石油污染土壤处理新技术——植物型微生物燃料电池的适用性

石油在炼制、储运和使用过程中对土壤造成污染,处理难度高。针对这一问题,以受石油污染的土壤为阳极底泥,构筑植物型微生物燃料电池（PMFC）。通过检测输出电压、功率密度、表观内阻和石油去除率,对电池植物和电极材料进行优选,并用优化后的PMFC探究其适用性和石油含量的范围。结果表明,绿萝在PMFC的厌氧环境中不能成活,而白鹤芋-PMFC的产电性能和降解性能均优于香菇草-PMFC;碳毡-PMFC的产电性能和降解性能较碳海绵-PMFC有明显的提升。以白鹤芋为电池植物、碳毡为电极材料的PMFC适用于石油含量为1～15 g/kg的污染土壤,并且随着石油含量的增加,PMFC的产电性能和降解性能均呈现出先升高后降低的趋势,最佳石油含量适用范围为5～10 g/kg。PMFC技术为石油污染土壤处理提供了一种新的思路,能在有效处理土壤污染问题的同时发电,实现双赢。     

安塞油田含油污泥井场微生物降解处理技术研究

安塞油田井场较为分散、含油污泥量产出量大，需要选择合理的处理工艺技术来降低拉运成本及可能造成二次污染的隐患风险。从井场合油污泥的物理与化学性质分析入手，对油田含油污泥进行微生物降解试验研究。通过对含油污泥在不同温度、湿度、含油等降解影响因素分析的基础上，找出适合的优势微生物菌种，确定了最佳降解处理环境条件。并进行微生物降解处理试验，污泥含油量得到了明显的降低，取得了较好的处理效果。     

生物制剂清洗+微生物降解处理油田含油污泥技术研究

含油污泥是新疆油田固态污染物的重要组成部分,其减量化和无害化对于石油污染的控制和治理具有重要意义。为了解决这个问题,通过生物制剂清洗和微生物降解处理相结合的方式对中国石油新疆油田新港公司含油污泥进行处理,使含油污泥中的矿物油得到了有效去除。通过单因素试验和响应面优化得到最优反应参数;初始含油污泥含油率为28.23%,单因素优化后含油污泥的含油率为6.48%,响应面优化后含油污泥的含油率为3.04%。进一步利用枯草芽孢杆菌XG02对复合制剂洗脱后的含油污泥进行微生物降解处理,20天后污泥含油率仅为0.45%,达到新疆维吾尔自治区地方标准DB65/T 3998—2017 《油气田含油污泥综合利用污染控制要求》中对矿物油含量的要求。     

产表面活性剂菌与稠油降解菌复配对原油黏度的影响

稠油微生物降解是微生物采油的重要机理之一,但其效率较低,不能明显改变稠油化学组成,降低稠油黏度,从而影响采油效率。针对这一问题,将产表面活性菌与稠油降解菌复配,通过测定菌种作用前后原油的黏度确定产表面活性菌与稠油降解菌的最佳复配比例;通过原油四组分分析和变性梯度凝胶电泳,研究了生物表面活性剂对稠油生物降解的强化作用。结果表明,产表面活性菌T-1、X-3与稠油降解菌QB26、QB36适宜的复配体积比为2∶2∶1∶1。菌种复配作用后,稠油黏度明显降低,与单独使用降解菌相比降黏率平均提高33.1%,胶质与沥青质平均降解率提高8.0%和4.9%。产表面活性剂菌的加入增加了表面活性剂含量,降低了胶质沥青质等相对重质组分的含量;产表面活性剂菌通过产生表面活性剂,使原油降黏增溶,形成小液滴,易于被稠油降解菌捕获降解,不仅降低稠油黏度,还提高了稠油降解菌的数量。生物表面活性剂对稠油生物降解具有明显的强化作用,在微生物采油技术中具有良好的应用潜力。图1表1参19     

