本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠有效降解廢潤滑油的燕麥?zhǔn)人峋坝猛尽?/p>

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加快，潤滑油的需求量和廢潤滑油產(chǎn)生量不斷增加。鑒于全球能源緊張和嚴(yán)格的環(huán)保要求，廢舊潤滑油必須得到再生回用，催生了廢潤滑油再生處置行業(yè)的蓬勃發(fā)展。廢潤滑油的再生處置經(jīng)歷了硫酸-白土、常減壓蒸餾、溶劑精制、分子蒸餾等技術(shù)工藝的發(fā)展，這些工藝不可避免地產(chǎn)生工業(yè)廢渣。廢渣含有未反應(yīng)完的硫酸等酸性物質(zhì)、迭合物、磺化物、硫化物和氮化物等有害物質(zhì)，在各個(gè)國家均嚴(yán)禁排放。這部分廢渣至今尚無有效的處理手段，無論采用焚燒或填埋處理都不是理想的處置方法。

目前國內(nèi)外處理廢渣主要采用的方法都集中在物理化學(xué)方法，而對利用生物法處理酸渣的報(bào)道較少。現(xiàn)有的治理廢渣的物理化學(xué)方法主要有低溫?zé)峤夥ā⑷剂戏?、生產(chǎn)燃料油法、水解-中和法、生產(chǎn)白炭黑法、生產(chǎn)石油防銹劑法、制備無水硫酸鈉法。專利申請CN1073965A公開了《一種酸渣綜合利用的方法》，其特征是通過加熱使酸渣分離成油、剩余渣和酸水三個(gè)層次，分離了油和酸水的剩余渣經(jīng)過堿中和后，加其它添加料一起調(diào)合制成隔離劑，防水油膏和干粉磺化瀝青。專利申請CN1195564A公開了一種《廢酸渣綜合利用的方法》，其特征在于在酸渣中加入中和液，進(jìn)行處理生產(chǎn)出燃料重油、工業(yè)芒硝，使燃料重油中的硫分離出來，解決了環(huán)境污染問題。Yang Kunyuan等公開了《水解-中和法處理潤滑油酸渣的研究》(石油煉制與化工，1998.6.18)，在2L三口瓶和500L反應(yīng)釜中，試驗(yàn)研究出潤滑油廢油再生時(shí)生成酸渣的處理新工藝——水解-中和法，在破乳劑作用下可有效地將酸渣分離為渣油和酸水，渣油可與20％的催化裂化柴油調(diào)和生產(chǎn)出合格的100號鍋爐燃料或氧化制取30號建筑瀝青，酸水經(jīng)中和、沉降后可循環(huán)使用，不向系統(tǒng)外排放，不產(chǎn)生環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益好。

傳統(tǒng)的物化方法具有處理?xiàng)l件苛刻、處理效果不佳等缺點(diǎn)，而生物法具有費(fèi)用低廉、處理效果好、無二次污染、可就地處理等優(yōu)點(diǎn)。利用生物法處理酸渣的主要物質(zhì)基礎(chǔ)就是具有較強(qiáng)降解能力的微生物，而要從種類多、數(shù)量大的微生物中篩選出具有較強(qiáng)的降解特定污染物質(zhì)能力的菌種就顯得特別困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)良降解除油性能的微生物菌種及其用途，以期為廢潤滑油再生處理過程中產(chǎn)生酸渣的生物處理提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案如下：

一種從廢潤滑油中篩選分離出的燕麥?zhǔn)人峋?，該菌種對于潤滑油等回收油品具有較高的生物降解能力。該菌種已于2016年8月9日保藏于廣東省微生物菌種保藏中心(簡稱GDMCC，地址：廣州市先烈中路100號大院59號樓，廣東微生物研究所，郵編：510075)，保藏編號為GDMCC No：60061，分類學(xué)名稱：燕麥?zhǔn)人峋?Acidovorax avenae)。

燕麥?zhǔn)人峋鶪DMCC No：60061菌株特性如下：桿菌，菌落呈黃色，不透明，菌落邊緣整齊，中間隆起；屬于中溫好氧微生物，可以以潤滑油為唯一碳源生長；對溶氧要求較高，當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速低于150rpm時(shí)，在潤滑油中的生長代謝受到明顯抑制；pH在4.5-7.0范圍內(nèi)均保持較高活力，最適生長范圍在6.2-6.5左右，在堿性環(huán)境中活力急劇下降；環(huán)境溫度在20-42℃以內(nèi)波動，菌株保持良好的生長特性，但超過42℃，在以潤滑油為唯一碳源的環(huán)境中難以生長。

