磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺及绿化种植土

摘要

本发明提供了一种磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺及绿化种植土，所述工艺包括步骤：制备高温生物制剂；将高温生物制剂和磺化体系水基钻井固废按0.3～1.0％wt：1混合得到第一混合物；加入占第一混合物5～15％wt的营养剂获得第二混合物；将第二混合物转移至发酵罐处理2～4天，获得第三混合物；制备常温生物制剂并与第三混合物按0.1～0.5％wt：1混合后转移至处理场所，在15～35℃处理55～57天得到种植土；其中，高温生物制剂为嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌，常温生物制剂为粪产碱菌酚亚种GFB‑14。本发明具有能够缩短钻井固废处理周期，不使用自然土，固废处理后可作绿化种植土使用等优点。

权利要求

1.一种磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，所述工艺针对污染物含量为4.0～

8.0％wt且污染物中高分子有机聚合物含量为80％wt以上、COD≥3000mg/L的磺化体系水基钻井固废，其特征在于，所述生物强化处理工艺包括步骤：制备磺化体系水基钻井固废生物强化处理用高温生物制剂；

将所述高温生物制剂和磺化体系水基钻井固废按重量比为0.3～1.0％wt混合均匀，获得第一混合物；

加入占所述第一混合物重量5～15％wt的营养剂混合均匀，获得第二混合物；

将第二混合物转移至发酵罐中，在温度为50～70℃，湿度为30％～35％条件下处理2～

4天，获得第三混合物；

制备磺化体系水基钻井固废生物强化处理用常温生物制剂；

将所述常温生物制剂和第三混合物按重量比为0.1～0.5％wt混合均匀，得到第四混合物；

将第四混合物转移至处理场所，在温度为15～35℃、湿度为22～30％条件下处理55～

57天，获得绿化种植土；所述绿化种植土浸出液COD＜100mg/L、发芽指数＞80％、有机质含量＞50g/kg、有效氮＞100mg/kg、有效磷＞85mg/kg以及速效钾＞9000mg/kg；

其中，所述高温生物制剂为嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌或其菌悬液或其培养液或其发酵产物，所述常温生物制剂为粪产碱菌酚亚种GFB‑14或其菌悬液或其培养液或其发酵产物。

2.根据权利要求1所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，所述处理场所为处理池、处理罐或处理箱，所述发酵罐为自旋式夹层加温控湿充气发酵罐。

3.根据权利要求1所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，所述制备磺化体系水基钻井固废生物强化处理用 高温生物制剂包括步骤：从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品；

向所述样品中加入有机质、多种类型的水基钻井液添加剂和氮源得到碳氮比在15～

20:1的混合物，调节混合物含水量至28％～30％并置于50℃～55℃条件下培养，淘汰无降解能力菌株，逐步提高各水基钻井液添加剂浓度，驯化后得到含有降解高效菌的混合物；

对所述含有降解高效菌的混合物进行分离纯化，将分离纯化后的菌株保存备用；

分别制备包含所述多种类型的水基钻井液添加剂中单一水基钻井液添加剂的培养液，各培养液中均接种所述保存备用的菌株并测定各培养液中所含水基钻井液添加剂的降解量，选取对各培养液中水基钻井液添加剂降解率均大于5％的菌株，得到嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌；

将所述嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌培养扩大得到所述高温生物制剂。

4.根据权利要求1所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，所述制备磺化体系水基钻井固废生物强化处理用 常温生物制剂包括步骤：从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品；

向所述样品中加入有机质、多种类型的水基钻井液添加剂和氮源得到碳氮比在15～

20:1的混合物，调节混合物含水量至28％～30％并置于25℃～32℃条件下培养，淘汰无降解能力菌株，逐步提高各水基钻井液添加剂浓度，驯化后得到含有降解高效菌的混合物；

对所述含有降解高效菌的混合物进行分离纯化，将分离纯化后的菌株保存备用；

分别制备包含所述多种类型的水基钻井液添加剂中单一水基钻井液添加剂的培养液，各培养液中均接种所述保存备用的菌株并测定各培养液中所含水基钻井液添加剂的降解量，选取对各培养液中水基钻井液添加剂降解率均大于5％的菌株，得到粪产碱菌酚亚种；

将所述粪产碱菌酚亚种培养扩大得到所述常温生物制剂。

5.根据权利要求3或4所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，所述多种类型水基钻井液添加剂包括磺化褐煤、磺化酚醛树脂、羧甲基纤维素和聚丙烯酸钾。

6.根据权利要求3或4所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，所述对含有降解高效菌的混合物进行分离纯化采用稀释平板涂布法和平板划线法进行分离纯化。

