微生物方面有关论文范文集,与含盐石油开采废水的微生物相关毕业设计论文

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摘 要：石油开采过程中产生的废水,处理方式已成为国内外研究的重要课题.一般来说微生物在适当的渗透压下生长良好,渗透压过高会导致微生物细胞因脱水过多而无法进行正常的代谢活动,过低则易因基质中缺乏必要的无机离子而影响细胞的存活.

本实验以筛选、驯化能够高效降解高盐高有机物的石油开采废水的菌株和高效菌株特性分析为主要研究内容.本实验以模拟石油开采废水的高盐度、高有机物的特性配置的水样为研究基础,通过筛选、分离、富集,筛选出可以在高盐度、高有机物的环境下生存的三种菌株Z1、Z2、Z3.然后进一步将这三种菌株作为研究对象研究其生理生化性质等,选定可以高效处理有机物的两种菌株Z2、Z3.Z2、Z3适宜生长在pH8～9的普通培养基中,耐碱；两菌株适应在不同氯化盐中生长,可以耐受高渗透压的环境,CaCl2浓度高达7.2%时仍可较好的生长；可以耐受较大浓度的有机物10ml/L下仍可以生长,具有较短的停滞期,大约为3h左右.

关 键 词：石油废水微生物高渗透压生物降解

石油开采过程中产生的废水是随着原油开采而出来,经过油气分离和脱水处理后而脱出的废水.石油开采过程中产生的废水水质成分比较复杂,因油田的地理位置及开采、炼制工艺的不同而有较大的差别,但油田废水普遍具有以下特点：①含石油类、表面活性剂等难降解有机污染物；②含盐度高,具一定的腐蚀性；③含杀菌剂；④高水温.因此,油田废水处理难度大,目前处理达标率仅为60%左右.石油开采过程中产生的废水是石油工业中产量最大的污水,约占油田开发所产出污水总量的85％以上.

注水开发是我国大部分油田采用的普遍方式,每生产1t原油约需注水2～3t,随着我国油田开发的规模越来越大,含有废水产生量也越来越多.大庆油田原油年产量连续保持在4000万吨以上,而废水每年达6300万吨；辽河油田原油年产量约2700万吨,而废水每年达4500万吨；胜利油田原油年产量3100万吨,而废水每年达5000万吨,目前我国油田综合含水高达90～95%,已经进入高含水采油阶段,每年污水产生量约为3.0亿m3以上.

石油开采废水水质极其复杂,一般含有溶解性石油,石油中的芳香烃、噻吩、吡啶、喹啉等均为高分子难降解有机物.在原油集输过程中需要添加降粘剂、破乳剂、絮凝剂等各种化学助剂,它们的组成复杂、来源不宜,这类有机物或其演变产物最后都存在于废水中构成废水COD的一部分.同时,采油废水在高温的油层中溶入了地层中的各种盐类和矿物质,含有大量的无机阴、阳离子如Cl-、S2-、Na+、Ca2+、Mg2+、K+等.海洋油田采出水中的氯离子浓度极高.这些废水中的芳烃和多环芳烃等具有强烈的三致作用,且难以降解；另外,高盐度的特性增加了采油废水的处理难度.现阶段处理采油废水一般都是经过隔油―气浮―过滤处理工艺（通常称老三套）处理,以除去水中的石油类和SS等物质,然后回注.目前,传统的处理技术已难以应对,生物处理技术因其运行费用较低,不产生二次污染且能做到无害化处理的优点而越来越受到重视及应用.人们已开始通过各种育种手段选育耐盐性以及高降解性的特殊细菌,用于处理特殊污水.筛选育种操作简单方便,在微生物育种中得到广泛应用.

1菌种来源

本实验所筛选的细菌来源于自己配制的模拟含盐石油开采废水中,模拟废水由93#97#汽油0#柴油、自来水、氯化钙配制.汽油柴油模拟废水中的石油有机物等,氯化钙模拟其盐度.