聚驱后油藏产多糖微生物多样性与功能分析

通过16SrDNA克隆建库方法对大庆北二西油藏微生物调剖过程中和调剖后4个不同油井(B2-D4-P45井、B2-4-P47井、B2-4-P49井和B2-5-51井)3个不同时间段的样品经选择富集后的产多糖微生物群落进行研究。结果表明,主要的产多糖菌为爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis)和爱媛芽孢杆菌(Bacillus ehimensis),经分离纯化得到一株纯菌DT-1,与爱媛类芽孢杆菌的16SrDNA序列同源性达到99%。调剖过程中主要激活了3类产多糖菌,调剖1年后微生物多样性明显增加,产生物表活剂菌和降解石油烃菌都被共同激活。     

克拉玛依油田微生物菌种筛选及驱油效率试验

针对试验区油藏地质情况,从室内保藏菌种筛选出降解原油性能突出菌、产酸性能突出菌和产生物表面活性剂性能突出菌等不同驱油菌种;模拟试验区油藏条件,进行了室内微生物驱油试验,考察了不同功能菌种的驱油效率,菌种和营养剂不同注入方式的驱油效率,不同菌剂段塞质量分数的驱油效率,菌种在岩心中不同发酵时间对驱油效率的影响,菌种产气量与驱油效率的关系等。     

采油微生物生理生化特征研究

准确了解掌握采油菌种的生理生化特征，可以为菌种的后期保藏、培养及筛选更适合微生物采油的菌种提供理论基础。对室内保藏的74株采油菌种进行了菌落、菌体形态观察，革兰氏染色分类，并对菌株的糖发酵实验、厌氧硝酸盐产气实验、产硫化氢实验以及运动性能等生理生化特征进行了分析测定。结果显示，74株菌中大多数菌为革兰氏阳性菌，其中部分菌具有兼性厌氧、产酸、不产硫化氢、运动能力强、厌氧硝酸盐产气等特性。这些特性都有利于微生物采油。     

高效原油降解菌的分离鉴定及降解特性分析

为了明确地域微生物对原油的降解功效、确保延长油田微生物+膜处理含油污水工艺的平稳运行,从陕北吴起县石油污染的农田土壤中筛选出6株具有原油降解作用的菌株。通过形态学观察、生理生化实验、分子生物学鉴定(16Sr DNA)和气相色谱质谱联用(GC-MS)分析,研究了菌株的生长特性以及对原油的降解率。结果表明,筛选的6株菌分别为P1氧化微杆菌(Microbacterium oxydans)、P2中间苍白杆菌(Ochrobactrum intermedium)、P3粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)、P4侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporus)、P5寡养单胞菌(Stenotrophomonas)和P6铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),培养驯化7 d后对原油的降解率分别为83.47%、81.60%、85.30%、81.11%、90.58%和93.16%;菌株对原油中长碳链烃类的降解效果显著,可在降解过程中产生一定量的表面活性物质,发酵液基质表面张力的最大降幅为53.19%。     

石油降解菌的复配及降解效果评价*

为了高效修复陕北定边油田附近的原油污染土壤,从当地含油污染土壤中筛选了5株原油降解菌,通过生理生化实验及16S rDNA序列分析鉴定分离的降解菌种类,采用正交实验方法探究和建立高效的混合菌修复体系并分析菌株的降解产物,选用表面活性剂Tween80刺激微生物进一步提高对石油的降解效率。研究表明,从含油污染土壤中筛选的5株原油降解菌株分别为D-1纤维单胞菌、D-3黏质沙雷氏菌、C-2无色杆菌、D-5不动杆菌和A-3铜绿假单胞菌。通过测定菌株在LB培养基和石油培养基中生长状态、GC-MS分析菌株降解石油的残留组分,将筛选的D-5、C-2、A-3进行复配,各菌株对原油降解的影响效果D-5A-3C-2,菌株最佳复配比D-5∶C-2∶A-3=5∶1∶5。在温度35℃、pH 7.5、摇床转速180 r/min、菌液加量6%,Tween80含量为5 cmc的降解条件下,混合菌群对原油的降解效果可以达到87.12%,有效促进原油污染土壤的高效修复。图12表6参29     

