本發(fā)明涉及一種用于廢棄鉆井液處理的活性污泥培養(yǎng)方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)石油天然氣開采力度的逐年增大，石油廢棄鉆井液的數(shù)量也在逐年上漲，隨之增大的還有污染力度。
廢棄鉆井液是石油鉆井作業(yè)中產(chǎn)生的主要廢棄物，具有數(shù)量大、對(duì)環(huán)境影響大、處理難度大和處理費(fèi)用高等特點(diǎn)。廢棄鉆井液除一少部分回收利用外，絕大部分采用直接排放和自然蒸發(fā)、沉積、干化和就地掩埋等方法進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，遇到雨季，鉆井液中的有害物質(zhì)隨水流入農(nóng)田、河流，滲入地表，污染土壤、地下水、嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，這樣持續(xù)下去會(huì)對(duì)生態(tài)平衡造成破壞，威脅到人們的生命安全，也不符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
現(xiàn)代化的石油開采現(xiàn)場(chǎng)工作中亟需加強(qiáng)廢棄鉆井液處理技術(shù)的開發(fā)，并設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的處理工藝。
目前常見的集中廢棄鉆井液處理方法主要有密封填埋、化學(xué)固化、土地分散耕施法及生物降解等，上述的物理、化學(xué)方法都不是對(duì)廢棄鉆井液的徹底無害化處理，都極易發(fā)生二次污染。而生物降解作用溫和、處理徹底，不產(chǎn)生二次污染。
活性污泥法是污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下，對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。
廢棄鉆井液主要是一種復(fù)雜的膠體體系，成份復(fù)雜，其中存在的容易對(duì)環(huán)境造成污染的主要成份是鹽濃和可交換性鈉離子，其次是油類和重金屬離子和有機(jī)污染物等，高鹽度、難降解物質(zhì)的水質(zhì)對(duì)可生化性造成很大影響，不利于活性污泥的快速培養(yǎng)，如果按常規(guī)的生化活性污泥的培養(yǎng)馴化方式，會(huì)拖延污水處理工程進(jìn)度， 給企業(yè)造成工期的延長(zhǎng)、成本投入的增加，帶來很大程度的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，活性污泥在培養(yǎng)過程中會(huì)存在很多問題，如培養(yǎng)周期長(zhǎng)、培養(yǎng)過程繁雜、運(yùn)行不穩(wěn)定、可操作性低等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種操作簡(jiǎn)單，可快速適應(yīng)并耐受廢棄鉆井液的復(fù)雜環(huán)境、有效降解其中的有機(jī)污染物、徹底解決廢棄鉆井液污染問題的活性污泥培養(yǎng)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
一種用于廢棄鉆井液處理的活性污泥培養(yǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)菌種獲得
通過菌種篩選法或鉆井液厭氧處理法獲得菌種；
(2)活性污泥培養(yǎng)
①投加菌種：將步驟(1)中獲得的菌種投加到活性污泥培養(yǎng)體系中，進(jìn)行培養(yǎng)；
②菌種馴化
a、悶曝處理：停止所有進(jìn)、出水，用鼓風(fēng)機(jī)從活性污泥培養(yǎng)體系底部泵入微小氣泡，使溶解氧保持在0.5～1mg/L；
b、逐級(jí)增加廢棄鉆井液濃度：每天檢測(cè)廢棄鉆井液COD濃度，當(dāng)COD濃度降到200以下時(shí)，打開進(jìn)、出水，用廢棄鉆井液替換掉悶曝處理后10％的水，繼續(xù)悶曝；當(dāng)COD濃度再次降到200以下時(shí)，用廢棄鉆井液替換掉悶曝處理后20％的水，繼續(xù)悶曝；依次類推，直到替換掉50％的水時(shí)，悶曝結(jié)束；
