摘要：石油开采废水中高含盐量较高，盐量对耐盐微生物无明显抑制作用。结合物化预处理方法，用菌群组合高渗透压对微生物生长不利。有针对性地筛选驯化耐盐高效细菌群，高含对石油开采废水进行生物降解，高盐石油开采废水中COD去除率大约为90%，处理后水达到国家二级排放标准。

关键词： 高含盐 石油开采废水 微生物 生物降解 达标排放

石油的开采过程会产生大量的含油废水，平均每作业一口井，落地原油可达1t；每生产1t原油，需注入9t水。石油烃中含有多种有毒物质，其毒性按烷烃，环烷烃和芳香烃的顺序逐渐增加。石油进入水环境后，会对动物，水生生物和人类等产生严重的危害[1]。油田生产中经常发生原油落地以及漏油现象，造成大量的石油进入地表土壤，从而产生环境污染[2-4]。石油开采废水组成复杂，含盐量高，难降解物质浓度高，是难处理的工业废水。废水中无机盐含量过高，使渗透压升高。在高渗溶液中，微生物体内水分子大量渗到体外，使细胞发生质壁分离[5]，导致无法正常代谢，无法存活。由于不同微生物对渗透压的调节能力不同，因此通过有针对性地筛选驯化过程，培养出能适应高渗透压的微生物，来对石油开采废水进行生物降解。有机污染的生物降解主要依靠异养微生物自身的新陈代谢[6]。

由于实验能力有限，我们引用某学者的一组实验[7]来阐述：

1 试验条件与方法[7]

1.1 试验分析方法

细菌数的测定：采用血球计数板计数和平板统计菌落数；pH值测定：玻璃电极法；石油类含量：非分散红外法；矿化度测定：重量法；氯离子测定：铬酸钾指示剂滴定法；生物需氧量测定(BOD5)：5日生化法；化学需氧量(COD)测定：(1)当水样氯离子浓度mg/L/稀释倍数(A)<1000mg/L且水样COD/稀释倍数(A)>50mg/L时采用GB11914-89方法测定；(2)当水样氯离子浓度mg/L/稀释倍数(A)<1000mg/L且水样COD/稀释倍数(A)≤50mg/L时采用密封消解法测定[8]。

1.2 废水来源大港油田

化学需氧量(COD)：4.01×103mg/L；石油类135.5mg/L；矿化度：3.6×104mg/L；氯离子含量：23000mg/；生物需氧量(BOD5)：2.04×103mg/L。

通过检测可以看出12#井废水属于高色度、高矿化度、高COD、高BOD、高石油类含量的开采废水。BOD/COD的比例约50%，可初步定为可部分生化降解废水。如此高的含盐量及有机物浓度对微生物有较强的抑制作用，大大降低微生物的降解效率，因而拟采用物化前处理方法去除部分有机物后再进行生物处理的复合处理工艺路线。

2 高含盐石油开采废水的前处理

通过絮凝法可以降低污水的浊度和色度，去除多种高分子物质，有机物，某些重金属毒物和放射性物质等，混凝剂主要为硫酸铝[9]。通过对不同前处理方法的筛选和优化并从实际工程处理考虑，采用前处理方法为12#井废水调pH7.5~8.2后加入0.3%硫酸铝絮凝。处理后，处理液pH6.0，颜色淡黄色，透明，COD由原水的3800mg/L降至2360mg/L[9]。

3 筛选、驯化微生物

油田井下作业废水有机物组成十分复杂，以酚类、碳氢烃类等有机物为主[10]。目前，国内外都在根据油田当地土壤的特征进行微生物处理[11，12]，因此有针对性地从长期被石油开采及炼油废水污染的土壤底泥及深井油泥中筛选菌种，进行分离培养。

3.1 耐盐性菌种的筛选及驯化

12#井石油开采废水含盐量较高，抑制微生物的生长，因此在菌种筛选过程中需进行菌种耐盐驯化。在筛选、驯化培养基中加入氯化钠溶液，浓度由低到高逐步加入，将筛选出的菌种在氯化钠浓度为2%～10%的培养基内培养，观察生长情况。

单株兼性氧菌驯化结果见图1，单株好氧菌驯化结果见图2。

由图1可见FY-1、FY-2、 FY-3菌种可以耐受的NaCl浓度分别为7%、7%、10%，FY-4耐受NaCl浓度小于2%。因此选择FY-1、FY-2、FY-3为试验用兼性厌氧菌种。

由图2可见F1、F2、F3、F4、F5可以耐受的NaCl浓度为分别为10%、2%、5%、5%、2%，F6、F7耐受NaCl浓度小于2%。因此选择F1、F2、F3、F4、F5为试验用好氧菌种。