本發(fā)明所述燕麥?zhǔn)人峋蓱?yīng)用于降解廢潤滑油；該菌株最大可降解廢潤滑油濃度為1304mg/L左右，最適降解溫度35-37℃。

本發(fā)明所述燕麥?zhǔn)人峋€可應(yīng)用于降解廢液壓油、廢機(jī)油或廢變壓器油；該菌種可降解廢液壓油、廢機(jī)油、廢變壓器油的最大濃度分別約為1204mg/L、1105mg/L、812mg/L左右。

本發(fā)明所述燕麥?zhǔn)人峋€可應(yīng)用于對廢潤滑油再生處理過程中產(chǎn)生的含油酸渣進(jìn)行生物除油處理；初始含油量為50-80mg/L左右的酸渣，播撒所述燕麥?zhǔn)人峋陌l(fā)酵液后在35-37℃左右經(jīng)2.5-3.5個(gè)月的處理后，含油量可降至1mg/g以下。

有益效果：

本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)良降解除油性能的燕麥?zhǔn)人峋?，能夠以潤滑油為唯一碳源生長，并對高濃度的廢潤滑油、廢機(jī)油、廢變壓器油、廢液壓油均具有顯著的降解效果。本發(fā)明進(jìn)一步利用該菌株的除油特性，對廢潤滑油再生處理過程產(chǎn)生的酸渣提供一種可行的生物處理方法，處理后的酸渣含油量得到有效控制，一般在1-2.5mg/g以下，并且避免了以往的理化處理的諸多弊端及不適用性，該方法具有費(fèi)用低廉、處理效果好、無二次污染、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。對處理后的酸渣進(jìn)行廢棄物利用時(shí)有效避免了環(huán)境污染，并節(jié)約了處理成本，對廢潤滑油再生處理行業(yè)的有序發(fā)展作出了有益貢獻(xiàn)。

附圖說明

圖1：燕麥?zhǔn)人峋鷮U潤滑油的最大降解能力研究；

圖2：燕麥?zhǔn)人峋到鈴U液壓油時(shí)含油量變化情況；

圖3：燕麥?zhǔn)人峋到鈴U液壓油時(shí)細(xì)胞生長情況；

圖4：燕麥?zhǔn)人峋到鈴U機(jī)油時(shí)含油量變化情況；

圖5：燕麥?zhǔn)人峋到鈴U機(jī)油時(shí)細(xì)胞生長情況；

圖6：燕麥?zhǔn)人峋到鈴U變壓器油時(shí)含油量變化情況；

圖7：燕麥?zhǔn)人峋到鈴U變壓器油時(shí)細(xì)胞生長情況；

圖8：酸渣在35℃恒溫環(huán)境中的生物除油情況；

圖9：酸渣在室溫環(huán)境中的生物除油情況。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施方案，進(jìn)一步敘述本發(fā)明。除非特別說明，實(shí)施方式中未描述的技術(shù)手段均可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方式實(shí)現(xiàn)。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對這些實(shí)施方案中的物料成分、用量、尺寸、形狀進(jìn)行的各種修改、替換、改進(jìn)也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，并且本發(fā)明所限定的具體參數(shù)應(yīng)有可允許的誤差范圍。

除非特別說明，下述實(shí)施方式中所用酸渣和廢油取自于重慶市某高級潤滑油生產(chǎn)銷售公司，酸渣初始含油質(zhì)量濃度為68.4mg/g左右，初始pH值為2.60，初始含水量35.8％。

除非特別說明，下述實(shí)施方式中所用燕麥?zhǔn)人峋鸀榫NGDMCC No：60061。

除非特別說明，酸渣含油量的測定方法如下。

(1)氯仿提取物：

準(zhǔn)確稱取酸渣10g，將其放入帶塞磨口錐形瓶中。向錐形瓶中添加20mL氯仿，并加蓋振搖數(shù)分鐘，靜置12～16小時(shí)。靜置結(jié)束后，置錐形瓶于50～55℃水浴中熱浸1小時(shí)，熱浸取下錐形瓶過濾，濾液接于已知重量的100mL燒杯中。同樣方法熱浸兩次，每次約10mL，0.5小時(shí)，濾液接于在同一燒杯中。將燒杯置于通風(fēng)櫥中55～58℃水浴上，通風(fēng)濃縮至干并擦去外壁水汽，置于60～75℃烘箱4小時(shí)，取出后置于干燥器冷卻至室溫，并稱重，增加的重量M₁為氯仿提取物。

