[發明專利]一種微藻半固化混養處理壓裂返排液的方法

在審

• 申請號: 201711487241.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108085313A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 李冉;潘杰;張麗;楊江;秦文龍
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N11/04;C02F3/32;C12R1/89
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

一種微藻半固化混養處理壓裂返排液的方法，第一階段混合微藻、活性炭粉、海藻酸鈉溶液，用滴定管滴入氯化鈣溶液中得到半固化微藻碳膠球；第二階段混養培養微藻碳膠球，用于處理酶解后的壓裂返排液；該方法將微藻和活性炭包埋于海藻酸鈉凝膠中，一方面膠球可以緩沖返排液對微藻生長的影響，另一方面微藻可隨膠球自由移動同時又有較好的沉降性利于分離回收，利用β?甘露聚糖酶降解壓裂返排液中的多糖為單糖，作為異養碳源，微藻同時進行自養和異養，互相促進代謝，并且微藻碳膠球中活性炭可以對有機物進行富集，供微藻快速生長、增殖，微藻對有機物的吸收轉化又使活性炭長期保持良好的吸附性，從而提高微藻細胞密度和污染物去除效率。

技術領域

本發明屬于油田污水的生物處理方法，特別涉及一種微藻半固化混養處理壓裂返排液的方法。

背景技術

我國低滲透油氣藏資源非常豐富，在全國油氣資源評價中，低滲透油氣儲量分別占石油儲量的49％，天然氣儲量的64％。壓裂工藝可以有效改善油氣層導流能力，是低滲透、特低滲透油氣井增產的主要措施。壓裂液通常由水(98-99.2％)、多種化學添加劑(0.5-2％)和支撐劑組成，壓裂完成后返排至地表即為壓裂返排液。壓裂返排液成分復雜，含有大量的雜質，包括原油、鹽類、懸浮物、有機物、重金屬、特殊微生物以及生產過程中殘留的化學添加劑等，排放呈間歇性，污染物濃度高且難降解，如果不加以處理就直接外排，會嚴重污染環境，對土壤、生物、人體健康和農作物生長造成極大的危害。壓裂返排液中81種常見化合物中55種為有機化學物，27種易于生物降解，絕大多數化合物無毒或低毒，并且壓裂液中的增粘劑主要使用的是中性多糖胍膠，所以返排液適于生物降解。

微藻是一類單細胞生物，具有種類繁多、生長速度快、油脂及蛋白質含量豐富、適應性強等特點，微藻可以利用光能和二氧化碳自養生長，也可以利用有機碳源異養生長。近年來，有關藻類培養處理污水、環境調控及其凈化機理方面的研究逐漸成為熱點。國內外開展了大量有關微藻處理污水的研究，包括超濃度培養、固定化藻類、滲析培養、藻墊以及光生物反應器等，以進一步提高凈化效率，但微藻處理污水存在占地面積大，停留時間長，藻類收獲難等缺陷。并且目前有關能源微藻處理污水的研究大多是針對氮、磷等元素含量較高的污水(如味精廢水、啤酒廢水等)，針對油田污水的相關研究極少。利用微藻處理污水效率較高且無二次污染，因此是處理壓裂返排液的理想技術手段，但由于壓裂返排液污染物成分復雜，微藻處理油田污水效率低、難收集，利用微藻規模化處理油田污水目前還未能取得顯著成效。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種微藻半固化混養處理壓裂返排液的方法，研發半固化藻碳膠球，并通過兩段混養處理壓裂返排液，第一階段混合微藻、活性炭粉、海藻酸鈉溶液，用滴定管滴入氯化鈣溶液中得到半固化藻碳膠球；第二階段混養培養藻碳膠球，用于處理酶解后的壓裂返排液；處理效果優良、安全環保，并且成本低廉，工藝簡單。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種微藻半固化混養處理壓裂返排液的方法，包括以下步驟：

(1)制備微藻碳膠球：取適量微藻溶液，微藻接種量為1×102-1×106cells/mL，加入占微藻溶液質量百分數0.05％-0.2％的活性炭粉和2％-4％的海藻酸鈉混合均勻，用滴定管以1-4ml/min的速度滴入2％-4％氯化鈣溶液中，得到3-6mm的微藻碳膠球接種于培養基中，于恒溫光照培養箱培養，培養溫度25±5℃，光照強度2000-6000lux，光暗周期為16h:8h，每天搖動3-5次；所述培養基包括但不限于Basal培養基、BG11培養基、F/2培養基或其他經改良的微藻培養基，所述微藻包括但不限于小球藻Chlorella，硅藻Diatom，杜氏藻Dunaliella，柵藻Scenedesmus，衣藻Chlamydomonas或其變異藻株，所述活性炭包括但不限于木質活性炭或礦物質活性炭；