大庆油藏本源微生物生态分布规律的研究

调查了大庆油田本源菌的分布状态,进行了激活油藏本源微生物的研究。实验表明,水驱后和聚合物驱后的油藏中生长着好氧性烃氧化菌、厌氧或兼性厌氧的硫酸盐还原菌、石油烃降解菌、腐生菌、铁细菌、发酵菌、硫细菌、产乙酸盐菌、产甲烷菌、糖蜜菌、反硝化菌等11种本源微生物。同时,水驱后的油藏中总菌数比聚合物驱后的油藏高2个数量级,本源微生物之间的生长具有相关性,存在协同代谢作用,而且油藏经多年注水开发已经形成了较稳定的微生物菌群,适合采用激活本源微生物采油技术。     

生物热洗+微生物降解技术处理含油污泥的室内实验研究

为解决一直困扰油田的含油污泥处理难题,进行了“生物热洗+微生物降解”工艺处理含油污泥的创新性实验。对非离子型生物表面活性剂S1、阴离子表面活性剂R2和无机清洗助剂N2,通过正交实验确定了最优药剂配比(质量比)为S1∶R2∶N2=0.08∶0.03∶0.15;对生物热洗的工艺条件进行探索,确定最佳工艺条件清洗温度为60℃,液固比为5,清洗时间为50 min。对经过生物热洗后残留的石油,进行了3种条件下的微生物堆肥降解实验。实验结果表明:3^#实验(含油污泥+锯末+营养物质+菌剂+复合生物表面活性剂A1)降解率达到85.5%,相比1^#实验(含油污泥+锯末+营养物质)和2^#实验(含油污泥+锯末+营养物质+菌剂)降解率分别提高了71.0%和23.7%。最终经过“生物热洗+微生物降解”工艺处理后的含油污泥含油率降至0.8%,并且可以较好地回收油泥中的石油。本实验研究为下一步的现场应用提供了依据。     

含油污泥的无害化和资源化研究

在对马寨含油污泥成分分析的基础上，用固化的方法对马寨含油污泥进行无害化和资源化研究。加入水硬性固化剂，将含油污泥中的油、硫化物、有机和无机有害物质固化包裹在惰性固化基材中，大幅度降低了含油污泥中有害离子及有机物对环境的污染。固化后的固化体抗压强度接近国家一级烧结砖的标准，能满足部分建筑用砖要求，实现了马寨含油污泥的资源化利用。     

含油污泥调剖技术的研究与应用

含油污泥是油田开发过程中产生的污染之一,河南油田每年产出近5×104 m3的含油污泥,为充分回收利用含油污泥,引进了含油污泥调剖技术,通过对含油污泥进行化学剂处理,使其变成活性稠化的调剖剂,能有效地封堵高渗透地层,提高注入水波及体积。现场试验表明,该技术能较好地解决污泥污染与利用问题,提高回注污水水质,有显著的社会效益和经济效益。     

凝胶型含油污泥调剖体系的制备及调剖效果评价

针对含油污泥调剖剂注入困难和容易二次采出的问题,采用SEM 测定并分析了胜利油田含油污泥微观形貌和组成特征。分析了不同类型分散剂对含油污泥分散特性的影响,优选出分散剂Na2CO3 的适宜加量为0.8%~1.0%。通过流变性实验分析了4 种悬浮剂对含油污泥悬浮性能的影响,确定出适宜的悬浮剂及其加量;在此基础上加入成胶剂和引发剂制成凝胶型含油污泥调剖体系。测定了含油污泥凝胶调剖剂的断裂应力,并通过物理模拟实验评价了调剖效果。结果表明,在储层条件下生成的凝胶型含油污泥调剖剂不会发生脆性破坏,能有效提高原油采收率5.5%。     

