可使膨潤土、皂素和烷基糖苷與石油降解 菌、石油降解菌的分解發(fā)酵產(chǎn)物充分混合，利于本發(fā)明的各組分之間發(fā)生協(xié)同溢油清除作 用，提高了溢油清除效率和各組分的利用率。
[0022] (2)膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，具有很好的吸附性和離子 交換性，環(huán)保無毒、生物降解率高，不會對原油污染過的海水造成二次污染。皂素又稱堿皂 體，可溶于水、甲醇和稀乙醇，天然無毒，生物降解率高，為天然的非離子表面活性劑，皂素 是很強(qiáng)的表面活性劑，即使高度稀釋也能形成皂液，也可用于制取洗滌劑，乳化劑，發(fā)泡劑， 防腐劑等。烷基糖苷是非離子表面活性劑，不僅環(huán)保無毒無刺激，而且生物降解迅速徹底， 價(jià)格低廉，表面張力低，去污性好。因此，本發(fā)明的各組分安全無毒，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污 染。
[0023] (3)本發(fā)明中，膨潤土和皂素的粒徑不同于烷基糖苷的粒徑，因此本發(fā)明的膨潤 土、皂素和烷基糖苷形成了不同比表面積的顆粒組團(tuán)。由于比表面積的大小會對吸附效果 產(chǎn)生影響，因此將膨潤土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒徑，會對石油的吸附降解效果產(chǎn) 生一定的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將膨潤土、皂素和烷基糖苷粉碎至不同的粒徑，可有利于發(fā) 揮各組分對石油的吸附降解效果，提高各組分的利用率，其對石油的吸附降解效果好于單 一粒徑的顆粒組團(tuán)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn) 方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] -種高效修復(fù)原油污染海水的方法，包括以下步驟：
[0027] (1)將膨潤土和皂素按照1.5:1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩；
[0028] (2)稱取重量為膨潤土和皂素總重量0.8倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖苷過 300目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻；
[0029] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的 6 %，通過渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速200r/min，3h后，向溢油區(qū)投 放步驟(2)所得的混合物，投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量的13%，用渦輪式 攪拌器使溢油區(qū)域繼續(xù)保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速400r/min。
[0030] 其中，所述石油降解菌液為熱帶假絲酵母。熱帶假絲酵母，拉丁名稱：Candida tropicalis，可購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO. 31592， 為好氧菌，可用于石油發(fā)酵酒精。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] -種高效修復(fù)原油污染海水的方法，包括以下步驟：
[0033] (1)將膨潤土和皂素按照2:1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩；
[0034] (2)稱取重量為膨潤土和皂素總重量1倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖苷過300 目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻；
[0035] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的 10 %，通過渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速300r/min，4h后，向溢油區(qū) 投放步驟(2)所得的混合物，投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量的15%，用渦輪 式攪拌器使溢油區(qū)域繼續(xù)保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速600r/min。
[0036]其中，所述石油降解菌液為熱帶假絲酵母。熱帶假絲酵母，拉丁名稱：Candida tropicalis，可購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO. 31592， 為好氧菌，可用于石油發(fā)酵酒精。
[0037] 實(shí)施例3
[0038] -種高效修復(fù)原油污染海水的方法，包括以下步驟：
[0039] (1)將膨潤土和皂素按照2:1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩；
[0040] (2)稱取重量為膨潤土和皂素總重量0.9倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖苷過 300目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻；
[0041] (3)向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的 8%，通過渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速300r/min，3.5h后，向溢油區(qū) 投放步驟(2)所得的混合物，投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量的12%，用渦輪 式攪拌器使溢油區(qū)域繼續(xù)保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速200r/min。
[0042] 其中，所述石油降解菌液為熱帶假絲酵母和抗酚小短桿菌的混合菌液，熱帶假絲 酵母和抗酚小短桿菌的質(zhì)量比為3:2。
[0043] 熱帶假絲酵母，拉丁名稱:Candida tropicalis，可購自中國工業(yè)微生物菌種保藏 管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO.31592,為好氧菌，可用于石油發(fā)酵酒精。
[0044] 抗酸小短桿菌，拉丁名稱：Brachybacterium phenoliresistens，可購自中國工業(yè) 微生物菌種保藏管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO. 23825，革蘭氏陽性菌，可用于處理石 油污染。
