大庆油田含聚污水微生物配套处理技术

针对常规污水处理技术难以达到处理要求的现状,大庆油田采用微生物技术处理含聚污水。文章介绍了工艺流程,分析了气浮除油、微生物反应、气浮固液分离、过滤等工艺的技术原理,微生物配套技术在试验站,1#、2#、3#含聚污水处理站的处理结果表明:出水中悬浮固体含量小于10mg/L,含油量小于10mg/L,达到SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》的要求。2#含聚污水处理站的挂片显示:微生物挂膜饱满、肥大,微生物生长良好。该技术处理效果好、不引入二次污染物,且环保效益显著。     

V~(5+)/TiO_2-SiO_2-GF复合光催化剂制备及降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2、TiO2-SiO2、V5+/TiO2-SiO2光催化剂,并分别负载于玻璃纤维布上,利用X射线衍射(XRD)和比表面及孔隙度(BET)分析技术对样品进行了表征。以甲醛的降解率来评价复合光催化剂的光催化活性。结果表明:玻璃纤维布预处理方式、TiO2与SiO2的复合配比、V的掺杂量、煅烧温度对纳米TiO2的光催化活性有影响。V5+/TiO2-SiO2复合光催化剂比表面积为143.74 m2/g,晶粒粒径为16.9 nm。     

Ca2+对污泥硝化活性和絮凝沉降性能的影响

Ca~(2+)是微生物重要的生长因子,影响污泥的活性和絮凝沉降性能.为了研究Ca~(2+)在活性污泥体系中的作用,采用比耗氧速率(SOURAOB和SOURNOB)分析硝化菌和亚硝化菌活性的变化,利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和三维荧光光谱(three-dimensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy,3D-EEM)分析胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组分和结构的变化,考察Ca~(2+)对污泥硝化活性和代谢产物的影响.结果表明,当Ca~(2+)浓度由0. 45 mmol·L-1逐渐提高至3 mmol·L-1时,SOURAOB和SOURNOB分别由6. 3 mg·(g·h)-1和2. 3 mg·(g·h)-1升高至10. 4 mg·(g·h)-1和3. 7 mg·(g·h)-1,EPS总量由68 mg·g-1增加至93 mg·g-1,污泥重絮凝能力(FA)增强.当Ca~(2+) 3mmol·L-1时,SOURAOB和SOURNOB均下降,FA维持在30%左右,污泥粒径持续增大.随着Ca~(2+)浓度的增加,由FTIR分析可知,LB-EPS和TB-EPS的主要组成基团均未发生明显变化,以氨基、酰胺Ⅰ和羧基为主;由EEM分析可知,LB-EPS组成未发生变化,在低硝化速率下,TB-EPS中存在腐殖酸类物质.低浓度的Ca~(2+)促进污泥硝化活性和絮凝性,高浓度的Ca~(2+)导致污泥硝化活性降低.     

紫外技术应用于油田含聚采出水快速降粘的研究

聚丙烯酰胺(HPAM)在提高油田采收率的同时,也为采出水的处理提出了新的挑战.采用UV254 nm处理,将其应用于油田含聚合物污水的快速降粘.研究结果表明:UV254 nm应用于聚丙烯酰胺配水时,在30 min的处理过程中,粘度由57.2 mPa·S迅速降低为2.12 mPa·S;实际含聚污水的粘度在30 min处理过程中由2.902 mPa·S降低为1.096 mPa·S.UV254 nm处理同样可以控制实际含聚污水中的悬浮物和含油量,使其在30 min的处理过程中由42.73 mg/L和38.96 mg/L分别降为20.91 mg/L和23.54 mg/L.UV254 nm在油田含聚污水处理上对粘度、含油量和悬浮物实现了较好的控制,且可以缩短处理时间,减小构筑物体积,因此可以作为传统沉降工艺的替代工艺应用于油田含聚污水的处理.     

单分子荧光技术与聚合物单链物理性质的研究

对以荧光关联光谱、荧光光子计数直方图技术、单分子荧光成像、单分子荧光散焦成像等单分子荧光技术为主要研究手段开展的关于聚合物单分子链物理化学性质的研究工作进行了总结与介绍,重点介绍了本实验室在聚电解质单链构象转变及抗衡离子分布、表界面聚合物单链动态性质、空间受限状态下聚合物单分子链及单分子链段的平动扩散、转动运动的研究工作。研究结果表明,单分子荧光技术在研究高分子单链物理化学方面具有很大的潜力,发展新的技术与方法能够大力促进我们对于高分子体系微观结构与性质的理解与认识。     

利用PCR-DGGE技术指导高温油藏中功能微生物的分离

采用PCR-DGGE技术对高温油藏的微生物群落进行了多样性分析,并将得到的信息用于指导油藏微生物的分离.本研究通过PCR-DGGE技术对油藏水样中DNA的16S rDNA V3、V8、V9 3个高可变区的扩增产物进行了比较,确定采用可得到更多微生物多样性信息的V9区引物进行PCR扩增,优势条带序列分析表明,在高温油藏中存在的微生物与GenBank数据库中α,β,y-变形杆菌和芽孢杆菌的序列相似性最高.利用多元细菌培养技术,以序列信息为指导,采用富集培养、直接培养和特殊培养的方法,从水样中分离出5株高温菌(而传统分离方法只能获得3株),其中3株高温解烃菌分别属于Bacillus属、Geobacillus属和Petrobacter属,它们能够在55℃以上兼性厌氧条件良好生长,对原油的降解率分别为56.5%、70.01%和31.87%,对原油的降粘率分别为40%、54.55%和29.09%,使原油的凝固点分别降低3.7、5.2和3.1℃.因此,序列指导和改变培养条件是分离更多有效采油微生物的改进方法,这3株高温菌的对原油的作用效果证明其具备提高石油采收率的潜力.     

