天然气钻井废水有机物高效降解菌的筛选及其特性研究

【摘要】：近年来,在大气污染问题越来越严峻的形势下,天然气作为一种清洁能源,得到了更加广泛的使用,它不仅成为现代工业的重要原料,也成为了人民生活当中的必需品,人们对天然气的的需求量不断地在增加。在这种情况下,天然气钻井的数量在断地上升,钻井过程带来的废水量也在不断地增加。利用生物法处理天然气钻井废水有机物是一种经济且不产生二次污染的方法,但由于钻井废水成分复杂,对引入的菌种不仅要求有较强的有机物降解能力,还要能适应天然气钻井废水中的复杂环境。本实验从天然气钻井废水中筛选出3株能够在钻井废水中生长的优势菌,命名为菌种1、菌种2、菌种3,再通过驯化和富集培养,从天然气井场废水池周边上壤及活性污泥中分离出2株优势菌,命名为菌种4和菌种5。通过16S rDNA测序鉴定,菌种1和菌种2属于从毛单胞菌属(Comamonas sp);菌种3属于柠檬酸倝杆菌属(Citrobacter sp),菌种4属于气单孢菌属(Aeromonas sp),菌种5属于芽孢杆菌属(Bacillus sp)。将筛选出的各个菌种进行降解天然气钻井废水有机物的对比实验,发现柠檬酸杆菌(菌种3)的降解能力最强,第7天该菌种对天然气钻井废水有机物的降解率达到最高,为62.7%。用筛选出的丛毛单胞菌(菌种2)、柠檬酸杆菌(菌种3)、气单孢菌(菌种4)、芽孢杆菌(菌种5)进行单菌株和复配菌群的天然气钻井废水有机物降解实验,发现丛毛单胞菌(菌种2)和柠檬酸杆菌(菌种3)组合的复配菌群对天然气钻井废水有机物的降解效果最好,到第5天有机物降解率达到61.8%,两种菌种之间存在协同作用;而用丛毛单胞菌(菌种2)、柠檬酸杆菌(菌种3)、气单孢菌(菌种4)分别和芽孢杆菌(菌种5)组合的复配菌群对天然气钻井废水有机物的降解效果较差,菌种5与其他菌之间可能存在抑制作用。考察不同因素对最优复配菌群(菌种2和菌种3)降解天然气钻井废水有机物的影响,发现最佳的降解条件为：温度为30℃,初始pH为6,振荡速率为150r/min～200r/min,接种量为3%,接种比例为4：1；当天然气钻井废水比例在30%～50%之间时,菌群对废水中有机污染物的降解率较高。外加碳源对菌群降解天然气钻井废水有机物有一定的影响,低浓度葡萄糖能够提高菌群的有机物降解速率高浓度的葡葡糖则使有机物降解率下降；外加氮源对菌群降解天然气钻井废水有机物的影响不大,可能是由于在天然气钻井废水中,菌群可利用的氮源充足。通过本实验对天然气钻井废水有机物高效降解菌的研究,能够为实际生产过程中生物法处理天然气钻井废水提供一定的理论依据,对天然气钻井的环境保护起到积极的作用。 【关键词】：天然气钻井废水 有机物高效降解菌 生物降解 筛选 降解条件
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X741;X172
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-25
• 1.1 论文研究背景、目的及意义13-14
• 1.2 天然气钻井废水概述14-17
• 1.2.1 天然气钻井废水的来源和组成14-16
• 1.2.2 天然气钻井废水危害16-17
• 1.3 天然气钻井废水处理研究现状17-23
• 1.3.1 国内外天然气钻井废水处理研究现状17-20
• 1.3.2 生物法处理天然气钻井废水20-23
• 1.3.3 高效降菌在钻井废水处理中的应用23
• 1.3.4 天然气钻井废水处理的发展方向23
• 1.4 论文主要研究内容和技术路线23-25
• 1.4.1 论文主要研究内容23-24
• 1.4.2 技术路线24-25
• 第2章 天然气钻井废水中优势菌的分离筛选与鉴定25-41
• 2.1 实验材料与设备25-27
• 2.1.1 样品采集25
• 2.1.2 实验试剂25-26
• 2.1.3 实验仪器26
• 2.1.4 培养基26-27
• 2.2 实验方法27-29
• 2.2.1 天然气钻井废水中优势菌的筛选27-28
• 2.2.2 菌种鉴定28-29
• 2.2.3 生长曲线的测定29
• 2.3 实验结果与讨论29-41
• 2.3.1 鉴定结果29-38
• 2.3.2 优势菌生长曲线38-41
• 第3章 天然气钻井废水有机物高效降解菌的筛选41-47
• 3.1 实验材料与设备41
• 3.1.1 菌株41
• 3.1.2 主要实验仪器与设备41
• 3.1.3 主要实验试剂41
• 3.2 实验方法41-43
• 3.2.1 COD的测定方法—碘化钾碱性高锰酸钾法41-43
• 3.2.2 有机物降解率的测定43
• 3.2.3 天然气钻井废水有机物高效降解菌的筛选43
• 3.3 实验结果与讨论43-47
• 第4章 复配菌群降解天然气钻井废水有机物的性能研究47-52
• 4.1 实验材料与设备47-48
• 4.1.1 实验菌株47
• 4.1.2 实验仪器与设备47
• 4.1.3 实验试剂47-48
• 4.2 实验方法48
• 4.2.1 有机物降解率的测定48
• 4.2.2 复配菌株降解天然气钻井废水有机物试验48
• 4.2.3 高效降解菌菌株接种量的正交实验48
• 4.3 结果与讨论48-52
• 4.3.1 高效降解菌复配降解结果48-50
• 4.3.2 高效降解菌接种量的正交实验结果50-52
• 第5章 天然气钻井废水有机物高效降解菌群降解条件的优化52-62
• 5.1 实验材料与设备52-53
• 5.1.1 实验菌株52
• 5.1.2 实验仪器与设备52-53
• 5.1.3 实验试剂53
• 5.2 实验方法53-54
• 5.2.1 环境因素对菌群降解天然气钻井废水有机物的影响53
• 5.2.2 接种量对菌群降解天然气钻井废水有机物的影响53
• 5.2.3 接种比例对菌群降解天然气钻井废水有机物的影响53
• 5.2.4 钻井废水初始浓度对菌群降解天然气钻井废水有机物影响53
• 5.2.5 营养因素对菌群降解天然气钻井废水有机物影响53-54
• 5.3 结果与讨论54-62
• 5.3.1 环境因素的影响分析54-56
• 5.3.2 接种量的影响分析56-57
• 5.3.3 接种比例的影响分析57-58
• 5.3.4 天然气钻井废水初始浓度的影响分析58-59
• 5.3.5 营养因素的影响分析59-62
• 结论62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68

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