含油污水处理系统中硫酸盐还原菌抑制技术试验研究

摘要

油田系统中由于硫化物造成设备腐蚀、滤料污染等危害日趋严重。资料表明，硫酸盐还原菌(SRB)是导致地面系统硫化物产生的根源。目前，大庆油田普遍采用杀灭 SRB的办法来控制 SRB造成的危害，主要有物理杀菌法和化学杀菌法，均取得了显著效果。近年来，生物抑制方法受到越来越多研究人员的重视。生物抑制方法指利用微生物之间的共生、竞争和拮抗关系抑制 SRB。反硝化细菌(DNB)在生存习性上与SRB非常接近，当系统中含有一定量的硝酸盐时，会影响 SRB还原硫酸盐，从而达到抑制 SRB活性的目的。通过调研大庆油田现有资料，考察大庆油田地面系统中原生反硝化细菌的反硝化能力与SRB还原硫酸盐能力的相对水平，考察大庆油田不同油藏系统的微生物群落结构；通过室内试验模型，考察反硝化抑制硫酸盐还原过程中的最佳生态因子，确定反硝化作用抑制硫酸盐还原作用的操作条件。
　　通过对硝酸盐和硫酸盐还原的动力学分析得出，在相同的碳源和环境条件下，硝酸盐还原基本上在9小时内完成，而硫酸盐还原在12小时内也不能完全还原，表明 DNB比 SRB有较强的还原能力。乙酸、乙醇和乳酸是适于DNB生长的碳源，而乳酸同时是适于SRB生长的碳源。选用前两种作为抑制系统的碳源时，抑制效果较好，SRB活性很低。同时，COD量也影响抑制效果，随 COD的相对含量降低，DNB和SRB对基质的竞争越激烈，抑制效果越好。
　　运行厌氧的ABR反应器进行连续流试验，改变底物（投加硝酸盐使反硝化细菌大量的繁殖，在底物竞争中，硫酸盐还原菌失去或转变其功能，导致生物活性降低，进而抑制硫酸盐还原菌的生长，实现生物的反硝化抑制。试验对反硝化的可行性进行考察，确定运行最佳生态因子。结果表明，NO3-的加入能够有效的抑制S2-的产生，SO42-/NO3-比值和COD是实现抑制的最重要生态因子，最佳SO42-/NO3-为1:1，较低的COD抑制效果更明显； SO42-/NO3-＝1:1时，抑制效果最明显，抑制率达100％，出水中未检测到硫离子。
　　分别采用常规水驱含聚污水和聚驱含油污水作为进水，对实验出水进行监测，采用现场的水样中硫化物和硝酸盐含量较低，经反应处理后，出水中的硫化物含量降为0，硝酸盐有少量残留。

目录

含油污水处理系统中硫酸盐还原菌抑制技术试验研究

STUDY ON THE RESTRAIN TECHOLOGY OF SULFATE REDUCING BACTERIA IN OILY WASTEWATER TREATMENT SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 硫酸盐还原菌SRB的研究进展

1.1.1 硫酸盐还原菌的种属

1.1.2 硫酸盐还原菌的生态条件

1.1.3 SRB在硫循环体系中的地位和作用

1.1.4 硫酸盐还原菌SRB的应用和危害

1.1.5 硫酸盐还原菌的抑制研究

1.2 反硝化工艺的进展

1.3 生物抑制

1.3.1 生物抑制概述

1.3.2 反硝化细菌DNB对硫酸盐还原菌SRB的抑制

1.3.3 生物防治手段在SRB腐蚀领域研究前景

1.4 本课题研究的目的及内容

1.4.1 课题来源

1.4.2 研究的目的及意义

1.4.3 主要研究内容

第2章 实验方法与实验设计

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 实验设计

2.4 实验概述

第3章 反硝化抑制硫酸盐还原静态试验机理分析

3.1 间歇试验设计

3.2 试验方法

3.3 硝酸盐与硫酸盐还原相对能力分析

3.3.1 硝酸盐还原能力分析

3.3.2 硫酸盐还原能力分析

3.4 最佳生态因子分析

3.4.1 S/N比对抑制效果的影响

3.4.2 COD对抑制效果的影响

3.4.3 碳源对抑制效果的影响

3.5 反硝化抑制硫酸盐还原机理探讨

3.5.1 DNB和SRB对基质的竞争作用

3.5.2 反硝化中间产物抑制作用

3.5.3 自养硝酸盐还原菌的氧化作用

3.6 本章小结

第4章 连续流试验最佳生态因子研究

4.1 室内连续流试验的运行效果

4.1.1 反应器的快速启动阶段

4.1.2 反应器的稳定运行阶段

4.2 小试试验

4.2.1 油田常规水驱含油污水的小试试验

4.2.2 油田聚驱含油污水的小试试验

4.2.3 填料中生物相的观察

4.3 本章小结

结 论

参考文献

附 录

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢

个人简历