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三元复合驱是一种强化采油技术,目前已应用于大庆油田,可大幅度提高原油采收率,为油田的原油稳产和可持续发展提供了技术保证。但由于聚合物、表面活性剂和碱的加入致使污水处理难度加大。微生物絮凝剂是继无机絮凝剂和有机絮凝剂之后出现的一种新型的、可自然降解的水处理剂。利用微生物絮凝剂处理油田污水具有成本低、效率高且无二次污染等优点。
本文针对三元复合驱采出污水的水质特性,通过逐量分批驯化方法从采出污水、活性污泥、湖水中分离筛选驯化出两株微生物絮凝剂高效产生菌,其中一株E-2菌产的絮凝剂对碱性高岭土悬浊液有很好的絮凝效果,另一株WZ菌产的絮凝剂对三元复合驱采出污水有良好的絮凝效果。并对这两株菌进行了16SrDNA鉴定,对这两种微生物絮凝剂进行了絮凝条件优化、成分分析和絮凝机理的初步研究。
研究结果表明,E-2菌株为解木聚糖类芽孢杆菌属(Paenibacillusxylanilyticus),其产生的絮凝剂主要分布在发酵液离心后的上清中,35℃、170r/min摇床振荡培养24h时,该微生物絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝效果最好,其最适投加量为20mL/L,最佳絮凝率达到96.82%:WZ菌株为成团泛菌属(Pantoeaagglomerans),其产生的絮凝剂同样分布在发酵液离心后的上清中。35℃、170r/min摇床振荡培养29h时,该微生物絮凝剂对采出液污水的絮凝效果最好,絮凝剂的最适投加量为25mL/L,加入2%的MgCl2溶液可以提高絮凝效果,最佳投加量为10mL/L,悬浮物去除率达到47.76%。
采用葸酮比色法、考马斯亮蓝法、紫外光谱法、红外光谱法、热稳定性分析及分子量测定对这两株菌产的微生物絮凝剂进行成分分析,综合分析得知:E-2菌产的微生物絮凝剂和WZ菌产的微生物絮凝剂主要絮凝活性物质均为糖蛋白类物质。
同时,结合成分分析结果和Zeta(ξ)电位值的测定推断出:E-2产的微生物絮凝剂絮凝机理是絮凝剂的基团与高岭土之间形成了氢键;WZ产的微生物絮凝剂絮凝机理是絮凝剂活性基团与采出污水中的悬浮物颗粒发生了复杂的化学反应。
由于微生物絮凝剂本身结构多样、性质复杂,因此,今后还应该对这两种微生物絮凝剂作进一步的研究,尤其是要深入探讨絮凝机理,为其能够工业化应用提供技术支持。