大庆油田含油污泥超声波预处理—厌氧产甲烷的研究

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1、硕士学位论文大庆油田含油污泥超声波预处理-厌氧产甲烷的研究RESEARCHONTHEPRETREATMENTOFDAQINGOILFIELDSLUDGEBYULTRASOUNDCOMBINEDWITHANERBOICMETHANEPROCESSING李帅哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：X705学校代码：10213国际图书分类号：628.4密级：公开工学硕士学位论文大庆油田含油污泥超声波预处理-厌氧产甲烷的研究硕士研究生：李帅导师：吴忆宁副教授申请学位：工学硕士学科：环境科学与工程所在单位：市政环境工程学院答辩

2、日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X705U.D.C:628.4DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEPRETREATMENTOFDAQINGOILFIELDSLUDGEBYULTRASOUNDCOMBINEDWITHANERBOICMETHANEPROCESSINGCandidate：LiShuaiSupervisor：A.P.WuYiningAcademicDegreeAppliedfor：Ma

3、sterofEngineeringSpeciality：EnvironmentalScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要含油污泥的资源化处理是制约油田可持续发展的瓶颈之一，同时油泥污染也是全球性重大环境问题之一。全球

4、每年会产生千百万吨含油污泥，除少部分易回收的进行处理外绝大部分含油污泥被直接露天堆放，这不仅占用大量的土地资源，而且还会造成严重的二次污染。含油污泥成分复杂，其中含有一定比例的原油是非常宝贵的能源。但是到目前为止还没有出现一种完全令人满意的油泥资源化处理技术，单一的处理技术难以实现该目标，超声波预处理-厌氧产甲烷处理技术不仅能够在超声波处理阶段实现油泥的分离，也可以在厌氧产甲烷阶段以甲烷形式回收流失的石油烃，因此该处理技术具有巨大的优势。超声波可以使油和泥分离，同时其空化作用产生的高温高压能打碎石油烃的碳链生成短链小分子

5、物质，这有利于下一阶段的厌氧发酵处理。基于厌氧发酵可以降解复杂难降解物质回收甲烷的优势，本课题采用超声波预处理-厌氧产甲烷处理技术处理大庆油田含油污泥，探索油泥资源化新出路。本课题将从以下几个方面入手进行研究：首先，对油田油泥预处理条件进行优化。为此，选择预处理方式、时间、温度、能量密度、泥水比作为变量因素以SCOD、pH、TN、TP作为评价指标，通过试验确定最佳条件为：方式超声波、时间15min、温度35℃、能量密度2.50W/ml、泥水比1:3。其次，以厌氧反应器为依托，以哈尔滨某炼油厂厌氧污泥作为接种菌源，考察含油

6、污泥超声预处理-厌氧产甲烷工艺的可行性。通过检测反应器运行过程中COD、SCOD、VFA的变化以及测定产生气体体积和成分，结合石油烃组分变化，得知，超声波预处理能够提高厌氧反应器产甲烷的效率，超声组甲烷体积是对照组的9倍。最后，采用Illumina高通量测序技术考察超声波预处理对厌氧反应器中微生物群落结构的影响。试验结果表明，两组反应器中细菌的优势菌门均是能够水解酸化产生挥发酸的Proteobacteria和Bacteroidetes，超声组中Fervidobacteriumsp.、Caldisericumsp.、Bac

7、teroidetessp.等细菌属在反应器中的比例高于对照组；反应器中古菌的优势菌门是Euryarchaeota，其中包含多个产甲烷菌属，主要的产甲烷菌有Methanospirillumsp.、Methanosaetasp.等。关键词：含油污泥；超声波；厌氧产甲烷；高通量测序；资源化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTherecyclingtreatmentoftheoilysludgeisthemainbarriertothesustainabledevelopmentofoilfield,andit

8、spollutionisoneofthemajorglobalenvironmentalissues.Therearemillionsoftonsofoilysludgeproducedperyear,mostofwhichisstackeddirectlyintheopenairandonlyasmallpropo