[发明专利]一种修复页岩气压裂废液的方法

说明书

本发明提供一种用于修复页岩气压裂废液的方法，所述方法包括将水芹菜幼苗移栽到页岩气压裂废液中，并加入复合菌群，培养至水芹菜开花后，移除水芹菜，重复以上操作可使水体达到环保安全标准。本发明所述方法操作性强、费用低廉、植株和菌种易得等有点，并且能净化、美化环境。

技术领域

本发明属于植物-微生物修复技术领域，具体地涉及一种利用水芹菜-复合菌剂治理并修复页岩气压裂废液的方法。

背景技术

随着页岩气勘探的逐步推进，页岩气开发导致的环境问题逐步凸显，尤其是在页岩气压裂作业过程中产生的大量压裂废液，因其包含有毒且致癌的芳香烃、高盐的固体、有毒金属和铀、钍、镭等放射性物质、石油类及其他各种添加剂，对水环境、土壤环境、生态系统和人群健康均具有潜在的危害。

页岩气压裂废液成分复杂，具有盐度高、COD含量高、悬浮物含量高、硬度高、矿化度高、黏度大、含油量高等水质特点。其组分的复杂性及性质的独特性决定了其处理难度大、费用高，被普遍认为是最难处理的工业污水之一。特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以除去，从而造成处理后水质达不到注入水水质要求，对油田的生产和长远发展造成不可估量的损失，而且对周边生态环境造成极大危害。目前常见的处理方法有絮凝沉淀法、高级氧化技术、Fe/C微电极组合工艺、生物法等。絮凝沉淀法是典型的化学处理法，但在应用于页岩气压裂废液时，由于压裂废液黏度大，会影响絮凝剂的扩散从而影响化学絮凝效果。高级氧化技术、Fe/C微电极组合工艺对于难降解有机物处理效果较好，但成本较高，设备投资大，且对压裂废液中的其他污染物如重金属等处理效果不佳。生物修复技术工艺简单，投资少，但常受到营养物质、电子受体、有效微生物生长缓慢等因素的制约，甚至在多种污染物或者其代谢物存在的情况下根本生长繁殖不起来。

基于上述情况，亟需设计一种能够解决上述问题的页岩气压裂废液修复方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修复页岩气压裂废液的方法，所述方法使用植物-微生物联合修复技术，特别地，使用水芹菜-复合菌剂修复技术，解决了现有技术中技术难度大、花费高、工程量大和容易造成二次污染等问题。该方法操作性强、费用低廉、植株和菌种易得等有点，并且能净化、美化环境。

为达此目的，本发明所述修复页岩气压裂废液的方法为：

(1)在自然无污染的水体中培育水芹菜幼苗15天；

(2)将水芹菜幼苗移栽到页岩气压裂废液中，并加入复合菌剂进行培养；所述复合菌剂包括拟杆菌、变形菌、厚壁菌和软壁菌,所述拟杆菌、变形菌、厚壁菌和软壁菌的质量比为3:4:1:2；每修复1L页岩气压裂废水，水芹菜的加入量为200g，微生物的加量为450mg；

(3)在培养过程中，使用蓝光照射，加快植物生长；

(4)水芹菜开花后，移除水芹菜；

(5)重复步骤(2)、(3)和(4)，直至水体达到环保安全标准。

本发明的有益效果为：

1、本发明所提供的方法利用植物与微生物的共代谢作用，既借助微生物强大的降解转化能力，又发挥植物容易回收重金属的优势，为微生物的生长繁殖提供营养物质，两者相辅相成，增强对压裂废液的修复效果。该方法与传统的水体修复方法相比，具有投资少、工程量小、技术要求不高等优点；而且作为原位修复技术，所活植株进行集中处理，不会造成二次污染，也不会破坏水体的生态环境，恢复并提高生物多样性。

2、本发明方法将水芹菜培植于页岩气压裂废液水体水面上，当水体中总COD为3000mg/L时，植物的生长量基本没有受到抑制，同时水芹菜利用其发达的根系及微生物联合作用有效降低了页岩气压裂废液的COD含量。培植水芹菜12天后，其水体中的COD降解率可达86.4％，比其空白自然降解率(18％)高了4.8倍，说明水芹菜对页岩气压裂废液污染物具有较强的耐受性和对COD有较好的降解性能。