7.根据权利要求3或4所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，所述对含有降解高效菌的混合物进行分离纯化包括：将含有降解高效菌的混合物振荡混匀，按不同比例稀释后得到不同浓度稀释溶液；

将所述不同浓度稀释溶液分别涂布于不同的牛肉膏蛋白胨平板上，28℃～30℃恒温培养24～36小时；

将不同牛肉膏蛋白胨平板上形成的菌落接种到新的牛肉膏蛋白胨平板上并连续划线分离直至得到菌落和菌体特征一致的菌落，完成分离纯化。

8.根据权利要求4所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，其特征在于，含有单一水基钻井液添加剂的培养液的成分包括：单一水基钻井液添加剂0.4g/L～0.6g/L，NaHPO4 0.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L，MgSO4·7H2O 

0.4g/L～0.6g/L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L，所述含有单一水基钻井液添加剂的培养液的pH值为7.0～7.2。

9.一种绿化种植土，其特征在于，所述绿化种植土通过如权利要求1～8中任意一项所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺得到，所述绿化种植土包括100～120g/kg有机质、90～100mg/kg有效磷、9000～10000mg/kg速效钾、130～170mg/kg有效氮、以及余量质地壤土。

说明书

磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺及绿化种植土

技术领域

[0001] 本发明属于石油天然气勘探钻井污染治理技术领域，具体来讲，涉及一种磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺及绿化种植土。

背景技术

[0002] 水基钻井固废是油气勘探常规钻井作业的必然产物，川渝地区产生量一般在0.353
～0.4m/m进尺。由于川渝地区地质构造复杂，钻井作业井深深，多数井都属于4000m以上的
深井，在四五开深部井段，为防治井下地质复杂情况及确保快速安全钻井，主要采用磺化体
系钻井液体系钻井，因添加了SMP‑1 磺化酚醛树脂、CFK–2、FRH、SD‑202、DR‑Ⅱ、RSTF、FK‑
10、PPL、SP‑80、 SMT(或TX)等多种高分子钻井液处理剂，导致产生的钻井固废主要污染物
指标COD较高，且含有较大量的高分子有机物，生物降解速率低，但其钾素含量丰富、质地与
壤土接近，因此具备生物处理转化为土壤进行资源化利用的潜力。

[0003] 申请号为：CN201910688639.6、申请名称为：水基钻井液体系固废资源化处置利用工艺；申请号为：CN201910361807.0、申请名称为：一种钻井固体废弃物微生物处理工艺以
及申请号为：CN201910688643.2、申请名称为：水基钻井软质固废资源化处置利用工艺；以
上三个专利均公开采用微生物、土壤、植物联合处理水基钻井固废的方法。但是，以上方法
在实际运用过程中，需添加固废处理量0.5～3倍的自然土，处理过程中还需要表层覆盖自
然土种植植物，存在工作量大和破坏已有生态环境的风险；另外还存在处理周期较长的问
题。鉴于以上问题，有必要提供一种能够进一步提高微生物处理效果，缩短处理周期，不使
用自然土和种植植物协同降解的水基钻井固废资源化利用工艺。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的在于提供一种能够进一步提高微生物处理效果，缩短处理周期，不使用自然土和种植
植物协同降解的水基钻井固废资源化利用工艺。

[0005] 为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，所述工艺针对污染物含量为4.0～8.0％wt且污染物中高分子有机聚合物含量为
80％wt、COD≥3000mg/L的磺化体系水基钻井固废，所述生物强化处理工艺包括步骤：制备
磺化体系水基钻井固废生物强化处理用高温生物制剂；将所述高温生物制剂和磺化体系水
基钻井固废按重量比为 0.3～1.0％wt混合均匀，获得第一混合物；加入占所述第一混合物
重量5～15％wt 的营养剂混合均匀，获得第二混合物；将第二混合物转移至发酵罐中，在温
度为50～70℃，湿度为30％～35％条件下处理2～4天，获得第三混合物；制备磺化体系水基
钻井固废生物强化处理用常温生物制剂；将所述常温生物制剂和第三混合物按重量比为
0.1～0.5％wt混合均匀，得到第四混合物；将第四混合物转移至处理场所，在温度为15～35
℃、湿度为22～30％条件下处理55～57 天，获得绿化种植土；其中，所述高温生物制剂为嗜
热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌或其菌悬液或其培养液或其发酵产物，所述常温
生物制剂为粪产碱菌酚亚种GFB‑14或其菌悬液或其培养液或其发酵产物。

