基于钻井废水处理的微生物降解菌筛选及降解特性研究

摘要

钻井废水是钻井作业过程中产生的一类工业废水，含油量大，COD高。如果不加任何处理直接排放到环境中，会对土壤、地下水等产生极大的危害。目前对于钻井废水所采用的传统处理方法存在很多不足，如化学方法中会使用大量化学试剂，会对环境造成二次危害。因此，使用研究生物法处理钻井废水，对于控制钻井现场的环境污染有重要意义。本课题采用生物法处理钻井废水，通过自然选育和诱变选育的方式，得到了高效柴油降解混合菌B4-53，研究了混合菌的最宜培养条件和降解条件及基础反应动力学研究，并研究了其降解钻井废水COD的性能。全文开展的主要研究工作及获得的主要研究结果如下：
　　通过对自然环境中微生物定向选育，获得了能降解柴油的8组混合菌，但其对柴油的利用率不高。因此通过驯化等方式对进行微生物降解性能进行优化，在15d的驯化周期结束后，混合菌B4对柴油3d的降解率由27.3％提高到了40.7%。通过紫外诱变、筛选，得到了一组高效柴油降解混合菌B4-53，其对柴油的降解能力大幅提高，3d内柴油降解率达到76.7%。
　　通过改变培养条件中pH、温度、接种量、摇床转速和NaCl浓度等参数开展了混合菌生长与降解特性研究，研究发现适宜混合菌B4-53生长的条件为：pH值6-8，温度24-36℃，接种量15-20%，转速140-160r/min，NaCl浓度0.6g/L。其中，最适降解条件为：pH值7，温度32℃，接种量20%，转速160r/min。通过考虑初始柴油浓度对混合菌B4-53的降解效率研究，发现混合菌对2000mg/L以下的初始柴油浓度均有降解能力，其中当柴油初始浓度为100mg/L时，混合菌对柴油的降解率能达到93.0%。
　　在此基础上，课题开展了混合菌降解柴油的生化反应动力学研究，通过计算得到混合菌最大比生长速率μmax=0.09h-1，半饱和常数Ks=0.20g/L，基质消耗动力学中最大细胞得率Y*x/S=0.015，细胞维持常数m=0.268h-1。
　　对钻井废水中有机物降解条件的实验结果表明最适降解条件为pH值7，温度30℃，曝气量100mL/min，在最适条件下，混合菌对废水中 COD的去除率到达87.9%。

目录

1 综述

1.1 钻井废水的来源和危害

1.2 钻井废水物理化学的处理方法

1.3 钻井废水生物的处理方法

1.4 石油烃降解微生物

1.5 微生物诱变育种

1.6 混合菌B4-53降解柴油动力学研究

2 高效柴油降解菌的选育

2.1 前言

2.2 实验材料与设备

2.3 实验方法和步骤

2.4 实验结果与讨论

2.5 本章小结

3 B4-53生长及降解特性的研究

3.1 前言

3.2 实验菌种

3.3 实验材料与设备

3.4 实验方法与步骤

3.5 实验结果与讨论

3.6 本章小结

4 高效柴油降解菌B4-53反应动力学和对废水处理研究

4.1 前言

4.2 实验方法与步骤

4.3 实验结果及数据处理

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 后续工作的展望

致谢

参考文献