可降解碳氢化合物的富含噬油菌的纤维体制造技术

本发明专利技术涉及一种可降解碳氢化合物的富含噬油菌的纤维体。主要特征是纤维体经初加工后进行酸化处理和碱中和处理，然后在其内添加噬油菌混合培养物，并对添加噬油菌的纤维体进行发酵处理，然后进行再中和处理并同时添加营养元素，最后制成成品。本发明专利技术具有对石油类污染物的高效吸附性能，而且能够为土壤中噬油菌的生长提供平衡的营养元素，完全具备了清除土壤或水中碳氢化合物污染的必要条件，因此非常有效和使用方便。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有微生物的具有高效吸附性能的纤维体，尤其是一种可降解碳氢化合物的富含噬油菌的纤维体。
技术介绍
我国是一个石油大国，陆上油气田普遍存在石油落地的污染现象；石油类碳氢化合物在管道输送、水路和陆路运输及贮藏等过程中意外造成的泄漏也经常发生。石油类污染已成为影响环境的一大污染源，这些污染严重地侵害了土壤、水源和水产资源，导致生态环境恶化。因此，快速、有效的清理石油类碳氢化合物溅落、泄漏造成的污染，对于保护环境，减少经济损失有重大意义。开发和利用噬油菌，对石油类碳氢化合物的污染进行生物降解，是一种适合于大规模应用的方法，这种方法实际操作过程简便、经济安全，能够有效地实现自然生态环境的和谐与生态再循环。石油所含成分比较复杂，可看作是各种油类的总成，主要由饱和烃、芳香烃、脂肪醇、沥青等碳氢化合物组成，因此对石油的降解是由多种噬烃类菌一噬油菌协同进行的。这些降解石油碳氢化合物的噬油菌在石油污染的土壤、水体等自然环境中普遍存在，但因含量低(一般为细菌总数的0.13-0.5％，低于104CFu/克土壤)，生长营养基础不全面，限制了这些微生物的生长代谢，造成油类污染的自然降解过程缓慢。另外石油对土壤及水体的污染具有渗透性或扩散性的特点，因此对油类污染的生物降解治理需二步进行，首先要用高效吸附性材料将油类污染物吸附在其中，防止污染物的扩散；然后再由噬油菌加以生物降解。通过检索，美国专利(专利号为5609667)公开了一种治理受石油污染的土壤的方法，其采用的方式是利用纤维体的吸附性能吸附石油污染物，然后利用纤维体自身含有的以及土壤中固有的噬油菌进行石油污染物的降解。该方法虽然能够有效地吸附和固定石油污染物，防止其扩散和渗透，但对石油污染物的降解主要依赖于自然存在的噬油菌。由于自然存在的噬油菌数量比较少，不足以在短期内有效地大量增加土壤中噬油菌的数量，因此对石油碳氢化合物的降解效果不理想。其主要特征是1.来源于农作物的纤维体，如棉花籽、棉花绒、花生壳、稻谷壳、玉米壳、大豆类等，并通过硫酸进行处理，处理后纤维体含酸量为3～8％，再用氨水进行中和，使纤维体的pH为3～9，通过通入氧气进行氧化处理；可以使用磷酸、硝酸或盐酸代替硫酸，如果使用盐酸，需要采用磷酸铵或硫酸铵来代替氨水中和；处理后的纤维体含有氮、硫、磷等基本养分，其中硫酸铵的比例为3～8％；成品为粉末状颗粒，颗粒的总表面积与表观表面积比大于1.0，能够吸附水和碳氢化合物；并且含有水的该纤维体，在水和碳氢化合物同时存在的条件下，可以释放水并优先吸附碳氢化合物。2.通过对土壤进行翻耕，使该产品掺入土壤。3.需加湿土壤。4.保持一段时间为60天，以吸附碳氢化合物。通过检索发现，一些相关技术采用的方式或者是偏重于对某一种碳氢化合物的降解，或者是偏重于改善被污染土壤的营养状况或供氧状况以利于土壤中天然存在的噬油菌生长，或者是偏重于吸附材料的使用，以提高对石油污染物扩散和渗透的防止。这种方法不能有效地同时解决石油污染物的吸附和固定、土壤中噬油菌数量的提高、以及噬油菌在土壤中生长的营养平衡等问题，因此实际使用效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种富含噬油菌的纤维体，该纤维体具有可降解碳氢化合物的属性，能有效地吸附和固定土壤、水中的石油碳氢化合物，能够增加土壤中噬油菌的数量，能够为土壤中噬油菌的快速生长和大量繁殖提供营养元素，具有快速有效地消除石油碳氢化合物污染的作用。