[0006] 在本发明的一个示例性实施例中，所述处理场所可为处理池、处理罐或处理箱，所述发酵罐可为自旋式夹层加温控湿充气发酵罐。

[0007] 在本发明的一个示例性实施例中，所述制备高温生物制剂包括步骤：从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品；向所述样品中加入有机质、多种类型的水
基钻井液添加剂和氮源得到碳氮比在15～20:1的混合物，调节混合物含水量至28％～30％
并置于50℃～55℃条件下培养，淘汰无降解能力菌株，逐步提高各水基钻井液添加剂浓度，
驯化后得到含有降解高效菌的混合物；对所述含有降解高效菌的混合物进行分离纯化，将
分离纯化后的菌株保存备用；分别制备包含所述多种类型的水基钻井液添加剂中单一水基
钻井液添加剂的培养液，各培养液中均接种所述保存备用的菌株并测定各培养液中所含水
基钻井液添加剂的降解量，选取对各培养液中水基钻井液添加剂降解率均大于5％的菌株，
得到嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌；将所述嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气
芽孢杆菌培养扩大得到所述高温生物制剂。

[0008] 在本发明的一个示例性实施例中，所述制备常温生物制剂可包括步骤：从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品；向所述样品中加入有机质、多种类型的
水基钻井液添加剂和氮源得到碳氮比在15～20:1的混合物，调节混合物含水量至28％～
30％并置于25℃～32℃条件下培养，淘汰无降解能力菌株，逐步提高各水基钻井液添加剂
浓度，驯化后得到含有降解高效菌的混合物；对所述含有降解高效菌的混合物进行分离纯
化，将分离纯化后的菌株保存备用；分别制备包含所述多种类型的水基钻井液添加剂中单
一水基钻井液添加剂的培养液，各培养液中均接种所述保存备用的菌株并测定各培养液中
所含水基钻井液添加剂的降解量，选取对各培养液中水基钻井液添加剂降解率均大于5％
的菌株，得到粪产碱菌酚亚种；将所述粪产碱菌酚亚种培养扩大得到所述常温生物制剂。

[0009] 在本发明的一个示例性实施例中，所述绿化种植土浸出液COD＜100 mg/L、发芽指数＞80％、有机质含量＞50g/kg、有效氮＞100mg/kg、有效磷＞85mg/kg以及速效钾＞
9000mg/kg。

[0010] 在本发明的一个示例性实施例中，所述多种类型水基钻井液添加剂可包括磺化褐煤、磺化酚醛树脂、羧甲基纤维素和聚丙烯酸钾。

[0011] 在本发明的一个示例性实施例中，所述对含有降解高效菌的混合物进行分离纯化采用稀释平板涂布法和平板划线法进行分离纯化。

[0012] 在本发明的一个示例性实施例中，所述对含有降解高效菌的混合物进行分离纯化包括：将含有降解高效菌的混合物振荡混匀，按不同比例稀释后得到不同浓度稀释溶液；将
所述不同浓度稀释溶液分别涂布于不同的牛肉膏蛋白胨平板上，28℃～30℃恒温培养24～
36小时；将不同牛肉膏蛋白胨平板上形成的菌落接种到新的牛肉膏蛋白胨平板上并连续划
线分离直至得到菌落和菌体特征一致的菌落，完成分离纯化。

[0013] 在本发明的一个示例性实施例中，含有单一水基钻井液添加剂的培养液的成分可包括：单一水基钻井液添加剂0.4g/L～0.6g/L，NaHPO4 0.1g/L～0.3g/L， KH2PO4 0.9g/L～
1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L，MgSO4·7H2O 0.4g/L～0.6g/L， MnSO4·H2O 0.03g/L～
0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L，所述含有单一水基钻井液添加剂的培养液的pH值为
7.0～7.2。

[0014] 本发明另一方面提供了一种绿化种植土，所述绿化种植土可通过如上任意一项所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺得到，所述绿化种植土可包括100～120g/kg
有机质、90～100mg/kg有效磷、9000～10000mg/kg速效钾、130～170mg/kg有效氮、以及余量
质地壤土。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果可包括以下内容中的至少一项：

[0016] (1)本发明的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，与现有的微生物、土壤和植物联合处理钻井固废工艺相比，其减少自然土添加和覆盖种植植物环节，工艺步骤更加
简单，减少破坏自然环境的风险；

[0017] (2)本发明中磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺处理过程简单，无需对钻井废弃泥浆进行混凝、曝气充氧、pH调节和调温等预处理，便于现场操作管理；