(2)皂化去除植物油：

向氯仿提取物中添加50mL 0.5mol·L^-1氫氧化鉀-乙醇液，置于65～75℃水浴上皂化水解1小時(shí)并攪拌。皂化完畢取下燒杯，將皂化液接于250mL分液漏斗，加50mL去離子水和50mL石油醚前后沖洗該燒杯，洗液接于同一分液漏斗，振搖數(shù)分鐘后靜置分層，下層水相用25mL石油醚萃取1次，合并兩次的石油醚萃取液并水洗2～3次，每次50mL并振搖1min。

(3)重量法測定非皂化物總量：

將石油醚萃取物置于盛有15g無水硫酸鈉的具塞磨口錐形瓶中，加塞搖動放置數(shù)分鐘后將濾液接于已知重量的燒杯，置于通風(fēng)櫥的40～42℃水浴上通風(fēng)濃縮至干并擦去外壁水氣，置于60～70℃烘箱4小時(shí)，取出干燥器冷卻至室溫后稱重，增加的重量M₂即為非皂化物，可代表污染酸渣中原油類物質(zhì)的含量。

(4)酸渣生物除油率的計(jì)算

式中：

酸渣初始含油量(mg/g)為含油占酸渣之比，即實(shí)驗(yàn)前的檢測結(jié)果；酸渣殘留含油量(mg/g)為生物降解實(shí)驗(yàn)后酸渣中實(shí)際殘留的含油量，即實(shí)驗(yàn)后的檢測結(jié)果。

實(shí)施例1

菌種對廢潤滑油的最大降解能力研究。

為研究燕麥?zhǔn)人峋鷮τ趶U潤滑油的最大降解能力，將細(xì)胞發(fā)酵液以8％的接種量接種于50mL含不同濃度潤滑油(再生油處理廠回收的廢油)的無機(jī)鹽培養(yǎng)基(潤滑油的初始濃度分別為1102、1208、1304、1402mg/L)中，初始pH值調(diào)節(jié)為6.20，溫度為35℃，于180r/min下振蕩培養(yǎng)進(jìn)行燕麥?zhǔn)人峋到鉂櫥偷膿u瓶實(shí)驗(yàn)，分別監(jiān)測2個(gè)指標(biāo)：1)樣液中的潤滑油濃度并計(jì)算潤滑油降解率，潤滑油降解率的高低代表菌種在此濃度下降解能力的強(qiáng)弱；2)測定樣液的OD_600nm值，OD_600nm值的大小反映了菌種在此濃度下的細(xì)胞生長情況。圖1反映了燕麥?zhǔn)人峋到獠煌跏紳舛葷櫥偷那闆r，可見當(dāng)初始濃度分別為1102、1208、1304mg/L時(shí)分別處理216、288、312小時(shí)實(shí)現(xiàn)完全降解。燕麥?zhǔn)人峋赏耆到鈴U潤滑油的最大濃度可達(dá)1304mg/L左右。

同樣條件下對其他濃度潤滑油降解情況：初始潤滑油濃度及完全降解需要時(shí)間如下，800mg/L，168h；900mg/L，180h；1000mg/L，192h；500mg/L，96h；600mg/L，144h；700mg/L，156h；50mg/L，36h；100mg/l，48h；200mg/L，60h。

