多功能菌丝球强化好氧颗粒污泥处理油气田压返液的方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能菌丝球强化好氧颗粒污泥处理油气田压返液的方法，所述方法包括以下步骤：1)接种真菌菌株，培养成熟后洗涤获得真菌孢子悬浮液；2)在培养基中接种所述真菌孢子悬浮液，培养并获得多功能菌丝球；3)在反应器中接种所述多功能菌丝球；4)将废水引入到反应器中，序批式运行所述反应器处理废水，培养并获得所述多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥；其中所述真菌包括聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种。本发明专利技术可以绿色、经济地实现油气田压返液污染物的高效去除。气田压返液污染物的高效去除。气田压返液污染物的高效去除。

【技术实现步骤摘要】
多功能菌丝球强化好氧颗粒污泥处理油气田压返液的方法


[0001]本专利技术涉及生物法污水处理
，具体涉及多功能菌丝球强化好氧颗粒污泥处理油气田压返液的方法。

技术介绍

[0002]水力压裂对油气井的增产和开发至关重要。压裂后的开采过程中，注入的压裂液会返排回地表。在某些工况下，会混入地层渗入的物质或地层水，这类废水统称为油气田压裂返排液(或称为“压返液”)。压返液中含有高浓度悬浮物及有机物(例如聚丙烯酰胺、胍胶等大分子有机物，以及芳香烃、长链烃等小分子有机物)，同时含有一定的盐离子。如果处置不当将会对生态环境和人类健康造成巨大危害。
[0003]传统的物理化学方法诸如物理吸附、化学氧化(例如电催化氧化、芬顿氧化、臭氧催化氧化)等处理页岩气采出水中的有机物时不仅成本高、能耗大，有时还会产生二次污染。相比之下，生物法处理具有成本低、环境友好等优点。然而，一般活性污泥法在面对较高盐度环境时容易发生污泥上浮等问题，并且污泥中的微生物对其中难降解有机物的降解能力有限。
[0004]一般的丝状真菌菌丝球作为载体，不具备降解有机污染物的能力，同时其盐度耐受能力也有限，无法适用于高盐度环境(例如5％盐度以上)，往往会在接种后很快地被其他微生物所替代，难以持续发挥作用，导致启动期出水不达标、颗粒污泥培养效果差等问题。并且，仅利用一般菌丝球接种策略，其对于油气田压返液中有机物去除仅依赖于活性污泥中的功能微生物，处理负荷有限，不能在高有机负荷下启动，且颗粒污泥培养前期污染物去除率低，出水不达标。例如，黑曲霉、塔宾曲霉、茎点霉、桔青霉、构巢曲霉、黄孢原毛平革菌等，并不适用于降解油气田压返液有机物。
[0005]例如，现有技术申请号为202111263435.1、题为“处理高盐废水的好氧颗粒污泥快速培养方法”，其通过前期补加糖类碳源的方法诱导菌丝球形成，加速耐盐好氧颗粒污泥启动，低成本、快速培养出耐受高盐度的好氧颗粒污泥。该现有技术通过碳源投加方式诱导菌丝球出现存在菌丝球物种重复性差的问题，同时，由于反应前期仅以污泥投加为主，难以实现油气田压返液污染物的高效去除，易出现污泥上浮、流失等问题。
[0006]目前，好氧颗粒污泥的颗粒形成慢以及启动期废水处理效果差是困扰其产业化应用的瓶颈问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，在第一方面，本专利技术的目的在于提供一种多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥。在第二方面，本专利技术的目的在于提供一种多功能菌丝球强化好氧颗粒污泥处理油气田压返液的方法。本专利技术采用多功能菌丝球接种策略，不仅具备加速培养好氧颗粒污泥的能力，该多功能菌丝球还可以耐受较宽范围盐度并且降解油气田压返液中有机物，可以实现体系启动期污染物的高效去除，并且可以在高有机负荷下启动。
[0008]本专利技术采用以下技术方案：
[0009]在第一方面，本申请提供了一种多功能菌丝球以及多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥，所述多功能菌丝球通过包括或由以下步骤1)和2)的方法制备得到，所述多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥通过包括或由以下步骤1)至4)的方法制备得到：
[0010]1)接种真菌菌株，可选地，例如将真菌菌株于固体培养基上，例如可以采用在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)斜面划线接种(多功能)真菌菌株，培养成熟后洗涤获得真菌孢子悬浮液；任选地，洗涤的方式可以采用水洗涤，优选地，所述水为去离子水、蒸馏水、双蒸水、超纯水、无菌水中的至少一种；
[0011]作为示例而并非限制，将保存(多功能)真菌菌株的甘油管从
‑
80℃冰箱中取出，采用接种环在无菌马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基斜面上划线，并将划好线的斜面置于约30℃的培养箱中培养约7天。在超净台中将斜面上的孢子洗到无菌生理盐水中制得孢子悬浮液，并采用血球计数法在显微镜下数出每毫升孢子悬浮液中的孢子数量。
[0012]2)在培养基中接种所述真菌孢子悬浮液，培养并获得多功能菌丝球；
[0013]作为示例而并非限制，将真菌孢子悬浮液接种到装有无菌培养基的摇瓶中，接种量为例如103个孢子/mL培养液。其中任选地无菌培养基由10g/L无水葡萄糖、1g/LNH4Cl、0.72g/L KH2PO4、0.5g/L MgSO4·
7H2O和30g/LNaCl组成，加去离子水定容至1L，再经灭菌后制得。将接种孢子悬浮液后的摇瓶置于摇床中，例如可以在25℃、200rpm下恒温培养144h，得到菌丝球。
[0014]3)在反应器中接种所述多功能菌丝球；例如，所述反应器为废水处理反应器；
[0015]4)将废水引入到反应器中，序批式运行所述反应器处理废水，培养并获得所述多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥；
[0016]其中所述真菌包括聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种；所述真菌由聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种组成。例如，所述真菌为聚多曲霉；可替代地，所述真菌为极细枝孢霉。