[0018] (3)本发明的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺增加了高温生物强化处理环节，处理达标周期≤60天，与现有的微生物、土壤和植物联合处理钻井固废工艺相比，处
理周期缩短60～90天。

具体实施方式

[0019] 在下文中，将结合示例性实施例来详细说本发明的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺及绿化种植土。

[0020] 本发明一方面提供了一种磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺。

[0021] 在本发明的一个示例性实施例中，磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺针对所述工艺针对污染物含量为4.0～8.0％wt且污染物中高分子有机聚合物含量为80％wt以
上、COD≥3000mg/L的磺化体系水基钻井固废。具体来讲，磺化钻井液体系(包括钾聚磺钻井
液和聚磺钻井液等)钻井作业产生的各种固废，其中的污染物含量较高，COD一般都高于
3000mg/L，主要为高分子有机聚合物类(例如，磺化酚醛树脂SMP‑1、聚丙烯酸钾K‑PMA、FRH、
SD‑202、 DR‑Ⅱ、RSTF、FK‑10、司盘‑80、磺化褐煤SMT等多种高分子钻井液处理剂等中的一
种或多种)。这里，污染物含量是以磺化体系水基钻井固废的质量为基准，高分子有机聚合
物含量以污染物质量为基准。所述生物强化处理工艺可包括步骤：

[0022] 制备磺化体系水基钻井固废生物强化处理用高温生物制剂。这里，所述高温生物制剂为嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌或其菌悬液或其培养液或其发酵产物。
利用高温生物制剂代谢能力强、繁殖速度快的特点，能够起到增加处理物中污染物降解微
生物数量，加快污染物的降解速率，缩短降解周期。通过增加高温生物强化处理环节，能够
使磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺处理达标周期≤60天，与现有的微生物、土壤
和植物联合处理钻井固废工艺相比，处理周期缩短60～90天。在本示例性实施例中，所述制
备高温生物制剂包括步骤：

[0023] S1，采集样品。从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品。例如，可以利用无菌采样袋从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品。所述水基
钻井固废样品可以为陈旧或新鲜磺化体系水基钻井固废、磺化体系水基钻井固废污染土壤
或水体、磺化体系水基钻井液污染土壤或水体样品。所述样品即为嗜热脱氮芽孢杆菌和/或
苍白空气芽孢杆菌的来源。

[0024] S2，嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌的驯化。

[0025] 向所述采集的水基钻井固废样品中，加入水基钻井液添加剂、有机质以及氮源得到混合物。用蒸馏水调节混合物的含水量在28％～30％并置于50℃～55℃条件下培养。在
上述条件下可以使能够降解水基钻井固废添加剂的菌种大量繁殖。然后淘汰掉无降解能力
的微生物(菌株)，逐步提高水基钻井液添加剂的浓度，以驯化出对添加剂的降解能力强和
耐受力强的降解高效菌。所述有机质可以为玉米秸秆、米糠等易降解的有机质。所述氮源可
以为氮肥，所述氮肥可以是碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。添加上述的有机质和氮肥是为了
保持所述混合物中的碳氮比在15～20:1之间以利于菌株的生长，例如，碳氮比可以为18:1。
将上述含水量控制在28％～30％，温度控制在50℃～55℃是为了菌株更具耐温性。含水量
过低会导致生长环境太干燥，导致菌株缺氧。培养的温度太高或者太低都不适宜菌株的生
长。进一步的，所述含水量可以控制在29％，培养的温度可以为52℃。

[0026] 进一步的，所述水基钻井液添加剂包括磺化褐煤、磺化酚醛树脂、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酸钾(K‑PAM)。

[0027] S3，嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌的分离纯化。

[0028] 对含有降解高效菌的混合物进行分离纯化，将分离纯化后的菌株保存备用。进一步的，将分离纯化后的菌株接种至斜面培养基上保存备用。所述分离纯化过程中所使用的
器皿和水均为100％无菌。

[0029] S4，对嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌进行复筛。分别制备包含多种类型水基钻井液添加剂中单一水基钻井液添加剂的培养液(即每一种水基钻井液添加剂对应
制备一种培养液，每一种培养液中含有单一种类的水基钻井液添加剂)，在各培养液中均接
种所述分离纯化后的菌株，测定培养液目标底物的降低量(水基钻井液添加剂的降解量)，
选取对各种水基钻井液添加剂降解率均较高的菌株即为本发明的嗜热脱氮芽孢杆菌和/或
苍白空气芽孢杆菌。将得到的嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌接种至斜面培养
基并于4℃保存。在选取对各中水基钻井液添加剂的过程中可以选取降解率大于5％的菌
株，例如，可以选取降解率大于7％的菌株。

