通过生物反应器的液体废油生物修复:一个案例研究
Hasmawaty1*
1Bina Darma大学工业工程系,印尼巨港30137。
通讯作者电子邮件:hasmawaty@binadarma.ac.id.
DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.11.3.04
本文阐述了废油的生物修复过程,并建立了微生物反应速率动力学模型。样本取自印度尼西亚南苏门答腊岛Prabumulih石油和天然气公司的废液。使用佐贝尔培养基的分离过程,从该组中产生十种细菌citrobacter sp.,micrococcaceaekbon.,黄酮杆菌SP..These bacteria’s is used in wastewater treatment bioreactor which have characteristic as follow: operate semi-continuously, using aeration column that contain polyurethane foam, variation of air discharge is 2 and 6 ml/sec, volume waste variation is 5 and 10 liters, 10 liters’ isolate, KNO3.(640克)和k2HPO4(10克)作为营养。结果表明,当生物修复过程含有10升的液体废物,10升的分离物和6毫升/秒空气放电时,它可以降低pH,比重,BOD水平和废物的最终重量。修复过程也增加了微生物,脂肪油的数量。微生物最大生产率为59.50,3.25时饱和浓度(Ks),其斜率为0.43。动力学方程模型可以配制为μ= 0.43 / s / 3.25 + s。
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Hasmawaty。利用生物反应器对废油进行生物修复的实例研究。Curr World Environ 2016;11(3)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.11.3.04
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文章出版历史
已收到: | 2016-11-03 |
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接受: | 2016-12-07 |
介绍
印尼是石油生产国和消费国之一。2014年,印尼石油产量达到2.987.8亿桶。1印度尼西亚的石油井在陆地和海洋上的几个地区传播。在南苏门答腊省,其中一个有油井的地区是Prabumulih Municipality。在这个城市,石油钻探活动在20世纪50年代开始,佩特蒙的印度尼西亚政府,直到今天。2016年,Prabumulih的原油产量每年达到897.350桶。2由于钻探活动和原油加工的存在,Prabumulih地区极易受到废水造成的环境污染。废液可以从残留的钻井泥浆、油滴和地层水中产生。这一事件不仅扰乱了以农民橡胶为主的居民的活动,而且有可能使环境质量恶化。
含高分子量脂肪族和芳香烃化合物的石油废液。在水生环境中,废油液会导致氧气扩散到水中。在陆地环境中,液体废油会导致植物根系吸收营养物质的过程延迟。因此,废油液可以覆盖在土壤表面以下的根系表面。然而,液体废油可能会在使石油碳氢化合物作为食物和能源来源的地方产生微生物污染。换句话说,废油污染的环境为克服石油废水造成的环境污染提供了自然补救。这个过程通常被称为生物修复。
生物修复可以定义为使用生物体,特别是微生物来降低污染物和恢复环境质量的策略,技术,方法和方法。3 - 5它是生物技术的一部分,代表了生物学、计算机科学、化学、物理和工程的融合。这些组成部分的技术协同工作,它们各自都在迅速发展。生物技术是成功实现可持续性目标所需的一个重要组成部分。副产品/废物产生的“增值”产品和利用生物技术原理的新技术代表着存在重大机会的领域。6生物修复可以从工业加工中清除土壤,水,空气和材料的不需要物质。7
为了创造遗传操纵的微生物,需要理解负责生物降解的生物降解的代谢途径,并且必须详细克隆和分析编码适当酶的基因8生物修复过程的优化通常需要添加无机材料(生物刺激),如可利用的氮、磷和氧来源。9在生物刺激中,将营养物质注入地下以刺激和增强微生物的生长。注入的营养物质,如氮和磷,对微生物的生长和活动是必不可少的。10
有几种常用的技术,大致分为非原位法和原位法。迁地技术通常涉及在现场或偏远地点建造窗户或生物桩。原位技术不那么突兀,涉及的土方工程要少得多,但也需要较长的处理时间,而且与非原位技术相比缺乏控制。11基于分子生物学和过程工程的进步,新的生物修复方法正在出现。生物修复仍然是加工生物废物的有利方法,避免微生物发病机制。生物修复也可能在浓缩金属和放射性物质方面发挥着越来越大的作用,以避免毒性或回收金属以进行再利用。12