3.2 单株菌对废水COD的去除作用

分别将已筛选、驯化的耐盐性及降解效率好的初筛菌液，置于前处理后废水中，废水处理前COD：2360mg/LpH：7.2颜色：++++。F1～F5号菌种进行好氧培养，12h，30℃。FY1～FY3号兼性厌氧菌采用静止深层培养法，30℃，12h。单株菌处理废水结果见表1。

表1　单株菌降解废水COD测定结果[7]

由结果可看出，好氧菌具有较好的，F2、F3号菌株COD去除效果最好， COD去除率82.6%、80.9%。兼性厌氧菌COD去除效果较差，但除色度的效果较好。

3.3 复合菌对废水的COD去除作用

各菌种之间可能存在共生与协同关系，好氧菌较好的COD去除效果可以与兼性厌养菌较好的除色度效果相结合。采用组合方式将上述8种菌种组合使用；兼性厌氧菌与好氧菌串联处理的。

3.3.1 F1～F5号好氧菌组合处理试验

分别将组合菌液置于前处理后废水中，废水处理前COD：2360mg/LpH：7.2   颜色：

++++。对F1～F5号组合菌进行好氧培养，12h，30℃。试验结果见表2。

表2　F1～F5号好氧菌株组合后对COD去除效果[7]

由表2可看出F2+F3+F4+F5的组合COD去除率最好(90.4%)。

3.3.2 FY1~FY3号兼性厌氧菌组合处理试验

分别将组合菌液置于前处理后废水中，废水处理前COD：2360mg/L；pH：7.2；颜色：++++。对FY1~FY3号组合菌进行兼性厌氧培养，12h，30℃。试验结果FY1~FY3号兼性厌氧菌株组合后对COD去除效果见表3。

表3　FY1~FY3号兼性厌氧菌株组合后对COD去除效果[7]

由表3看出，FY1、FY2、FY3菌种经组合后，其COD降解率与单株菌种基本相同但其色度去除效果较明显。其中FY1+FY2+FY3菌组合COD降解率最高，为58%，色度去除效果也较好。

3.3.3兼性厌氧组合处理串联好氧菌组合处理试验

由表2和表3可知：FY1+FY2+FY3和F2+F3+F4+F5的组合效果最好，故先将经过前处理后的废水采用FY1+FY2+FY3组合菌处理与F2+F3+F4+F5组合菌处理串联。经FY1+FY2+FY3兼性厌氧组合菌进行处理后废水COD降为1009mg/L，pH：7.5，颜色：+，COD去除率57.2%。串联F2+F3+F4+F5处理结果：

COD 100mg/l，ph 7.0，色度+，去除率 90.1%。[7]

以上实验证明，兼性厌氧处理废水COD去除率较低，但颜色取出效果较好，所以将厌氧处理置于好氧处理之前，即先经FY1+FY2+FY3处理后再经F2+F3+F4+F5处理，停留时间为12h。处理后废水的COD浓度为150mg/L以下，达到二级排放标准。

4 结论

石油开采工业产生的大量的石油废水对其周围的水体土壤产生严重的污染，严重危害其周围的动植物正常的生长，同时严重危害人类正常的活动和工农业生产。所以，应将石油废水在排放之前进行处理达到排放标准。

对石油废水进行生物降解，处理效果比较好。在进行生物降解之前，对废水进行预处理（如物理方法和化学方法），去掉高分子物质﹑有机物﹑某些重金属毒物和放射性物质，从而促使更有效的生物降解。根据当地油田的实际情况，从油田开采及炼油废水污染的土壤底泥及深井油泥中筛选菌种，进行驯化，筛选出能够在石油废水中正常生存的菌种。对特定的石油开采废水，用相应的菌种来进行生物降解。由以上实验看出，结合物化前处理方法，用耐盐的兼性厌氧菌种和好氧生物菌种组合进行高盐石油废水处理，色度去除效果明显，COD总去除率较高，处理后废水达到国家二级排放标准。

总之，生物降解方法是一种有效的废水处理方法，将生物降解方法应用于石油废水处理。根据不同情况，筛选和驯化合适的菌种，对特定的石油废水进行有效的生物降解，处理效果明显。

参考文献

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[7] 魏呐,复合高效微生物处理高含盐石油开采废水,中国水协设备网. http://www.water-plant.com/jishubolan/zi.asp?id=7250&db=pub_info&InfoClassID_root=58&InfoClassID=86&InfoClass=576

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[11]Scherrer D. Biodegradation of Crude Oil in Experimentally Polluted Clayey and Sandy Mangrove, Soil Oil & Chem, Pollut, 1990,6: 163-170.

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