實(shí)施例2

菌種降解廢液壓油能力研究。

為研究燕麥?zhǔn)人峋鷮τ趶U液壓油的降解能力，將細(xì)胞發(fā)酵液以8％的接種量接種于50mL含有不同濃度廢液壓器油的無機(jī)鹽培養(yǎng)基(廢液壓油的實(shí)際濃度分別為106mg/L、204mg/L、412mg/L、608mg/L、814mg/L、1016mg/L、1204mg/L、1308mg/L)中，初始pH值調(diào)節(jié)為6.20，溫度為35℃，于180r/min下振蕩培養(yǎng)進(jìn)行燕麥?zhǔn)人峋到鈴U液壓油的搖瓶實(shí)驗(yàn)，分別監(jiān)測2個(gè)指標(biāo)：1)樣液中的潤滑油濃度，2)樣液的OD_600nm值。圖2-3反映了燕麥?zhǔn)人峋到獠煌跏紳舛葟U液壓油的情況，對應(yīng)上述不同初始濃度下完全降解需要的時(shí)間和反應(yīng)液細(xì)胞濃度OD_600nm值分別依次為：48h，0.286；59h，0.312；83h，0.374；109h，0.480；139h，0.562；173h，0.668；209h，0.846；含油量1300mg/L以上降解效果不明顯。燕麥?zhǔn)人峋赏耆到鈴U液壓油的最大濃度可達(dá)1204mg/L左右。

實(shí)施例3

菌種降解廢機(jī)油能力研究。

為研究燕麥?zhǔn)人峋鷮τ趶U機(jī)油的降解能力，將細(xì)胞發(fā)酵液以8％的接種量接種于50mL含有不同濃度廢機(jī)油的無機(jī)鹽培養(yǎng)基(廢機(jī)油的實(shí)際濃度分別為794mg/L、989mg/L、1105mg/L、1193mg/L)中，初始pH值調(diào)節(jié)為6.20，溫度為35℃，于180r/min下振蕩培養(yǎng)進(jìn)行燕麥?zhǔn)人峋到鈴U液壓油的搖瓶實(shí)驗(yàn)，分別監(jiān)測2個(gè)指標(biāo)：1)樣液中的潤滑油濃度，2)樣液的OD_600nm值。圖4-5反映了燕麥?zhǔn)人峋到獠煌跏紳舛葟U機(jī)油的情況，燕麥?zhǔn)人峋赏耆到鈴U機(jī)油的最大濃度可達(dá)1105mg/L左右，大約需要209小時(shí)完全降解，且此時(shí)反應(yīng)液細(xì)胞濃度OD_600nm值達(dá)到最大值0.879。

實(shí)施例4

菌種降解廢變壓器油能力研究。

為研究燕麥?zhǔn)人峋鷮τ趶U變壓器油的降解能力，將細(xì)胞發(fā)酵液以8％的接種量接種于50mL含有不同濃度廢變壓器油的無機(jī)鹽培養(yǎng)基(廢變壓器油的實(shí)際濃度分別為606mg/L、812mg/L、902mg/L)中，初始pH值調(diào)節(jié)為6.20，溫度為35℃，于180r/min下振蕩培養(yǎng)進(jìn)行燕麥?zhǔn)人峋到鈴U液壓油的搖瓶實(shí)驗(yàn)，分別監(jiān)測2個(gè)指標(biāo)：1)樣液中的潤滑油濃度，2)樣液的OD_600nm值。圖6-7反映了燕麥?zhǔn)人峋到獠煌跏紳舛葟U變壓器油的情況，燕麥?zhǔn)人峋赏耆到鈴U機(jī)油的最大濃度可達(dá)812mg/L左右，大約需要210小時(shí)完全降解，且此時(shí)反應(yīng)液細(xì)胞濃度OD_600nm值達(dá)到最大值0.672。

實(shí)施例5

利用燕麥?zhǔn)人峋鷮瑵櫥退嵩纳锍头椒ǎㄈ缦虏襟E：

1)種子液制備：將斜面保藏的燕麥?zhǔn)人峋臃N至LB培養(yǎng)基中經(jīng)2次活化后，控制第二代發(fā)酵液OD_600nm＝1.1-1.2，用做接種體。

2)酸渣預(yù)處理：將酸渣平鋪開，厚度不超過50cm，向其中均勻噴灑濃度3％(m/v)尿素溶液和0.2mol/L磷酸氫二鉀溶液，其中氮、磷元素質(zhì)量比為10～15:1左右，攪拌混合均勻。

3)酸渣除油：將第二代發(fā)酵液以2-8％(v/m)的用量，均勻播撒到酸渣中，攪拌混勻；生物處理期間不定期補(bǔ)水使酸渣濕度控制在40％-75％，且補(bǔ)水后不能有游離水析出；酸渣處理可以在環(huán)境溫度20-40℃進(jìn)行。

