高盐度石油废水处理工艺综述

◇桂林理工大学环境科学与工程学院 周沁宇 陈立明 刘泽华 黄英才 申泰铭

21世纪以来，各国大幅加速勘探采油作业，同时招致环境污染问题。高盐度石油废水已成为污染控制中的技术桎梏。它的强腐蚀性，高温等理化性质亟待解决。本文将讨论石油废水的处理方法。

1 高盐度石油废水的出产及特性

开采石油通过油气分离等方式出产大量的有毒废水，随后再次注入地下，在中后期时，由于地下原油的含水量远高出开采需求，该高浓度的石油废水不得已作为污染物排放至外界。该废水含油大量的石油烃族，在环境中存续时间长，生物学毒性强，难降解，水溶性差且极易产生二次污染。目前进行石油废水处理的工艺可分为，物理、化学和生物法，杨玉楠等[1]发现生物法的降解效率和成本更为优异，依靠微生物进行降解更为彻底。

2 生物处理法

2.1 嗜盐菌的驯化与培养

嗜盐菌（Halophile）属革兰氏阴性异养菌，它主要生存在盐湖、盐田等高浓度环境，其细胞壁主要成分为伪肽聚糖，而大量的钠离子可以稳定糖蛋白的生物活性状态与残基，且其体内多分泌嗜盐酶,此由高盐度环境进行维稳，在白光环境下其紫膜会加速钾离子的细胞交换，而钠离子加速调节平衡电位和细胞碱度，同时进行氨基酸和糖类分子的化学反应以维持细胞活性。李艳红等人驯化培养此类细菌进行降解烃族达到60%，但是盐度的短期急速降低又导致了微生物的异常死亡，则需要进行更多的保护工作。

2.2 ABR+SBR工艺处理

在SBR池内投放碳源及有机物以培养并驯化高生化性污泥，ABR池连接SBR池进行连续流接种以强化污泥，期间COD含量稳定于预期标准，培养时控制高盐度状态以便筛选强化型耐盐菌，同时继续投放尿素等有机营养物质，ABR时间较短，生化性继续提高，同时抗冲击负荷的幅度上升，但是在运行期间，常出现污泥膨胀或者流失等情况，需要岗位规范操作与人员素质教育。

2.3 紫外线诱变除油菌

申泰铭等[2]对耐盐菌株进行紫外线诱变，共获3株，其除油能力达到89%，经测量COD也被大幅清降。具体方法为驯化筛选高耐盐除油菌体，取各种菌悬液按照1:1:1:1的比例，配制成混合菌悬液，加入至废水中，在不同的天数进行计量与分析实验效果。根据非分散红外分光光度法原理[3]，高效菌种在3030 nm处的吸收峰值与该样品中所含芳香类物质的含量正相关，石油中芳香类物质的最终降解量各有不同，混合菌株的处理效果几乎达到理想状态。

3 影响微生物降解高盐度采油废水的因素

3.1 废水的盐度

采油废水普遍呈现盐含量高、矿化明显的性质，此理化性质与水的活性呈现负相关，且高含量的重金属离子不利于活细胞的生命活动，可能会造成微生物的急性死亡与生命运动迟缓，以及相关的功能缺陷，盐度的抑制恰好有利于石油中烃族的微生物降解作用[4]，行业主流的解放方法是驯化培养高耐盐菌株。

3.2 高水温

一般情况下，微生物对环境温度敏感较强，在一定理想条件下，反应速度与温度呈现正相关态势分布，而生物酶存在于活细胞，也需要一个理想合适的温差范围，由于采油污水的作业装置影响，对于普通的细菌则展现出极强的高温，在酶体被灭活的前提下反应无法正常进行，此外高温依旧影响油的原子状态与排列布局，烃的膜毒性与温度成正比，温度越高则毒性越强。相反，在毒性很低时，即温度相对较低时，油膜的黏度极速增强，反而使得生物的生理运动变得停滞下来，进而在最终处置是大大降低降解效率。

3.3 污水中的营养平衡

微生物的正常活动需要微量元素与有机物进行辅助，而比例的控制与投放量需合理操作，含有污水一般来说其有机碳源比较富足，但缺少高磷高氮此类影响因子，而且氮磷元素恰好是降解菌的关键促成因素，需要试验人员加入适量的相关元素以促进降解作业的进行。大量的研究试验表明，上述两种元素有利于石油中降解菌的耐性，且弱化石油烃的有机环裂解上限，促进毒性烃的被降解工作，同时也避免了多环芳烃对细胞酶的受限缺陷。

4 结语

利用新型生物法处理一般采油废水时，培养出高耐盐度的超级石油降解菌，即可在成本和效率上先比较传统方法，显得更加快捷、高效、安全与环保，20世纪的大方向为生物层面占优，实际上微生物降解陆地原油以及海洋原油的技术正处于起步阶段，一些实验观察仅仅针对于高盐度抑制的维度，并没有深入探究其内部的自然科学原理，而细化到微生物裂解开环石油烃的工程研究为数较少，也只能处理单一的一种抑或是一类，呈现出一菌单用的劣势，同时希望未来能进行对降解菌进行基因工程改造，实现一菌多用，细菌驯化周期骤降等良好趋势。