[0017]在本文中，(多功能)真菌具备降解油气田压返液中有机物的特性，同时具有可成球的特性及宽范围的盐度耐受性。
[0018]不希望受到理论的束缚，在一些可行的实施方案中，所述聚多曲霉的名称为聚多曲霉NXY1(Aspergillus sydowii NXY1)，已于2022年06月17日保藏于中国微生物菌株保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No:40215。
[0019]不希望受到理论的束缚，在一些可行的实施方案中，所述极细枝孢霉的名称为极细枝孢霉NXY8(Cladosporium tenuissimum NXY8)，已于2022年03月04日保藏于中国微生物菌株保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No:40141。
[0020]结合第一方面，在一些可行的实施方案中，所述多功能菌丝球的形态包括但不限于球形、椭球形、橄榄球形、放射状球形、不规则球形中的至少一种。
[0021]结合第一方面，在一些可行的实施方案中，所述真菌的盐度耐受能力，以氯化钠计为1g/L至100g/L，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、
98、99、100g/L，等等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值或范围同样适用。
[0022]结合第一方面，在一些可替代的实施方案中，所述真菌可耐受的盐度范围为高达10％，例如高达9％、高达8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥，其特征在于，所述多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥通过包括以下步骤的方法制备得到：1)接种真菌菌株，培养成熟后洗涤获得真菌孢子悬浮液；2)在培养基中接种所述真菌孢子悬浮液，培养并获得多功能菌丝球；3)在反应器中接种所述多功能菌丝球；4)将废水引入到反应器中，序批式运行所述反应器处理废水，培养并获得所述多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥；其中所述真菌包括聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种。2.根据权利要求1所述的多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥，其特征在于，所述聚多曲霉的名称为聚多曲霉NXY1(Aspergillus sydowii NXY1)，保藏编号为CGMCC No:40215；所述极细枝孢霉的名称为极细枝孢霉NXY8(Cladosporium tenuissimum NXY8)，保藏编号为CGMCC No:40141。3.根据权利要求1所述的多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥，其特征在于，所述多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥满足以下条件a至q中的至少一者：a.所述多功能菌丝球的形态包括球形、椭球形、橄榄球形、放射状球形、不规则球形中的至少一种；b.所述真菌的盐度耐受能力，以氯化钠计为1g/L至100g/L；c.所述真菌的盐度耐受能力，以电导率计为2mS/cm至170mS/cm；d.步骤2)中，所述培养基为液体培养基；e.步骤2)中，所述培养基含有5g/L至80g/L葡萄糖、0.5g/L至8g/LNH4Cl、0.3g/L至6g/L KH2PO4、0.25g/L至4g/L MgSO4·
7H2O、0g/L至80g/LNaCl；f.步骤2)中，所述培养基含有5g/L至80g/L葡萄糖、0.5g/L至8g/LNH4Cl、0.3g/L至6g/L KH2PO4、0.25g/L至4g/L MgSO4·
7H2O、0g/L至80g/LNaCl，加水定容至1L；g.步骤2)中，所述培养基经过高压灭菌；h.步骤2)中，真菌孢子的接种量为1
×
102至1
×
107个孢子/mL培养基；i.步骤2)中，真菌孢子的接种量为1
×
102至1
×
107个孢子/g培养基；j.步骤2)中，所述多功能菌丝球的培养条件为15℃至35℃下培养；k.步骤2)中，所述多功能菌丝球的培养条件为60rpm至400rpm下培养；l.步骤2)中，所述多功能菌丝球的培养条件为恒温培养20h至240h；m.步骤3)中，所述多功能菌丝球的接种量为0.1g/L至10g/L；n.步骤3)中，在反应器中接种所述多功能菌丝球和活性污泥；接种所述活性污泥与多功能菌丝球的质量比为0至90：1；o.步骤4)中，所述序批式运行的过程包括进水、曝气、静置沉降、出水和闲置阶段；p.步骤4)中，所述废水为油气田压返液，所述油气田压返液的来源包括油田压返液、天然气田采出水、页岩气压返液、页岩气采出水、致密气采出水中的至少一种；q.步骤4)中，所述废水为油气田压返液，所述油气田压返液中包含聚丙烯酰胺、瓜胶、异丙醇、乙二醇、碳氢化合物、杂环化合物、苯酚、苯胺、石油及其衍生物中的至少一种；任选地，所述碳氢化合物包含多环芳烃、烷基苯、脂肪族碳氢化合物及其衍生物中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的多功能菌丝球强化型好氧颗粒污泥，其特征在于，
步骤4)中，序批式运行满足以下条件a至g中的至少一者：a.序批式运行的每个运行周期的总时间为1h至24h；b.序批式运行时反应体系的pH维持在5至9；c.序批式运行时的反应温度维持在15℃至35℃；d.序批式运行时每周期体积交换率维持在30％至80％；e.在序批式运行的曝气阶段，空气由底部进入，表观气速维持在0.1cm/s至4.5cm/s，溶解氧浓度控制在2mg/L至10mg/L；f.序批式运行时静置沉降阶段的时间范围是0.1min至30min；g.序批式运行时反应体系的有机负荷范围为0.3kg COD/(m3·
天)至25kg COD/(m3·...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩昫身，金艳，于建国，
申请(专利权)人：苏州聚智同创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：