進(jìn)一步地，酸渣處理溫度為35-37℃。

進(jìn)一步地，生物處理期間每天早晚各翻土攪拌一次。

進(jìn)一步地，若酸渣初始含油量在80mg/g以上，在預(yù)處理時(shí)可添加0.3％(v/v)Tween 80，添加量為1-3mL/kg酸渣，可以促進(jìn)酸渣處理效果。酸渣的初始含油量一般在80mg/g以下，個(gè)別二次壓榨處理效果不好的酸渣含油量較高。

進(jìn)一步地，根據(jù)處理周期和酸渣的含油量，一般每隔10-15天左右補(bǔ)加上述3％(m/v)尿素溶液和0.2mol/L磷酸氫二鉀溶液；初期用量較少，一般為100mL/10kg酸渣；接近中期時(shí)，即含油量降至初始一半左右時(shí)，用量提高到200-300mL/10kg酸渣；在處理中后期含油量降低至初始的30-40％時(shí)，尿素溶液采用5％(m/v)的濃度，用量提高到500mL/10kg酸渣左右。

采用上述方法對含潤滑油酸渣進(jìn)行生物除油處理，處理開始后每周至半個(gè)月，檢測一次含油量。初始含油量為50-80mg/g左右的酸渣，發(fā)酵液以2％的播撒用量，在35-37℃左右，經(jīng)2.5-3.5個(gè)月的處理后含油量可以控制在1mg/g以內(nèi)，在室溫環(huán)境中處理，環(huán)境溫度在20℃-37℃左右波動(即從春季、經(jīng)夏季、至秋季)時(shí)，經(jīng)半年左右的時(shí)間，含油量可以控制在2.5mg/g以內(nèi)；對于個(gè)別初始含油量超過80mg/L，適當(dāng)延長處置時(shí)間也可以達(dá)到上述效果，這其中，若使用少量的表面活性劑可以有一定促進(jìn)作用，有效提高處理效果，但用量以很少量為宜，不宜過多。而且，若處理的土壤樣品處于低溫環(huán)境中，如低于15℃時(shí)，易產(chǎn)生板結(jié)等現(xiàn)象，此時(shí)，不宜使用表面活性劑。

實(shí)施例6

酸渣恒溫生物處理實(shí)例。

向標(biāo)號為1號、2號約50g酸渣的塑料培養(yǎng)格中接種約4mL經(jīng)二次活化后的燕麥?zhǔn)人峋l(fā)酵液，以尿素為氮源、以磷酸氫二鉀為磷源，且C:N:P的比例為100:15:1，翻耕頻率為12小時(shí)一次，并置于恒溫35℃下進(jìn)行處理，酸渣含水量維持在30％，監(jiān)測燕麥?zhǔn)人峋诓煌幚頃r(shí)間時(shí)的酸渣含油量并計(jì)算降解率。

圖8反映了廢潤滑油煉油酸渣在35℃恒溫環(huán)境中的生物除油情況。初始含油量為68.4mg/g的酸渣在經(jīng)過63天的生物處理后，含油量降至1mg/g以下，生物除油效果顯著。

實(shí)施例7

酸渣室溫環(huán)境溫度生物處理實(shí)例。

向標(biāo)號為1號、2號、3號約50g酸渣的塑料培養(yǎng)格中接種約4mL經(jīng)二次活化后的燕麥?zhǔn)人峋l(fā)酵液，以尿素為氮源、以磷酸氫二鉀為磷源，且C:N:P的比例為100:15:1，翻耕頻率為12小時(shí)一次，并置于室溫環(huán)境下進(jìn)行處理(環(huán)境溫度在20℃-37℃左右波動)，酸渣含水量維持在30％，監(jiān)測燕麥?zhǔn)人峋诓煌幚頃r(shí)間時(shí)的酸渣含油量并計(jì)算降解率。

圖9反映了酸渣在室溫環(huán)境中的生物除油情況，相比于恒溫(35℃)下的生物處理，在室溫條件下的酸渣生物除油處理則慢了許多。在經(jīng)過6個(gè)半月的生物處理后，酸渣的含油量由初始的68.4mg/g降至5mg/g以下。酸渣中潤滑油降解趨勢與環(huán)境溫度完全吻合，在溫度較高的6～9月，環(huán)境的平均溫度為35～38℃左右，生物降解速率很快。