Microbial diversity and functionally distinct groups in produced water from the Daqing Oilfield, China

The microbial community structure and functionally distinct groups in three kinds of produced water samples from the shallow,mesothermic and low-salinity Daqing oil reservoir were systematically evaluated using both culture-dependent and culture-independent methods.Sequence analysis of the 16S rRNA genes indicated that the bacterial library was dominated by Acinetobacter and Arcobacter and the archaeal community was dominated by Methanosaeta and Methanolinea.Two isolated methanogens were closely related with Methanothermobacter thermautotrophicus and Methanoculleus receptaculi.The fermentative bacteria were identified as Pseudomonas,Haloanaerobium,Alcalibacter,Arcobacter,and Pannonibacter.The predominant nitrate-reducing bacteria fell within the genus Pseudomonas.The dominant members of the cultured hydrocarbon-oxidizing bacteria were phylogenetically associated with Micrococcus,Pseudomonas,and Bacillus.Enrichments of biosurfactants and biopolymer producing groups mainly yielded Pseudomonas,Bacillus,and Acenitobacter-related members.The functional groups related to polymer degradation were also affiliated with Pseudomonas and Bacillus.Results from this study provide the fresh insight into the diversity of microbial communities in Daqing petroleum reservoirs.The vast pool of functional strains retrieved in this study was presumed to include the promising strains that could be applied in microbial-enhanced oil recovery in future.     

含油污泥在油田开发中的应用研究

在油田生产过程中,沉降析出的罐底含油污泥的外排,由于含油污泥量大、矿化度高、含油多,对周边环境污染严重。现介绍一种新的研究成果,即将含油污泥经化学处理后变成稠化油污泥调剖剂,用于高渗透注水井调剖,封堵强吸水孔道。现场应用表明,该技术增油降水效果显著,较好地解决了污泥的污染与利用问题,为油田治理污泥污染找到一条经济有效的途径。     

含油污泥的资源化利用

对锦西石化含油污泥进行分析和研究,根据含油污泥黏度大、固液难分离的特点,通过对含油污泥进行化学调质,运用卧螺式两相离心机进行离心分离,回收油可达到回炼要求,从而实现含油污泥的资源化利用。     

石化含油污泥的离心分离技术

对锦西石化含油污泥进行分析和研究,根据含油污泥粘度大、固液难分离的特点,通过对含油污泥进行化学调质,运用卧螺式两相离心机进行离心分离,回收油可达到回炼要求,从而实现含油污泥的资源化利用。     

The Positive Effects of Biomass Materials as Additives on Dehydration Performance and the Pyrolysis System of Oily Sludge

The focus of the research is the minimizing amount of oil sludge via dehydration. The effects of using combination of polyaluminum chloride and biomass as additives on the possible improvement of the dehydration performance (evaluated via water content of oily sludge) of oil sludge and on the yield of pyrolysis oil at 723 K were investigated. The main influencing factors of dehydration considered in the experiment are biomass species and dosage, temperature, and flocculation time. The water content of oily sludge was significantly reduced when biomass ranging from 0.5 to 3.0 wt% on dosage ratio. The best phase dehydration performance was obtained from Apricot shell of 0.5 wt% at 313–323 K at flocculate time of 30–40 min, while the highest recovery percent of pyrolysis oil (33.54%) was obtained from Walnut shell of 1.0 wt%. The results indicate that the positive effects of the biomass in oily sludge on the improvement of dehydration performance and on recovery rate of the pyrolysis oil were observed. The main reasons that the improvement of dehydration performance may be responsible for the mixtures containing different proportions of oil sludge and biomass. The pyrolysis of the mixtures can increase the yield of pyrolysis oil and the higher heating value of oily sludge.