本专利技术的内容如下对具有良好的亲油性的天然纤维体，如亚麻籽、棉花籽、花生壳、葵花子壳、稻谷壳、玉米核、大豆类，以及稻麦秸秆、芦苇秸秆、棉花秸秆等植物的纤维体，经初加工成粒径为1.0～5.0毫米的颗粒后，采用浓度在2-12％磷酸、硫酸、硝酸、盐酸等稀酸进行酸化处理，处理方式为酸浸泡或喷雾，使得纤维体的pH值在1-5之间，纤维体要在酸性条件下维持2小时～24小时，酸化处理后的纤维体，其含水量为60～80％、残留酸的含量在2％～7％之间，pH值在1-5之间，对纤维体的酸性中和处理采用pH值在8～11之间的氨水、磷酸铵或碳酸铵，中和后的pH值为5-8；在酸性中和处理的同时，向该纤维体内以无机盐的形式添加的营养元素为磷、硫元素。之后在纤维体内添加如革兰氏阴性好氧菌等噬油菌混合培养物(含量在108～1011CFu/毫升)，纤维体的发酵在接入噬油菌混合培养物后开始，接入量为0.5％～5％，在保持温度为25℃～45℃、湿度为80％～90％的环境条件下，通风或通氧气，发酵2～6天，发酵结束后，纤维体中噬油菌的含量在106～108CFu/克纤维体，发酵后的纤维体用酸、碱或无机盐进行pH值和营养的平衡调节，应保持pH值为6～8。发酵后的纤维体通过减压干燥降低湿度，干燥温度在50℃～80℃之间；经粉碎后制成最终成品；成品为粉末状颗粒，颗粒总表面积与表观表面积比大于1.5，含水量低于20％，噬油菌的含量为106～109CFu/克纤维体。本专利技术的优点和积极效果是将这种富含噬油菌的纤维素添加到被碳氢化合物污染的土壤或水中，具有增加土壤或水体中噬油菌含量的作用。增加噬油菌在被碳氢化合物污染的土壤中的数量，是加速碳氢化合物降解的必要条件之一。天然纤维素经过酸化处理后，对碳氢化合物等油类物质有强烈的吸附性能，吸附容量远远超过一般材料。由于这种特性，使这种纤维在土壤中能够聚集和固定碳氢化合物，既可以阻止碳氢化合物在土壤中的渗透和扩散，又可以促进噬油菌对碳氢化合物的降解，是清除土壤或水体中碳氢化合物污染不可缺少的重要因素。在对纤维素进行酸化的处理过程中，使用浓度在2-12％的稀酸，如磷酸、硫酸、硝酸及盐酸等，酸化后的纤维素经过滤或压榨处理，应含有了2％～7％的残留酸，含水量为60％～80％。纤维体中的酸用氨或铵盐中和后形成的新的铵盐正好用作噬油菌生长的氮源。因为在石油污染的土壤中，主要缺乏的营养要素就是氮源。这种经酸化及氨中和处理的纤维素pH应在6～8之间。在这种纤维体中接入含有多种噬油菌的混合培养物，在20℃～45℃温度下，保持80％～90％的环境湿度，通气发酵2～6天，使噬油菌增殖，数量达到106～108CFU/克纤维体。噬油菌混合培养物来源于石油污染的土壤，经以石油碳氢化合物作唯一碳源的富集培养基富集培养后，在平面培养基上分离噬油菌的单菌落；这样得到的噬油菌主要是一些革兰氏阴性的好氧菌，也包括一些革兰氏阳性的好氧菌。分离得到的多种噬油菌，分别进行液体培养，然后合在一起进行混合培养，得到的混合培养物含有108～1011CFu/毫升，作为纤维体发酵的接种物。经过适当处理加工后的纤维素作为噬油菌的载体，经发酵后含有丰富的噬油菌，同时又具有对石油类污染物的高效吸附性能，而且能够为土壤中噬油菌的生长提供平衡的营养元素。这种纤维体的产品，完全具备了清除土壤或水中碳氢化合物污染的必要条件，因此非常有效和使用方便。优选实施方案的具体实施方式本专利技术介绍两种实施例如下第一实施例选用的纤维体为亲油性作物——亚麻籽作为噬油菌的载体；酸化处理选用的酸为硫酸；酸性中和处理选用的是氨水；选用的添加营养元素为磷元素；选用的噬油菌为含有多种革兰氏阴性好氧菌的混合培养物，主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇杆菌属(Sph本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解碳氢化合物的富含噬油菌的纤维体，其特征在于：纤维体经初加工后进行酸化处理和碱中和处理，然后在其内添加噬油菌混合培养物，并对添加噬油菌的纤维体进行发酵处理，然后进行再中和处理并同时添加营养元素，最后制成成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：班睿，张旭辉，
申请(专利权)人：张旭辉，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]