生物处理压裂返排液的效果及代谢调控机制研究

发布时间：2020-11-12 03:11

　　 压裂是一种重要的改善油流环境的采油技术,压裂作业完成后返排至地表即为压裂返排液。压裂返排液具有粘度大、COD值高、含有多种化学试剂,处理难度较大的特点,已经成为油田的主要污染物之一,将未经处理的压裂返排液直接外排,会对环境以及土壤等造成严重的污染。因此对压裂返排液进行处理并循环利用,对油田环境保护和降低成本等方而具有重要意义。生物处理压裂返排液效率高、无二次污染,近年来逐渐成为研究热点。本文利用微藻—微生物混合培养形成藻菌共生系统高效处理压裂返排液,优化培养微藻条件,深入分析微藻—微生物混合培养处理压裂返排液时的污染物去除机理及藻脂肪合成代谢调控机理。采用藻菌共生系统处理压裂返排液,利用响应面法研究返排液稀释倍数、好氧菌投加量、pH三因素以及对小球藻藻密度的影响。实验结果表明,对小球藻生长密度影响大小依次是pH、好氧菌投加量、压裂返排液稀释倍数;通过实验数据选择并建立二阶数据模型,并分析该模型可靠性和拟合性为良好,最终建立三因素与响应值之间的回归模型方程,通过方程求解得到藻—好氧菌混合培养的最优条件为:压裂返排液稀释倍数为4.33、好氧菌投加量为42mg/L、pH为6.7,最优化小球藻密度可达2.522g/L;通过响应面优化分析三因素的交互作用,结果表明压裂返排液稀释倍数和好氧菌投加量之间交互作用极显著,稀释倍数和pH之间以及好氧菌投加量和pH之间都存在一定的交互作用。利用藻菌共固化与厌氧污泥联合处理压裂返排液,考察好氧菌投加量、厌氧污泥投加量、水力停留时间三种因素对压裂返排液COD去除率效果的影响。实验结果表明,对处理效果的影响大小依次为厌氧污泥投加量、水力停留时间、好氧菌投加量。通过实验数据选择并建立二阶数据模型,并分析模型拟合性良好,最终建立回归模型方程;综合考虑压裂返排液污染物去除效果确定最优处理条件为:好氧菌投加量为20mg/L、厌氧污泥投加量为43.78%、水力停留时间分别取为44h、最优化COD去除率可达42.13%。通过响应面图分析三因素的交互作用,结果表明好氧菌投加量和水力停留时间之间以及厌氧污泥投加量和水力停留时间之间都有一定的交互作用,并且交互作用显著,而好氧菌投加量和厌氧污泥投加量之间的交互作用并不显著。小球藻-好氧菌混养处理压裂返排液过程中测定SOD(超氧化物歧化酶)活性、ACCase(乙酰辅酶A羧化酶)活性,分析压裂返排液对小球藻抗氧化性以及脂肪合成的影响。实验结果表明,藻菌共生处理返排液时小球藻SOD活性和ACCase活性均显著升高,说明小球藻与好氧菌共同生长可以促进细胞清除活性氧,抵抗不良环境的胁迫,并且藻菌共生可以促进藻脂肪酸合成,提高生物产能效率。
【学位单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE357
【部分图文】：

图 1-1 藻菌共生机理在 1957 年，Oswald 等就将藻菌共生体系用于处理富营养液的污水，对污比较理想，藻菌共生体系的优点也尤为明显，其不仅可以处理污水达到净可以提供饵料从而抑制有害菌或病原虫对水体的破坏，也降低污水处理的用单悬浮藻或者单细菌处理污水来说，它还具有其他特点，比如修复水体

配置压裂返排液所需仪器

待用压裂返排液
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本文编号：2880154