[0045] 實(shí)施例4
[0046] -種高效修復(fù)原油污染海水的方法，包括以下步驟：
[0047] (1)將膨潤土和皂素按照2:1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩；
[0048] (2)稱取重量為膨潤土和皂素總重量0.8倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖苷過 300目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻；
[0049] (3)將石油降解菌裝入麻袋中，所述麻袋的內(nèi)表面上有褶皺，麻袋邊和角處的褶皺 的密度大于麻袋其他處褶皺的密度，向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降 解菌的質(zhì)量為溢油量的8%，通過渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速 300r/min，4h后，向溢油區(qū)投放步驟(2)所得的混合物，向溢油區(qū)投放的步驟(2)所得的混合 物的質(zhì)量為溢油量的12%，用渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域繼續(xù)保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速 400r/min〇
[0050] 其中，所述石油降解菌液為熱帶假絲酵母和抗酚小短桿菌的混合菌液，熱帶假絲 酵母和抗酚小短桿菌的質(zhì)量比為3:2。
[005?] 熱帶假絲酵母，拉丁名稱:Candida tropicalis，可購自中國工業(yè)微生物菌種保藏 管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO.31592,為好氧菌，可用于石油發(fā)酵酒精。
[0052] 抗酸小短桿菌，拉丁名稱：Brachybacterium phenoliresistens，可購自中國工業(yè) 微生物菌種保藏管理中心(CICC)，CICC菌種編號為NO. 23825，革蘭氏陽性菌，可用于處理石 油污染。
[0053]實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0054]選取12個(gè)大小規(guī)格相同的水池（水池規(guī)格為7m X 3m XI. 5m)，并對其編號為1-12 號，每個(gè)水池中注入25L海水，并加入500g原油，石油選擇勝利原油，所選用的原油的基本物 理性質(zhì)如下：密度〇.8695g/cm3 (測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T1884-2000)，33°C、剪速20時(shí)的粘度 230mPa. s。第1、5、9號水池按本發(fā)明實(shí)施例1的方法進(jìn)行處理，第2、6、10號按本發(fā)明實(shí)施例2 的方法進(jìn)行處理，第3、7、11號按本發(fā)明實(shí)施例3的方法進(jìn)行處理，第4、8、12號按本發(fā)明實(shí)施 例4的方法進(jìn)行處理，在各個(gè)處理組分別投放其步驟(2)所得的混合物并繼續(xù)攪拌12h后，分 別測定殘留石油的重量，根據(jù)初始加入油量換算得到溢油清除效率，測定結(jié)果如表1:
[0055] 表1不同處理組的溢油清除效率
[0057] 由于本發(fā)明的各組分之間的協(xié)同作用，提高了溢油清除效率效率和各組分的利用 率，減少了本發(fā)明的各組分的使用量。此外，本發(fā)明的各組分綠色環(huán)保，安全無毒，不會對環(huán) 境產(chǎn)生二次污染。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的高效修復(fù)原油污染海水的方法對溢油清除效率 高，達(dá)75.5 %~83.8 %，可有效修復(fù)原油污染的海水。
[0058] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)應(yīng)視為本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:包括以下步驟： (1) 將膨潤土和皂素按照（1.5~2): 1的重量比混合均勻，粉碎，并過200目篩； (2) 稱取重量為膨潤土和皂素總重量的0.8~1倍的烷基糖苷，將稱量好的烷基糖苷過 300目篩，并與粉碎好的膨潤土和皂素混合均勻； (3) 向原油污染的海水中投放石油降解菌，投放的石油降解菌的質(zhì)量為溢油量的6%~ 10%，通過渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速200~300r/min，3~4h后， 向溢油區(qū)投放步驟(2)所得的混合物，投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量的10% ~15%，用渦輪式攪拌器使溢油區(qū)域繼續(xù)保持紊動狀態(tài)，攪拌器轉(zhuǎn)速200~600r/min。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:所述石油降解菌 液為一種石油降解菌或多種石油降解菌的混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:所述石油降解菌 液為熱帶假絲酵母。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:所述石油降解菌 液為熱帶假絲酵母和抗酚小短桿菌的混合菌液。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:熱帶假絲酵母和 抗酚小短桿菌的質(zhì)量比為3:2。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:膨潤土和皂素的 重量比為2:1。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:烷基糖苷的重量 為膨潤土和皂素總重量的0.8倍。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于：向原油污染的海 水中投放的步驟(2)所得的混合物的質(zhì)量為溢油量的12%，添加的石油降解菌的質(zhì)量為溢 油量的8%。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:步驟 (3)中，向溢油區(qū)投放石油降解菌前，先將石油降解菌裝入麻袋中。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效修復(fù)原油污染海水的方法，其特征在于:所述麻袋的內(nèi) 表面上有褶皺，麻袋邊和角處的褶皺的密度大于麻袋其他處褶皺的密度。
【文檔編號】C02F3/34GK105923786SQ201610316481
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月7日
【發(fā)明人】溫國義, 韓龍江, 李娟 , 潘玉龍
【申請人】國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心