微藻半固化混養(yǎng)處理壓裂返排液研究.pdf

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1、分類號(hào)TE992.2學(xué)號(hào)151010078密級(jí)全日制學(xué)術(shù)型碩士學(xué)位論文題目微藻半固化混養(yǎng)處理壓裂返排液研究作者姓名張麗導(dǎo)師姓名、職稱潘杰副教授學(xué)科(專業(yè))名稱油氣儲(chǔ)運(yùn)工程提交論文日期2018年4月17日學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果；也不包含為獲得西安石油大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表

2、示了謝意。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。論文作者簽名：____________日期：____________學(xué)位論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解西安石油大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬西安石油大學(xué)。學(xué)校享有以任何方法發(fā)表、復(fù)制、公開閱覽、借閱以及申請(qǐng)專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，署名單位仍然為西安石油大學(xué)。論文作者簽名：__________日期：__________導(dǎo)師簽名：__________日期：_____

3、_____·注：如本論文涉密，請(qǐng)?jiān)谑褂檬跈?quán)的說(shuō)明中指出（含解密年限等）。I中文摘要論文題目：微藻半固化混養(yǎng)處理壓裂返排液研究專業(yè)：油氣儲(chǔ)運(yùn)工程碩士生：張麗(簽名)導(dǎo)師：潘杰(簽名)摘要壓裂工藝可以有效改善油氣層導(dǎo)流能力，是低滲透、特低滲透油氣井增產(chǎn)的主要措施。壓裂液通常由水(98-99.2%)、多種化學(xué)添加劑(0.5-2%)和支撐劑組成，壓裂作業(yè)完成后返排至地表即為壓裂返排液。壓裂返排液成分復(fù)雜，含有大量的雜質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著水資源的日益緊張和國(guó)家環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng)，壓裂反排液的污水處理技術(shù)得到了快速發(fā)展，新的處理技術(shù)和處理

4、工藝不斷涌現(xiàn)。本文采用小球藻對(duì)壓裂返排液進(jìn)行生物處理，利用響應(yīng)面法結(jié)合Box-Behnkendesign優(yōu)化固定化小球藻及小球藻半固化混養(yǎng)處理壓裂返排液的條件，深入分析處理過(guò)程中壓裂返排液對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響、自身污染物去除效果以及壓裂反排液污染物去除效果與小球藻生物產(chǎn)能之間的耦合機(jī)制。采用海藻酸鈉包埋小球藻，提高藻培養(yǎng)密度及壓裂反排液的污染物去除率，利用響應(yīng)面法結(jié)合Box-Behnken模型考察海藻酸鈉濃度、氯化鈣濃度和交聯(lián)時(shí)間三種因素對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三因素對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響大小為海藻酸鈉濃度>氯化鈣濃度>交聯(lián)時(shí)

5、間；擬合三種因素與藻密度之間的二次多項(xiàng)回歸模型方程，通過(guò)回歸分析，證明模型擬合性良好。通過(guò)三維立體圖像揭示三種因素交互作用規(guī)律，結(jié)果表明海藻酸鈉濃度和交聯(lián)時(shí)間交互作用不顯著，氯化鈣濃度和交聯(lián)時(shí)間之間存在交互作用，海藻酸鈉濃度和氯化鈣濃度的交互作用較顯著。通過(guò)方程求解得到小球藻半固化的最優(yōu)條件為：海藻酸鈉濃度為2.15%、氯化鈣濃度為2.56%、交聯(lián)時(shí)間為17.29h；在最優(yōu)條件下半固化小球藻處理壓裂返排液，COD可達(dá)34.70%；濁度去除率可達(dá)80.62%；小球藻密度可達(dá)1.96g/L。利用Box-Behnkendesign建立連

6、續(xù)變量曲面模型進(jìn)行返排液稀釋倍數(shù)、β-甘露聚糖酶、活性炭粉投加量三因素三水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，考察三種因素對(duì)處理效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，壓裂返排液的稀釋倍數(shù)對(duì)處理效果影響較大，這是因?yàn)閴毫逊蹬乓合♂尯罂梢越档推渖锒拘?，促進(jìn)藻生長(zhǎng)增殖及污染物降解，當(dāng)稀釋倍數(shù)增大到一定值，有機(jī)物含量過(guò)低，碳源不足，小球藻增殖受到限制；活性炭粉的添加有助于加固藻球，減少藻泄露；β-甘露聚糖酶降解壓裂反排液里的胍膠多糖為單糖，為小球藻提供碳源，提高微藻產(chǎn)能及污染物去除率，并且實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，β-甘露聚糖酶對(duì)懸浮藻生長(zhǎng)增殖影響較大。綜合考慮壓裂反排液污染物去除效果、

7、微藻產(chǎn)能確定最優(yōu)處理?xiàng)l件為：返排液稀釋倍數(shù)、β-甘露聚糖酶添加量、活性炭投加量分別取5、135mg/L、50mg/L，在最優(yōu)處理?xiàng)l件下，藻密度可達(dá)2.09g/L，COD去除率可達(dá)45.27%，高于同等條件下懸浮藻的COD去除率II中文摘要9.08%。利用統(tǒng)計(jì)軟件DesignExpert對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了多元回歸擬合，得到壓裂返排液稀釋倍數(shù)、β-甘露聚糖酶添加量、活性炭投加量與COD去除率和藻密度之間的二次多項(xiàng)回歸模型方程，通過(guò)回歸分析，證明模型擬合性良好。通過(guò)三維立體圖像揭示三種因素交互作用規(guī)律，結(jié)果表明壓裂返排液稀釋倍數(shù)和β-甘露

8、聚糖酶投加量有一定的交互作用，壓裂返排液稀釋倍數(shù)和活性炭投加量交互作用較顯著，β-甘露聚糖酶添加量和活性炭粉投加量的交互作用顯著。關(guān)鍵詞：小球藻，壓裂返排液，COD去除率，藻密度，響應(yīng)面分析論文研究類型：綜合研究本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金“半固化小