破乳菌种TR-1的筛选与破乳性能实验研究

从克拉玛依受石油污染的土壤中筛选出一株原油破乳菌TR-1。介绍了筛选方法。筛选时使用含水原油静置分层产生的油、水相等体积混合制备的W／O乳状液．35℃、50天自发脱水率〈5％；细菌全培养液加量为100mL/L。培养温度35℃，最佳培养pH值7～9．时间5～6天。所得培养液含菌1．1×100个／mL．含干菌体～8．68g／L，35℃、150min脱水率〉90％；2.0g／L干菌体水悬液相同加量时脱水率为80．0％；现用聚醚破乳剂加量100mg／L时脱水率～55％。TR-1菌主要以菌细胞破乳，所产生物表面活性剂也起一定破乳作用。TR-1菌破乳性能稳定，第1、5、25代全培养液的脱水率分别为88．3％、91．7％、80．0％。2．0g／L干菌体水悬液用于克拉玛依采油一厂、二厂含水50．0％、66．7％的稀油破乳（50℃），加量100mL／L时脱水率为66．7％、88．2％．高于现用聚醚破乳剂的脱水率，但对二、三区混合稠油无破乳效果。50℃、150min自发脱水率为16．5％的含水50．0％的稀油，加入5、20、40mg／L聚合物PAM后自发脱水率变为2．0％、4．0％、43．9％，再加入100mL／L干菌体水悬液时脱水率分别为96．5％、80．5％、76．5％．均高于加入100mg／L。化学破乳剂时的相应值。图3表4参6。

高效破乳菌的破乳效能及活性成分

采用Tween60、Span60和航空煤油制备稳定的O／W型乳状液作为模型乳状液，将从大庆油田受石油污染土壤中分离到的一株芽孢杆菌属莫海威芽孢杆菌（Bacillus mojavensis）XH-1制成XH-1菌全培养液用于该模型乳状液的破乳，考察培养条件和破乳实验条件对XH-1菌破乳性能的影响。结果表明，与目前现场常用化学破乳剂相比，XH-1菌全培养液具有优良的破乳性能，其对O/W型乳状液破乳24h的破乳率可达85％以上。XH-1菌具有较强的传代稳定性；其最佳培养及破乳条件：以葡萄糖和液体石蜡的混合物为碳源、pH值6．5、摇床转数140～160r／min。XH-1菌的破乳活性成分耐低温不耐高温，超声波破碎处理对其破乳活性影响不大，经胃蛋白酶、胰蛋白酶及尿素处理后其基本失活。显微观察及实验分析表明，XH-1菌主要破乳活性成分为胞外分泌的蛋白物质。

剩余污泥超声提取液培养生物破乳菌Alcaligenes sp.S-XJ-1

将超声法预处理剩余污泥得到的提取液用于培养高效生物破乳菌Alcaligenes p．S—XJ-1，以探索剩余污泥资源化利用的新途静．使用超声能量（氐）为443～56647k-T／kgTS的超声条件处理剩余污泥，获得的污泥提取液中氨氮、有机氮、总磷的浓度最高分别为171．94，142．20，76．29mg／L，提取液中包含K、Ca、Mg、Fe等破乳菌生长必须的金属元素．将污泥提取液（Es为885～56647kJ／kgTS）作为培养基周于合成高效破乳菌Alcaligenessp．S-XJ1，产量较MMSM培养基可提高0．3％~68．3％，其中B为56647kJ／kgTS时破乳菌产量最高，为2．03g／L．污泥提取液中的pH缓冲能力对菌体产量有重要影响，提取液的有机氮浓度可能是破乳蒲产量提高的关键因素．污泥提取液培养的破乳荫破乳性能稳定保持在80．0％左右，菌体细胞表面疏水性与菌体C／N较MMSM培养基培养菌体无明硅差异．说明以剩余污泥超声提取液作为培养基可以培养稳定高效的破乳菌Alcaligenesso．S-XJ-1．

含油土壤中生物破乳菌的分离纯化及筛选

以大庆油田长期受石油污染的土壤为生物破乳菌筛选来源,经菌种的定向培养及分离纯化得到了菌种的单菌落,配置含水40%稳定时间大于100h的W/O型模拟乳状液,对含油土壤培养法培养得到的9种菌进行模拟乳状液破乳实验,筛选得到了破乳率大于85%的两种生物破乳菌。

