反硝化作用抑制硫酸鹽還原菌活性的技術(shù)研究.pdf

1、油田系統(tǒng)中由于硫化物造成設(shè)備腐蝕、濾料污染等危害日趨嚴(yán)重。資料表明，硫酸鹽還原菌(SRB)是導(dǎo)致地面系統(tǒng)硫化物產(chǎn)生的根源。目前，大慶油田普遍采用殺滅SRB的辦法來控制SRB造成的危害，主要有物理殺菌法和化學(xué)殺菌法，均取得了顯著效果。近年來，生物抑制方法受到越來越多研究人員的重視。生物抑制方法指利用微生物之間的共生、競爭和拮抗關(guān)系抑制SRB。反硝化細(xì)菌(DNB)在生存習(xí)性上與SRB非常接近，當(dāng)系統(tǒng)中含有一定量的硝酸鹽時，會影響SRB還原硫

2、酸鹽，從而達(dá)到抑制SRB活性的目的。通過調(diào)研大慶油田現(xiàn)有資料，考察大慶油田地面系統(tǒng)中原生反硝化細(xì)菌的反硝化能力與SRB還原硫酸鹽能力的相對水平，考察大慶油田不同油藏系統(tǒng)的微生物群落結(jié)構(gòu)；通過室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ停疾旆聪趸种屏蛩猁}還原過程中的最佳生態(tài)因子和微生物群落的動態(tài)演替規(guī)律，確定反硝化作用抑制硫酸鹽還原作用的操作條件。
　　應(yīng)用Hungate厭氧技術(shù)，從常規(guī)水驅(qū)四廠杏九聯(lián)采出液中分離到一株硫酸鹽還原功能菌株A9，該菌株為G+，短桿

3、狀，能運(yùn)動，具有硫酸鹽還原功能，產(chǎn)H2S，嚴(yán)格厭氧；能以水溶性聚丙烯酰胺(HPAM)為唯一碳源；A9菌株與Anaerofilumpentosovorans(AP716816S)的相似性水平達(dá)98％，初步鑒定可能為Anaerofilum屬的新種，暫時命名為AnaerofilumpentosovoransA9（GenBank登錄號為DQ011252）。
　　通過對大慶油田常規(guī)水驅(qū)采出液和含聚采出液的水質(zhì)分析和構(gòu)建16SrRNA克隆文庫

4、，PCR-RFLP分析與序列測定，常規(guī)水驅(qū)采出液中的細(xì)菌分別屬于5個OUT主要的優(yōu)勢類群，主要分布在變形菌門δ、β、ε、γ-變形菌綱(8%、3%、32%、30%)，梭菌綱(Clostridia)(12%)，脫鐵桿菌門脫鐵桿菌綱(Deferribacteres)(3%)；擬桿菌門擬桿菌綱(Bacteroidetes)(1%)；酸桿菌門(Acidobacteria)酸桿菌綱(Acidobacteia)(3%)以及廣古菌門甲烷桿菌綱(Meth

5、anobacteria)(4%)。其中變形菌門(Proteobacteria)占到總克隆數(shù)的73%；含聚合物采出液中的細(xì)菌分別屬于7個OUT主要的優(yōu)勢類群，主要分布在以下三個菌門中，其中包括變形菌門(Proteobacteria)占總克隆數(shù)的71.43%，δ、β、ε、γ-變形菌綱(5.71%、8.57%、28.57%、28.57%)；厚壁菌門(Firimicutes)梭菌屬(Clostridia)(25.71%)，脫鐵桿菌門(Defer

6、ribacteres)、脫鐵桿菌綱(Deferribacteres)(2.86%)。其中石油降解菌(HydrocarbonseepBacterium)、Arcobactersp.、Clostridiumcylindrosporum為優(yōu)勢菌種。
　　運(yùn)行厭氧的ABR反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)流試驗(yàn)，改變底物（投加硝酸鹽使反硝化細(xì)菌大量的繁殖，在底物競爭中，硫酸鹽還原菌失去或轉(zhuǎn)變其功能，導(dǎo)致生物活性降低，進(jìn)而抑制硫酸鹽還原菌的生長，實(shí)現(xiàn)生物的反硝

7、化抑制。試驗(yàn)對反硝化的可行性進(jìn)行考察，確定運(yùn)行最佳生態(tài)因子。結(jié)果表明，NO3-的加入能夠有效的抑制S2-的產(chǎn)生，SO42-/NO3-比值和COD是實(shí)現(xiàn)抑制的最重要生態(tài)因子，最佳SO42-/NO3-為1:1，較低的COD抑制效果更明顯；ARB反應(yīng)器中NO3-加入位置對出水中S2-影響較大，NO3-的有效作用區(qū)段為兩個單元格，有效作用時間為6h；在本實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)進(jìn)水COD=600mg/L，SO42-=600mg/L，硝酸根從第二和第五單元

8、格同時加入，SO42-/NO3-=1:1時，抑制效果最明顯，抑制率達(dá)100％，出水中未檢測到硫離子。
　　分別采用常規(guī)水驅(qū)含聚污水和聚驅(qū)含油污水作為進(jìn)水，對實(shí)驗(yàn)出水進(jìn)行監(jiān)測，采用現(xiàn)場的水樣中硫化物和硝酸鹽含量較低，經(jīng)反應(yīng)處理后，出水中的硫化物含量降為0，硝酸鹽有少量殘留。
　　對有效作用單元格反硝化功能菌種群群落組成進(jìn)行分析，采出液中絕大部分克隆的序列在數(shù)據(jù)庫中比對結(jié)果表明，主要分布在以下兩個菌門中，厚壁菌門(Frimicu