生物炭强化模拟废水中高浓度苯酚的微生物降解

采用花生壳生物质废物分别在350、550和750℃条件下限氧热解制备生物炭,之后加入到苯酚污染模拟废水中,验证其强化苯酚微生物降解的效果.结果表明,未加生物炭的系统中,苯酚浓度过低(≤110 mg·L~(-1))不能使菌体达到最大浓度,苯酚浓度过高(≥420 mg·L~(-1))则会抑制菌体生长,降解率仅为43.2%,且停滞期长.添加生物炭后,苯酚去除率大幅度提高,在6～16 h时微生物进入对数生长期,苯酚浓度快速降低.2、4和6 g·L~(-1)的生物炭添加量均可使苯酚在16 h内被完全去除,高添加量的生物炭能吸附39.3%的苯酚,降低其对微生物的毒性抑制.550℃热解温度制备的生物炭取得了最好的强化效果,其pH缓冲作用可中和苯酚降解产生的酸性物质,而750℃热解温度制备的生物炭由于pH过高而使菌体难以存活.生物炭在相对低苯酚浓度下(600、800 mg·L~(-1))可显著提高其去除率,分别从29.6%、24.5%升至46.9%、36.9%.而对于初始苯酚浓度高达1000 mg·L~(-1)以上的系统,则需要海藻酸钙凝胶固定菌体到生物炭才能获得较高的降解率.     

高密度电荷阳离子聚电解质对油污泥的混凝性能

采用酯交换反应合成高密度电荷阳离子质（粘均分子量２６０×１０＾４和电荷密度４５％）,通过对油污泥的混凝处理试验,实验油、水与泥渣三相分层,油品回收率达到８５％,分离出的水达到工业排放要求,机理研究表明,高密度电荷阳离子聚电解质不权可以使粘土颗粒表面Ｚｅｔａ电位中和到０ｍＶ,而且有效地絮凝清除了粒径在２０μｍ以下的微细颗粒。     

SBBR反应器运行中生物膜胞外聚合物的变化特征

以进水、静置、曝气和排水作为SBBR反应器的运行周期,研究了在不同溶解氧和换容比条件下运行周期内生物膜EPS的产生与变化特征。扫描电镜(SEM)结果显示,生物膜由大量丝状菌组成,菌胶团和累枝虫交联聚集在其周围,生物膜外层生物相明显比内部丰富。当DO从2～3 mg/L升到3～5 mg/L时,EPS的含量从147.7μg/(mL填料)升至286.0μg/(mL填料),再升至5～6 mg/L时,EPS稍有降低至271.3μg/(mL填料)。随着换容比从1/3升高至2/3,EPS的含量逐渐从121.5μg/(mL填料)下降到86.2μg/(m L填料)。在运行周期内,进水后处于静置状态1 h的EPS产生量最大,达到148.0μg/(mL填料),此时EPS中荧光类有机物含量也最高,且以芳香性蛋白质Ⅰ(λ_(Ex)/λ_(Em)=(220～250)/(280～330)nm)、芳香性蛋白质Ⅱ(λ_(Ex)/λ_(Em)=(220~250)/(330~380)nm)和微生物沥出物(λ_(Ex)/λ_(Em)=(250～280)/(290～380)nm))为主。     

温度对SBR生物脱氮效能及胞外聚合物的影响

本实验以人工模拟废水为研究对象,采用3组SBR反应器(R_(15℃)、R_(25℃)、R_(35℃)),重点考察了温度对生物脱氮效能、胞外聚合物(EPS)含量及其组分[蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA)]的影响.结果表明,高温条件有利于促进亚硝酸型生物脱氮体系的建立,显著提高氨氮去除性能.温度对EPS及其组分具有显著影响.随着温度的升高,EPS和TB-EPS含量逐渐降低,而LB-EPS含量逐渐升高,EPS以TB-EPS为主(占69.0%~79.5%),但TB-EPS/LB-EPS比值随着温度升高逐渐降低[3.8(15℃)→3.6(25℃)→2.2(35℃)].在EPS,LB-EPS和TB-EPS中PN和DNA含量随着温度升高而降低,LB-EPS和EPS中PS含量随温度升高而增加.而TB-EPS中PS含量随温度升高而降低,且25℃是各组分浓度变化重要折点.在15℃和25℃时,PN为TB-EPS和LB-EPS的主要成分,PS次之,DNA最少,35℃时,PS成为主要成分,PN次之,DNA最少.此外,本研究也发现,在15℃和25℃时,EPS含量在硝化过程中逐渐增大,反硝化过程中逐渐降低.