表1水样组成

一般石油开采废水的COD大约在120～700mg/L,盐度26.5～31.8g/L,Cl-约为10000～25000mg/L,石油类10～50mg/L,分别配制了五组盐度不同的水样A1、A2、A3、B、C.

2实验的基本流程如下图

3实验结果与讨论

3.1耐盐菌株的筛选

经过挑取单菌落,反复划线,共分理处三株菌落形态不同的菌株.然后经初步的筛选（在筛选培养基中生长良好）的三株耐盐菌,其菌落特征如下表：

表2菌株的形态特征

三株耐盐菌在电子显微镜下观察细菌细胞形态图如下图：（左右两图分别为染色和没有染色的观察图）

图1菌株Z1

图2菌株Z2

图3菌株Z3

通过观察可以看出,Z1为丝状杆菌,Z2为典型的球菌,Z3为短杆菌.

对初筛的三种菌进行菌种的复筛,培养条件是：温度35℃,pH为7.5的选择培养基中,培养基成分为选择培养基：蛋白胨10g,牛肉膏5g,氯化钠5g,蒸馏水1000ml,琼脂20g(固),氯化钙试需要而定.

耐盐能力见表3,从表3中可以看出,3株菌株菌能在0~3.6%氯化钙培养基内生长,但是菌株Z2和Z3还能在7.2%培养基内生长,而Z1却不能.微生物能够耐受高盐的存在而生长,并不意味着一定能降解含高盐的高盐石油废水中的有机污染物,因此,需进一步测定其对水样废水有机污染物的降解能力.

表33株优势菌株的耐盐实验

注：+++表示生长很好；++表示生长一般；+表示少量生长；-表示不生长.

3.2耐盐菌株的生长曲线

对耐盐菌株的生长曲线进行研究,事先用CaCl2调节选择培养基,选择培养基的成分为蛋白胨10g,牛肉膏5g,氯化钠5g,蒸馏水1000ml,琼脂20g(固),氯化钙盐度3.6%,即：盐度为20000mg/L,然后高压灭菌,用提前灭菌的NaOH准确调节pH7.5.每100ml加入5ml过夜培养的菌悬液,35℃恒温振摇(120rpm),在0～4.5h每1.5h在600nm下测其OD,4.5h以后每1h测一次.用722S分光光度计测其OD,

图4菌株生长曲线

从图中可以看出：Z1在刚接种到培养基中时其生长速率明显减慢,停滞期较长,大约为10h.而对于Z2、Z3来说停滞期相对较短,大约为3h.在短时间内即可适应环境,进入对数期快速生长.因此在实际应用中Z2、Z3有很大的优势.

综合以上研究,即选择耐盐且停滞期较短的Z2、Z3做后续研究.

3.3耐盐菌株在不同培养基生长

将菌株接种于不同氯化钙浓度的选择培养基和无机盐培养基中,35℃恒温振摇(120rpm),培养72h,测其OD,结果如图5、图6.

图5菌株Z2在不同培养基下的生长情况对照

图6菌株Z3在不同培养基下的生长情况对照

由图5、图6可以看出,菌株Z2和Z3都能在0～9.0%氯化钙的选择培养基中生长,具有很强耐盐能力,两者最适生长盐度范围均为0～3.6%.由于选择培养基的营养丰富,含有多种生长因子,菌体可以直接从培养基中吸收而不需要从头合成而消耗能量.

3.4菌株在其他氯化盐中的生长情况

配置四份分离培养基,pH为7.5,编号为A、B、C、D,四份培养基分别加入四种不同的氯化盐（氯化钠、氯化钙、氯化镁和氯化钾）,使氯离子浓度均为20000mg/L.35℃恒温振摇(120rpm),72h测其OD.

图7菌株Z2、Z3在不同氯化盐中的生长情况对照图

由图5、图6可以看出,菌株Z2和Z3氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙௚

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