[0030] 以上，当所述水基钻井液添加剂为磺化褐煤、磺化酚醛树脂、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酸钾(K‑PAM)时，所述水基钻井液添加剂培养液分别可以为含磺化褐煤的培养液，
含磺化酚醛树脂的培养液，含羧甲基纤维素的培养液以及含聚丙烯酸钾的培养液。选取上
述对4种添加剂降解率均较高的菌株即可以得到本发明的嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空
气芽孢杆菌。

[0031] 在本实施例中，所述分离纯化的方法可以采用稀释平板涂布法和平板划线法进行分离纯化。进一步的，所述分离纯化的方法可以包括：

[0032] S10，将含有降解高效菌的混合物振荡混匀，按不同比例稀释后得到不同浓度稀释溶液。例如，将含有降解高效菌的混合物盛入有无菌水的三角瓶中振荡混匀。所述不同浓度
稀释溶液的浓度范围可以是在0.1％～4％的质量浓度范围之间选择。

[0033] S20，将所述不同浓度稀释溶液分别涂布于不同的牛肉膏蛋白胨平板上， 50℃～55℃，例如在52℃恒温培养24～36小时。

[0034] S30，将不同牛肉膏蛋白胨平板上形成的菌落接种到新的牛肉膏蛋白胨平板上并连续划线分离直至得到菌落和菌体特征一致的菌落，完成分离纯化。

[0035] 在本示例性实施例中，所述含有单一水基钻井液添加剂的培养液可以包括：

[0036] 对于含有磺化酚醛树脂的培养液包括：磺化酚醛树脂0.4g/L～0.6g/L， NaHPO40.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L， MgSO4·7H2O 0.4g/L
～0.6g/L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，磺化酚
醛树脂0.5g/L，NaHPO4 0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，
MnSO4·H2O 0.04g/L，CaCL2 0.004g/L。

[0037] 对于含磺化褐煤的培养液：磺化褐煤0.4g/L～0.6g/L，NaHPO4 0.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L，MgSO4·7H2O 0.4g/L～0.6g/L，MnSO4·
H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，磺化褐煤0.5g/L，NaHPO4
0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L， MgSO4·7H2O 0.5g/L，MnSO4·H2O 0.04g/L，CaCL2
0.004g/L。

[0038] 对于含有羧甲基纤维素的培养液包括：羧甲基纤维素0.4g/L～0.6g/L， NaHPO40.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L， MgSO4·7H2O 0.4g/L
～0.6g/L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，羧甲基
纤维素0.5g/L，NaHPO4 0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，
MnSO4·H2O 0.04g/L，CaCL2 0.004g/L。

[0039] 对于含有聚丙烯酸钾的培养液包括：聚丙烯酸钾0.4g/L～0.6g/L，NaHPO4 0.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L，MgSO4·7H2O 0.4g/L～0.6g/
L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，聚丙烯酸钾
0.5g/L，NaHPO4 0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L， MgSO4·7H2O 0.5g/L，MnSO4·H2O
0.04g/L，CaCL2 0.004g/L。

[0040] 以上，对于含有各添加剂的培养液，pH值可以为7.0～7.2。各培养基在 121℃灭菌20min～30min制备得到。

[0041] 在本实施例中，所述牛肉膏蛋白胨培养基和斜面培养基可以包括：蛋白胨10g/L，氯化钠5g/L，牛肉膏5g/L。斜面培养基的pH值可以为7.0～7.2，培养基可以在121℃灭菌
30min后制备得到。当然，在发明的菌株在分离纯化过程中也可以选择其他种类的分离培养
基以代替牛肉膏蛋白胨培养基。

[0042] 在本实施例中，所述嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌为好氧型，进一步的为严格好氧型，只在好氧条件下可以使用。

[0043] 在本实施例中，所述嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌可以在pH 为5.0～10.0，盐浓度0％～4％，温度15～70℃的条件下生长。进一步的，可以在pH为6.5～7.5，温
度50～55℃，盐浓度0.5％～1％的条件下生长。