c、連續(xù)進(jìn)水：步驟b結(jié)束后，開始連續(xù)加入廢棄鉆井液，開始先按照預(yù)先設(shè)計(jì)進(jìn)水量的10％進(jìn)水，每天按預(yù)先設(shè)計(jì)進(jìn)水量的10％遞增進(jìn)水，直到達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)；
d、培養(yǎng)完成：經(jīng)過1周的試運(yùn)行，COD結(jié)果穩(wěn)定，出水水質(zhì)澄清，則活性污泥培養(yǎng)成功，污水處理系統(tǒng)可正式投入使用。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述菌種篩選法的步驟為：取10ml廢棄鉆井液，加入到90ml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，20-25℃，150rpm培養(yǎng)，待培養(yǎng)基變渾濁時(shí)，利用稀釋平板法將培養(yǎng)液涂布到無機(jī)鹽固體平板上，20-25℃培養(yǎng)，待長(zhǎng)出單菌落后，根據(jù)菌落形態(tài)分別挑取不同形態(tài)的菌落，在添加葡萄糖的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得的菌種以液體濃縮形式保藏于4℃冰箱，或者制成干菌劑保存。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述鉆井液厭氧處理法的步驟為：檢測(cè)廢棄鉆井液COD值，按照COD:N:P＝100:10:1的比例，添加氮、磷，調(diào)節(jié)鉆井液pH值至中性，把處理過的廢棄鉆井液置于密閉儲(chǔ)存，20-25℃培養(yǎng)，肉眼可見液體上面附有一層菌膜，此菌膜即可作為活性污泥培養(yǎng)的菌種源，以液體形式保藏于4℃冰箱，隨用隨取。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述的活性污泥培養(yǎng)體系中含有生物載體，將含有菌種的活性污泥固定在生物載體上。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述的活性污泥培養(yǎng)體系中的用水按照下述方法制備得到：將廢棄鉆井液用水稀釋至COD為1000mg/L，再按照COD:N:P＝100:10:1的比例，添加氮、磷，調(diào)節(jié)pH至中性即得。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述的菌種馴化為逐步提高廢棄鉆井液在活性污泥培養(yǎng)體系中的濃度，使菌種逐步適應(yīng)在廢棄鉆井液中的生長(zhǎng)繁殖。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述的連續(xù)進(jìn)水為連續(xù)加入未經(jīng)稀釋的廢棄鉆井液。
本發(fā)明用于廢棄鉆井液處理的活性污泥培養(yǎng)方法包括活性污泥馴化培養(yǎng)步驟，此步驟添加生物固定載體，使所述活性污泥固定在生物載體上，進(jìn)一步提高微生物與廢棄鉆井液的接觸面積，增加活性污泥的耐受性，更有效的處理廢棄鉆井液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明用于廢棄鉆井液處理的活性污泥培養(yǎng)方法添加來源于廢棄鉆井液中的菌種，1)能更快的適應(yīng)鉆井液的復(fù)雜環(huán)境，大大縮短活性污泥的培養(yǎng)和馴化時(shí)間；2)比普通方法培養(yǎng)的活性污泥具有更高的抗負(fù)荷耐受力，可持續(xù)長(zhǎng)久的存在于廢水處理體系中，減少活性污泥投加量以及產(chǎn)生的人力、物力成本；3)微生物附著在生物載體上，增加了與鉆井液接觸面積，進(jìn)一步提高污泥對(duì)鉆井液的耐受力及降解。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
無機(jī)鹽培養(yǎng)基配方：K2HPO4 1.0g，MgSO4 0.5g，NH4Cl 0.5g，KNO3 0.5g，蒸餾 水1000ml，微量元素母液1ml；
其中，微量元素母液配方：MnCl2·4H2O 0.0758g，ZnCl2 0.068g，CoCl2·6H2O 0.064g，H3BO3 0.031g，Na2MoO4·2H2O 0.0117g，CuCl2·2H2O 0.067g，蒸餾水1000ml。