生物修复仍然是一个热门的相关课题,激发了大量的重要研究。13它可以清除土壤中的不需要的物质14-17和水。18-21该研究旨在为生物修复提供科学讨论,特别是在石油废水处理的部门。
方法
该研究分两个阶段进行:样品分离(分离、纯化、筛选、复生菌株培养和生产混合培养)和连续半批工艺的生物修复。我们采用完全随机设计作为研究设计。它由两个因子处理组成:石油废液的体积(R1=在培养基中加入5升的液体废物;R.2=加10升废液,加100升中等),曝气时排出空气(Q1= 2升/秒;问2= 6升/秒)。治疗组合的总数是四个单位,每个单元将重复两次,以便它产生八个实验。我们从玻璃中制作生物反应器,并组成两个盒子。第一个盒子尺寸为40 x 40 x 80厘米。3.在第一个盒子里,我们放了第二个尺寸为28 × 28 × 40厘米的盒子3.(见图1)。我们用搅拌速度达到120转/分的连续半批工艺处理这个生物反应器。
|
注意:A(空气泵),B(流量计),C(废物,营养和隔离Aquades),D(电机)和E(搅拌器)
我们测量几种变量,如降低pH中等,比重,BOD,废物的最终重量,增加废物溶解度,并做。我们从Pertamina拥有的废物容器中收集液体废物样品,位于Prabumulih Municipality。对于隔离样品,我们借用Microbijaya大学数学和自然科学学院微生物学实验室借用实验室的实验室。虽然在化学,化学工程,Sriwijaya Polytechnic,Palembang的实验室进行了生物修复过程。分析的最终结果将与环境质量标准(BML)进行比较,安排在南苏门答腊调度规定18/2005液体废物标准质量上(见表1)。
表1:油液体废物的标准质量
没有 |
范围 |
单位 |
标准类型质量 |
|
我 |
II |
|||
1 |
pH值 |
单位 |
6 - 9 |
6 - 9 |
2 |
生化需氧量5 |
Mg / L. |
50. |
150. |
3. |
鳕鱼 |
Mg / L. |
One hundred. |
300 |
结果
在第一步(隔离过程),我们得到十细菌和标签,B, C, D, E, F, G, H, I, j .都是杆菌,革兰氏阴性,不孢子,能增长中含有石油浪费(参见图2)。它们的一部分citrobacter sp.,micrococcaceaekbon.,黄芪.加入KNO3.和K2HPO4同时将降低比重的值和废物的最终重量。生物修复过程中的通气极大地影响细菌代谢与降解烃的混合培养的有效性。通过降低pH培养基,比重,废物的最终重量和BOD的值来表示。对于pH和BOD值,我们的数据显示,它们低于由South Sumatra Lonegation Nugation第18/2005号标准质量为液体废物的标准质量的阈值。与此同时,它增加了溶解度废物,微生物和脂肪油的数量。
|
如表2所示,第二次处理(R2和问2)对微生物生长产生更好的影响(p米= X.米/ t米)与第一次治疗相比(R1和问1)。例如,当我们将底物从五升升至10升时,微生物生产率从57.5增加到59.5。换句话说,当提供氧气是适当的时,微生物生长速率的速度和加速度更好。基于3.25的饱和系数(Ks),其斜率为0.43,可以将用于生物化方法的动力学方程模型配制为μ= 0.43 s / 3.25 + s。
表2:微生物生产率
问2毫升/秒 |
|||||
5(升) |
10(升) |
||||
X米 |
T米 |
P米 |
X米 |
T米 |
P米 |
1.87 |
10 |
18.7 |
3.50 |
10 |
35.0 |
问6毫升/秒 |
|||||
5(升) |
10(升) |
||||
X米 |
T米 |
P米 |
X米 |
T米 |
P米 |
5.75 |
10 |
57.5 |
5.95 |
10 |
59.5 |
讨论
本研究的结果加强了对生物修复的研究中的前几个介词,即:第一的,环境污染,尤其是衍生自石油加工的人,可以通过鉴定和最大化本土细菌来解决。第二个,适当比例的营养物质的使用可以优化生物修复过程。未来生物修复的研究不应仅仅局限于识别降解石油废弃物能力最强的细菌类型。然而,它需要指导确定生物修复后发生的化合物类型,分析更喜欢使用直链烃或环状的微生物,并通过毒性测试进行验证。
确认
该研究由南苏门答腊省研究、发展和区域创新中心(BALITBANGNOVDA)资助,合同号为500。a/kptsbalitbangda/2013, 2013年7月7日。本文的部分内容已于2013年12月18日在巨港市BALITBANGNOVDA组织的“南苏门答腊岛工业开发区潜力评估”研讨会上发表。研究人员要感谢所有帮助这项研究的人。
参考
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