1. 引言
含油污泥是指在原油开采、集输、炼制等过程中产生的大量含油固体废物，含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。含油污泥常用的处理方法有焚烧法、溶剂萃取法、生物法、焦化法、注水井调剖、含油污泥综合利用等。苏洪敏等 [1] 分析了超声波对污泥粒径、脱水性能和厌氧消化的影响。但超声波功率过大，处理时间太长，可能会改变污泥的内部结构，增加污泥黏度，使污泥脱水性能变差。王鹏等 [2] 从污泥的种类、固化剂种类、主要技术指标、关键影响因素及固化/稳定化机理等进行研究和总结，但固化后的污泥堆放占用了大面积土地，造成了资金的浪费，且加入有机固化剂可能带来二次污染。舒政等 [3] 总结了在国内油田开展的含油污泥调剖技术，该技术为含油污泥的无害化处理与资源化利用开辟了新途径，同时也为油田综合治理、降低生产成本提供了可靠的技术支撑。但由于污泥调剖剂封堵强度较低、粒径分布较窄，限制了在不同渗透率油藏中的应用。笔者利用微生物降解技术对含油污泥进行有效处理，可大规模、短周期、无害化治理，试验效果较为可靠。
2. 室内菌种培养及筛选
2.1. 污油微生物含量分析
通过取样分析，检测了污油泥池内微生物的含量、速效氮、磷、钾、pH值、水分、总石油烃的质量浓度(表1)。通过分析可知，被污染的土壤中微生物含量极低，速效氮、磷、钾含量为0，说明土壤极度的贫瘠。
Table 1. The analysis of microbial content in oily sludges
表1. 污油微生物含量分析
2.2. 菌种培养
将采集的3个土样(标号为A、B、C)分别取5 g加入到50 mL以石油烃为唯一碳源的无机盐中，在30℃、150 r/min的条件下，恒温培养4 d后取1 mL培养液至原油无机盐培养基中，继续培养5 d，重复3~4次，吸取培养液在加富培养基平板上涂布，挑取单菌划线分离，将纯化后的单菌在斜面培养基划线保存，得到43株石油降解菌CQ-Y-01~CQ-Y-43及17株多环芳烃降解菌CQ-F-44~CQ-F-60。
2.3. 降解率试验
向6个10 mL容量瓶中分别加入0、0.5、1、2、3、4 mL的标准油溶液，用石油醚(60℃)稀释至标线。将制得的标液在紫外分光光度225 nm处测定其吸光度(图1)。
Figure 1. The curve of absorbance changing with oil mass concentration
图1. 吸光度随原有质量浓度变化的曲线
将需要检验的石油烃降解菌株接种到50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基摇瓶中，在恒温30℃下培养24 h，采用磷酸缓冲液对其进行3次洗涤，添加无菌水混合均匀配制成一定浓度的菌悬液，取菌悬液培养制得种子液。以5%的菌液量接入到定量原油无机盐培养基中，在30℃、120 r/min条件下分别培养7、14、21 d，培养完成后用石油醚完全萃取培养基中未被降解的石油烃，测其吸光度。
根据试验结果，筛选出31株高效降解菌，其中原油降解菌23株、多环芳烃降解菌8株。单菌7d降解率在18%~26%，14 d降解率达到24%~45%。
2.4. 16S rDNA鉴定试验
以CQ-Y-22为例，将CQ-Y-22菌株的基因组DNA作为模板，利用细菌16S rDNA扩增通用引物进行PCR扩增，获得一条长度约为1400 bp的基因片段。
由图2可以看出，PCR扩增产物在1.4 kb处有特异性条带，与预先估计的扩增产物长度一致。根据PCR产物测序结果，将基因序列通过Blast在Genback/EMBL/DDBJ中进行相似性分析，发现CQ-Y-22菌株与不动杆菌属sp.S248 (HQ704716.1)的核苷酸序列同源性达到99%，采用MEGA4.1软件包中的Neighbor-joining方法构建了系统发育树 [4] [5] 。结果显示CQ-Y-22菌株与不动杆菌属sp.S248 (HQ704716.1)具有相隔最近的亲缘关系，结合菌落的形态对比初步鉴定CQ-Y-22为不动杆菌属细菌。