[0044] 在本实施例中，将所述嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌在牛肉膏蛋白胨培养基上培养24h后形成的菌落为圆形或不规则状，48h后菌落为圆形，乳白色(白色)，直
径为2mm～3mm，边缘不整齐，呈现扁平润湿。以上，本发明的嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空
气芽孢杆菌可同时降解磺化褐煤、磺化酚醛树脂、PMA和CMC等多种钻井液添加剂，解决了以
往分离的菌株只能降解单一物质，需使用复合菌系处理污染物的难题。且分离的菌株适应
耐碱和盐能力强，能在pH 5.0～10.0和盐浓度0％～4％添加下发挥钻井固废添加剂降解作
用，生长温度范围广(15℃～70℃)。并且，所述嗜热脱氮芽孢杆菌和/或苍白空气芽孢杆菌
能够修复水基钻井液固废污染的介质，所述介质为土壤、水和空气。所述嗜热脱氮芽孢杆菌
和/或苍白空气芽孢杆菌能够对水基钻井固废的总有机碳(total organic carbon)TOC进
行降解。驯化分离获得菌株经过培养扩大，作为磺化体系水基钻井固废生物强化处理的生
物制剂。这里，所述培养扩大包括步骤：将获得的菌株接种于牛肉膏蛋白胨液体培养基活化
16小时，按5％接种量接种于扩大培养基(蛋白胨5g、蔗糖10g、牛肉膏1g、氯化钠10g、自来水
‑1
1L、pH 7.0，121℃灭菌30min)，50～55℃、通气量1.2L·min ，当菌液OD600达到1.0时，即为
液体生物制剂；将液体生物制剂按25％混入有机肥中可制备获得固体生物制剂。

[0045] 在本实施例中，加入占所述第一混合物重量5～15％wt的营养剂混合均匀，获得第二混合物。将第二混合物转移至发酵罐中，在温度为50～70℃，转速 2～4转/小时、每间隔
12h进行充气增氧、湿度为30％～35％条件下处理2～4天，获得第三混合物。这里，所述发酵
罐可为自旋式夹层加温控湿充气发酵罐。高温降解菌主要针对石油烃、磺化褐煤、磺化酚醛
树脂、PMA和CMC等污染物进行降解。经过高温阶段处理后，污染物(浸出液中COD含量)降解
达 70％以上。

[0046] 在本示例性实施例中，制备磺化体系水基钻井固废生物强化处理用常温生物制剂。其中，所述生物制剂为粪产碱菌酚亚种GFB‑14或其菌悬液或其培养液或其发酵产物。然
而本发明不限于此，其它具有相同或相近功能的微生物，例如短波单胞菌GFB‑6、短小芽孢
杆菌GFB‑8等也可以。具体来讲，磺化体系水基钻井固废经高温降解后，大部分污染物被降
解，利用常温生物制剂对余下部分污染物(约0～30％)进行降解。这里，利用常温降解菌剂
对未降解的部分污染物进行可以降低处理成本，提高经济效益。

[0047] 在本示例性实施例中，所述制备生物制剂可包括步骤：

[0048] S01，采集样品。从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品。例如，可以利用无菌采样袋从石油天然气钻井井场采集钾聚磺体系水基钻井固废样品。所述水基
钻井固废样品可以为陈旧或新鲜磺化体系水基钻井固废、磺化体系水基钻井固废污染土壤
或水体、磺化体系水基钻井液污染土壤或水体样品。所述样品即为粪产碱菌酚亚种
Alcaligenes faecalis subsp. phenolicus GFB‑14的来源。

[0049] S02，粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14的驯化。

[0050] 向所述采集的水基钻井固废样品中，加入水基钻井液添加剂、有机质以及氮源得到混合物。用蒸馏水调节混合物的含水量在28％～30％并置于25℃～32℃条件下培养。在
上述条件下可以使能够降解水基钻井固废添加剂的菌种大量繁殖。然后淘汰掉无降解能力
的微生物(菌株)，逐步提高水基钻井液添加剂的浓度，以驯化出对添加剂的降解能力强和
耐受力强的降解高效菌。所述有机质可以为玉米秸秆、米糠等易降解的有机质。所述氮源可
以为氮肥，所述氮肥可以是碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。添加上述的有机质和氮肥是为了
保持所述混合物中的碳氮比在15～20:1之间以利于菌株的生长，例如，碳氮比可以为18:1。
将上述含水量控制在28％～30％，温度控制在25℃～32℃是为了菌株有更好的生物生产环
境。含水量过低会导致生长环境太干燥，导致菌株缺氧。培养的温度太高或者太低都不适宜
菌株的生长。进一步的，所述含水量可以控制在29％，培养的温度可以为30℃。

[0051] 进一步的，所述水基钻井液添加剂包括磺化褐煤、磺化酚醛树脂、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酸钾(K‑PAM)。

[0052] S03，粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14的分离纯化。

[0053] 对含有降解高效菌的混合物进行分离纯化，将分离纯化后的菌株保存备用。进一步的，将分离纯化后的菌株接种至斜面培养基上保存备用。所述分离纯化过程中所使用的
器皿和水均为100％无菌。