添加葡萄糖的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基配方：蛋白胨10g，酵母粉5g，葡萄糖10g，NaCl 10g，蒸餾水1000ml。
實(shí)施例1
本發(fā)明為一種用于廢棄鉆井液處理的活性污泥培養(yǎng)方法，其包括以下工藝步驟：
1、菌種獲得：由于廢棄鉆井液的成分復(fù)雜，為了使活性污泥更有效的耐受并處理廢棄鉆井液，需要添加特殊的菌種，最好的菌種來源是廢棄鉆井液中本來就存在的微生物，本發(fā)明通過以下兩種方法獲得菌種：
1)菌種篩選法：從待處理的廢棄鉆井液中經(jīng)過富集馴化、分離純化，獲得生長(zhǎng)良好的一些菌株，作為復(fù)合菌種，可作為活性污泥培養(yǎng)的菌種源。此法獲得的菌種可以以液體濃縮形式保藏，也可以制成干菌劑，進(jìn)一步方便保藏及運(yùn)輸。具體操作：取10ml廢棄鉆井液，加入到90ml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，20-25℃，150rpm培養(yǎng)，待培養(yǎng)基變渾濁時(shí)利用稀釋平板法將培養(yǎng)液涂布到無機(jī)鹽固體平板上，20-25℃培養(yǎng)，待長(zhǎng)出單菌落后根據(jù)菌落形態(tài)分別挑取不同的菌落，在添加葡萄糖的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得的菌種以液體濃縮形式保藏于4℃冰箱，或者制成干菌劑保存。
2)鉆井液厭氧處理法：檢測(cè)廢棄鉆井液COD值，根據(jù)COD:N:P＝100:10:1的比例，添加氮、磷，調(diào)節(jié)pH至中性，把處理過的廢棄鉆井液置于密閉儲(chǔ)存，20-25℃培養(yǎng)，肉眼可見液體上面附有一層菌膜，此菌膜即可作為活性污泥培養(yǎng)的菌種源。此法獲得的菌種可以液體形式保藏于4℃冰箱，隨用隨取。
2、活性污泥培養(yǎng)：其主要包括以下兩個(gè)步驟：
1)投加菌種：將上述步驟1中獲得的菌種投加到活性污泥培養(yǎng)體系中，進(jìn)行培養(yǎng)。活性污泥培養(yǎng)體系中加有生物載體，可以將含有微生物的活性污泥固定在載體上?；钚晕勰嗯囵B(yǎng)體系中所用的水為將廢棄鉆井液用水稀釋至COD為1000mg/L，再按照COD:N:P＝100:10:1的比例，添加氮、磷，調(diào)節(jié)pH至中性。
2)菌種馴化：逐步提高廢棄鉆井液在活性污泥培養(yǎng)體系中的濃度，使菌種逐步適應(yīng)在廢棄鉆井液中的生長(zhǎng)繁殖。
a、悶曝處理：停止所有進(jìn)、出水，用鼓風(fēng)機(jī)從活性污泥培養(yǎng)體系底部泵入微小氣泡，供給菌種生長(zhǎng)充足的氧氣，使溶解氧保持在0.5～1mg/L。
b、逐級(jí)增加廢棄鉆井液濃度：每天檢測(cè)COD濃度，當(dāng)COD降到200以下時(shí)，打開進(jìn)、出水，用廢棄鉆井液替換掉悶曝處理后10％的水，繼續(xù)悶曝；當(dāng)COD降解COD降到200以下時(shí)，用廢棄鉆井液替換掉悶曝處理后20％的水，繼續(xù)悶曝；依次類推，直到替換50％的水時(shí)，悶曝結(jié)束。
c、連續(xù)進(jìn)水：b步驟結(jié)束后，開始連續(xù)加入廢棄鉆井液，開始先按照預(yù)先設(shè)計(jì)進(jìn)水量的10％進(jìn)水，每天按預(yù)先設(shè)計(jì)進(jìn)水量的10％遞增進(jìn)水，直到達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)，本步驟中的連續(xù)進(jìn)水即為連續(xù)加入未經(jīng)稀釋的待處理的廢棄鉆井液。
d、培養(yǎng)完成：經(jīng)過1周的試運(yùn)行，COD結(jié)果穩(wěn)定，出水水質(zhì)澄清，則活性污泥培養(yǎng)成功，污水處理系統(tǒng)可正式投入使用。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，凡在本發(fā)明的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、替換、改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。