Figure 2. 16s rDNA PCR amplification electrophoresis of CQ-Y-22 strain
图2. CQ-Y-22菌株16S rDNA PCR扩增电泳图
经16SrDNA测序鉴定，CQ-Y-02、CQ-Y-25、CQ-Y-28、CQ-Y-29、CQ-Y-37、CQ-Y-43为芽孢杆菌属，CQ-Y-07、CQ-Y-13、CQ-Y-15、CQ-Y-31、CQ-Y-39为假单胞菌属，CQ-Y-10、CQ-Y-05、CQ-Y-09为微杆菌属，CQ-Y-33、CQ-Y-01、CQ-Y-03为酵母菌属，CQ-Y-22 、CQ-Y-11、CQ-Y-16、CQ-Y-18为不动杆菌属，CQ-Y-23、CQ-Y-40为黄杆菌属，CQ-F-46、CQ-F-52、CQ-F-47为分枝杆菌属，CQ-F-48、CQ-F-51、CQ-F-55为红球菌属，CQ-F-44、CQ-F-60为类芽孢杆菌属。其中CQ-Y-10、CQ-Y-13、CQ-Y-31、CQ-Y-39降解菌能使原油变成细小油滴。图3为CQ-Y-10降解菌对原油作用的照片。可以看出，CQ-Y-10降解菌使原油分散成小油滴悬浮于培养基液面上，说明这4株菌能产生表面活性剂。
Figure 3. The effect of CQ-Y-10 degradation bacteria on the dispersion of crude oil
图3. CQ-Y-10降解菌对原油的分散作用
3. 现场试验及评价
利用筛选出的微生物菌种，对现场500 t含油污泥进行了处理。其中，含油率大于10%的油泥采用机械清洗+微生物降解，含油率小于10%的油泥直接采用微生物降解。
3.1. 对含油率大于10%油泥的处理
采集3个土样。测得其中1#土样含油率18.6%、2#土样含油率15.2%、3#土样含油率17.4%。首先对170 t含油率大于10%油泥进行了机械清洗，主要包括：油泥清洗、浮油收集、压滤机压滤、油泥晾晒等过程；然后加入微生物菌种。测试结果如表2所示，含油率都下降到5%以下。
Table 2. The cleaning effect of sludge with oil content over 10%
表2. 含油率大于10%的油泥清洗效果
3.2. 对含油率小于10%油泥的处理
将170 t清洗后的油泥和330 t含油率小于10%油泥进行混合生物堆的堆建处理。每两周补充一次营养，确保碳氮磷质量比例为100:10:1，含水率控制在40%~60%之间，大棚温度控制在20~40℃之间。微生物降解检测结果见表3，可以看出，利用微生物降解后含油率从6.3%下降到0.26%。
Table 3. The results of microbial degradation test
表3. 微生物降解检测结果
4. 结论
1) 通过检测污油泥池内微生物的含量、速效氮、磷、钾、pH值、水分、总石油烃的质量浓度。可知该检测土壤极度的贫瘠。
2) 通过降解率试验，筛选出31株高效降解菌，其中原油降解菌23株、多环芳烃降解菌8株。单菌7 d降解率在18%~26%，14 d降解率达到24%~45%。
3) 通过细菌16S rDNA试验检测出CQ-Y-10、CQ-Y-13、CQ-Y-31、CQ-Y-39降解菌能产生表面活性剂，使原油变成细小油滴。
4) 对现场500 t含油污泥进行了处理。其中含油率大于10%的油泥采用机械清洗 + 微生物降解，含油率下降到5%以下；含油率小于10%的油泥直接采用微生物降解，含油率从6.3%下降到0.26%。