[0054] S04，对粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14进行复筛。

[0055] 分别制备包含多种类型水基钻井液添加剂中单一水基钻井液添加剂的培养液(即每一种水基钻井液添加剂对应制备一种培养液，每一种培养液中含有单一种类的水基钻井
液添加剂)，在各培养液中均接种所述分离纯化后的菌株，测定培养液目标底物的降低量
(水基钻井液添加剂的降解量)，选取对各种水基钻井液添加剂降解率均较高的菌株即为本
发明的粪产碱菌酚亚种 Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14。将得到的粪
产碱菌酚亚种 Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14接种至斜面培养基并于
4℃保存。在选取对各中水基钻井液添加剂的过程中可以选取降解率大于5％的菌株，例如，
可以选取降解率大于7％的菌株。

[0056] 以上，当所述水基钻井液添加剂为磺化褐煤、磺化酚醛树脂、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酸钾(K‑PAM)时，所述水基钻井液添加剂培养液分别可以为含磺化褐煤的培养液，
含磺化酚醛树脂的培养液，含羧甲基纤维素的培养液以及含聚丙烯酸钾的培养液。选取上
述对4种添加剂降解率均较高的菌株即可以得到本发明的粪产碱菌酚亚种Alcaligenes
faecalis subsp. phenolicus GFB‑14。

[0057] 在本实施例中，所述分离纯化的方法可以采用稀释平板涂布法和平板划线法进行分离纯化。进一步的，所述分离纯化的方法可以包括：

[0058] S100，将含有降解高效菌的混合物振荡混匀，按不同比例稀释后得到不同浓度稀释溶液。例如，将含有降解高效菌的混合物盛入有无菌水的三角瓶中振荡混匀。所述不同浓
度稀释溶液的浓度范围可以是在0.1％～4％的质量浓度范围之间选择。

[0059] S200，将所述不同浓度稀释溶液分别涂布于不同的牛肉膏蛋白胨平板上， 28℃～30℃，例如在29℃恒温培养24～36小时。

[0060] S300，将不同牛肉膏蛋白胨平板上形成的菌落接种到新的牛肉膏蛋白胨平板上并连续划线分离直至得到菌落和菌体特征一致的菌落，完成分离纯化。

[0061] 在本发明示例性实施例中，所述含有单一水基钻井液添加剂的培养液可以包括：

[0062] 对于含有磺化酚醛树脂的培养液包括：磺化酚醛树脂0.4g/L～0.6g/L， NaHPO40.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L， MgSO4·7H2O 0.4g/L
～0.6g/L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，磺化酚
醛树脂0.5g/L，NaHPO4 0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，
MnSO4·H2O 0.04g/L，CaCL2 0.004g/L。

[0063] 对于含磺化褐煤的培养液：磺化褐煤0.4g/L～0.6g/L，NaHPO4 0.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L，MgSO4·7H2O 0.4g/L～0.6g/L，MnSO4·
H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，磺化褐煤0.5g/L，NaHPO4
0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L， MgSO4·7H2O 0.5g/L，MnSO4·H2O 0.04g/L，CaCL2
0.004g/L。

[0064] 对于含有羧甲基纤维素的培养液包括：羧甲基纤维素0.4g/L～0.6g/L， NaHPO40.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L， MgSO4·7H2O 0.4g/L
～0.6g/L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，羧甲基
纤维素0.5g/L，NaHPO4 0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，
MnSO4·H2O 0.04g/L，CaCL2 0.004g/L。

[0065] 对于含有聚丙烯酸钾的培养液包括：聚丙烯酸钾0.4g/L～0.6g/L，NaHPO4 0.1g/L～0.3g/L，KH2PO4 0.9g/L～1.1g/L，乙酸铵0.2g/L～0.4g/L，MgSO4·7H2O 0.4g/L～0.6g/
L，MnSO4·H2O 0.03g/L～0.05g/L，CaCl2 0.003g/L～0.005g/L。进一步的，聚丙烯酸钾
0.5g/L，NaHPO4 0.2g/L，KH2PO4 1.0g/L，乙酸铵0.3g/L， MgSO4·7H2O 0.5g/L，MnSO4·H2O
0.04g/L，CaCL2 0.004g/L。

[0066] 以上，对于含有各添加剂的培养液，pH值可以为7.0～7.2。各培养基在 121℃灭菌20min～30min制备得到。

[0067] 在本实施例中，所述牛肉膏蛋白胨培养基和斜面培养基可以包括：蛋白胨10g/L，氯化钠5g/L，牛肉膏5g/L。斜面培养基的pH值可以为7.0～7.2，培养基可以在121℃灭菌
30min后制备得到。当然，在发明的菌株在分离纯化过程中也可以选择其他种类的分离培养
基以代替牛肉膏蛋白胨培养基。

[0068] 在本实施例中，所述粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicusGFB‑14为好氧型，进一步的为严格好氧型，只在好氧条件下可以使用。

[0069] 在本实施例中，所述粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicusGFB‑14可以在pH为5.0～10.0，盐浓度0％～4％，温度15～45℃的条件下生长。进一步的，可
以在pH为6.5～7.5，温度28～35℃，盐浓度0.5％～1％的条件下生长。

[0070] 在本实施例中，将所述粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14在牛肉膏蛋白胨培养基上培养24h后形成的菌落为圆形或不规则状，
48h后菌落为圆形，乳白色(白色)，直径为2mm～3mm，边缘不整齐，呈现扁平润湿。

[0071] 以上，本发明的粪产碱菌酚亚种Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus GFB‑14可同时降解磺化褐煤、磺化酚醛树脂、PMA和CMC等多种钻井液添加剂，解决了以往分离的
菌株只能降解单一物质，需使用复合菌系处理污染物的难题。且分离的菌株适应耐碱和盐
能力强，能在pH 5.0～10.0和盐浓度0％～4％添加下发挥钻井固废添加剂降解作用，生长
温度范围广(15℃～45℃)。并且，所述粪产碱菌酚亚种能够修复水基钻井液固废污染的介
质，所述介质为土壤、水和空气。所述粪产碱菌酚亚种(Alcaligenes faecalis
subsp.phenolicus) GFB‑14能够对水基钻井固废的总有机碳(total organic carbon)TOC
进行降解。驯化分离获得菌株经过培养扩大，作为磺化体系水基钻井固废生物强化处理的
常温生物制剂。这里，所述培养扩大包括步骤：将获得的菌株接种于牛肉膏蛋白胨液体培养
基活化16小时，按5％接种量接种于扩大培养基(蛋白胨5g、蔗糖10g、牛肉膏1g、氯化钠10g、
‑1
自来水1L、pH 7.0，121℃灭菌30min)，28℃～35℃、通气量1.2L·min ，当菌液OD600达到
1.0时，即为液体生物制剂；将液体生物制剂按25％混入有机肥中可制备获得固体生物制
剂。

[0072] 在本示例性实施例中，将所述常温生物制剂和第三混合物按重量比为 0.1～0.5％wt混合均匀，得到第四混合物。将第四混合物转移至处理场所，在 15～35℃、湿度
22％～30％、处理55～57天，获得绿化种植土。具体来讲，将上述步骤制备的高温生物制剂
和待处理的磺化体系水基钻井固废按重量比为 0.3～1.0％wt：1混合均匀。将第四混合物
转移至处理场所，在15～35℃、湿度 22％～30％、处理55～57天，获得绿化种植土这里，与
现有的微生物、土壤和植物联合处理钻井固废工艺相比，处理周期缩短60～90天。所述处理
场所可为处理池、处理罐或处理箱。所述营养剂可包括有机肥、秸秆、麸皮和米糠中至少一
种。所述绿化种植土浸出液COD＜100mg/L、发芽指数＞80％、有机质含量＞50g/kg、有效氮
＞100mg/kg、有效磷＞85mg/kg以及速效钾＞9000 mg/kg。上述范围均满足绿化种植土壤
CJ/T 340‑2016 III类标准要求。

[0073] 本发明另一方面提供了一种绿化种植土。

[0074] 在本发明的另一个示例性实施例中，所述绿化种植土可通过上述一个示例性实施例所述的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺得到，所述绿化种植土可包括100～
120g/kg有机质、90～100mg/kg有效磷、9000～10000mg/kg 速效钾、130～170mg/kg有效氮、
以及余量质地壤土。

[0075] 综上所述，本发明的有益效果可包括以下内容中的至少一项：

[0076] (1)本发明的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺，与现有的微生物、土壤和植物联合处理钻井固废工艺相比，其减少自然土添加和覆盖种植植物环节，工艺步骤更加
简单，减少破坏自然环境的风险；

[0077] (2)本发明中磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺处理过程简单，无需对钻井废弃泥浆进行混凝、曝气充氧、pH调节和调温等预处理，便于现场操作管理；

[0078] (3)本发明的磺化体系水基钻井固废生物强化处理工艺增加了高温生物强化处理环节，处理达标周期≤60天，与现有的微生物、土壤和植物联合处理钻井固废工艺相比，处
理周期缩短60～90天。

[0079] 尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。