生物破乳菌XH-1的破乳有效成分研究

对破乳菌XH-1(Bacillus mojavensis)的破乳效能进行研究,并对该菌所产生的破乳剂有效成分及其理化性质进行考察。结果表明,破乳菌XH-1全培养液针对O/W型模型乳状液24h破乳率为86.0%,48h破乳率可达100%;XH-1菌的破乳有效成分为胞外分泌物质,该物质耐低温、不耐高温、经胃蛋白酶、胰蛋白酶及尿素处理后其基本失活;采用不同蛋白质粗体方法对破乳活性物质进行处理,发现粗提产物均具有较好的破乳功能,说明该物质具有蛋白质的特性;经可见-紫外分光光度法扫描及红外光谱扫描分析发现该生物破乳剂的有效成分为破乳菌株XH-1发酵产生的胞外蛋白类物质。

生物破乳菌Alcaligenes sp. S-XJ-1氮源利用特性

以六种氨基酸及硝酸铵为氮源培养胞壁结合型生物破乳剂产生菌Alcaligenes sp.S-XJ-1,进而分析菌体对谷氨酸和硝酸铵的利用过程,并建立菌体的生长及氮源利用模型.结果表明:氮源种类和投量是影响菌体产量和性能的重要因素;菌体对氮源的利用顺序依次为有机氮、氨态氮、硝态氮;谷氨酸为氮源时对生物破乳菌产量的促进效果最佳,相比于硝酸铵为氮源时,菌体最大比增长速率和产率系数更高,用于菌体代谢供能的氮源消耗量更低.

生物破乳菌的培养及代谢产物分析

从胜利油田采出水及其它样品中筛选得到破乳效果较好的D3破乳菌，考察了该破乳菌的培养条件及代谢产物。结果表明，D3菌的适宜生长条件为：温度40℃，pH7～9，培养时间72h。D3菌为革兰氏阴性细菌，归为沙雷氏菌属；其代谢产物主要含有：鼠李糖酯、脂肽类、醛、胺。D3菌质量浓度10g／L时，油水的界面张力由7.65mN／m降至0．98mN／m；当菌浓度在0．5～1．0g/L时，含油污水的除油率大于50％。

W/O型乳化液生物破乳菌的筛选及性能研究

从菌种采集开始,经富集和定向培养,得到可用于W/O型乳化液破乳的优势菌株,并对其破乳性能及影响破乳性能的主要因素进行了研究。试验结果表明,在破乳时间24h内,生物破乳菌的破乳效率可达约90%。菌龄、碳源、破乳时间、破乳温度等对破乳性能产生影响,而灭菌处理对破乳性能无明显影响。

生物破乳菌Alcaligenessp．S-XJ-1表面活性物质提取与其破乳特性分析

对胞壁结合型生物破乳菌Alcaligenes sp.S-XJ-1的表面破乳活性物质进行提取和初步鉴定,并探讨了菌体和表面活性物质的破乳过程,以揭示生物破乳菌的破乳特性.采用碱液提取破乳菌表面活性物质,并通过单因素试验和正交试验得到最优提取条件:温度35℃、碱液浓度0.08 mol.L-1、料液比12 g.L-1、提取时间4 h,在此条件下提取率为36.1%,500 mg.L-1破乳菌表面活性物质48 h破乳率为77%;采用凝胶过滤色谱和红外光谱对破乳菌表面活性物质的分子量和表面基团进行分析,发现其相对分子质量分布于55～61 256,表面存在糖脂类、脂类和蛋白类物质的特征基团;成分分析表明破乳菌表面活性物质含糖类、脂类和蛋白类分别为22.2%、7.5%和13.4%.胰蛋白酶处理破乳菌表面活性物质几乎使其完全丧失破乳活性,表明蛋白类物质是其破乳活性的关键因素.使用稳定性分析仪对破乳菌菌体和表面活性物质的破乳过程进行分析,发现二者破乳过程有较大差异,菌体表面活性物质是菌体破乳活性的主要来源,菌体表面结构在破乳过程中起辅助作用,菌体的破乳性能是破乳活性物质和菌体形态共同作用的结果.

生物破乳菌的筛选及发酵条件的优化

生物破乳剂的开发可以降低油田乳状液对石油工业和生态环境的负面影响并减少化学破乳剂的使用量。本研究建立了一套高效、便捷的破乳菌筛选方法,并对破乳菌的发酵条件进行研究。利用大庆油田受石油污染土壤作为菌种来源,将Tween60-water(0.072%,V/V)和Span60-oil(0.028%,V/V)以6.5:3.5体积比配置出可以稳定200h以上的O/W型乳状液,用于破乳菌破乳效能的评价。经过分离纯化、血平板试验、排油试验和破乳试验最终筛选出2株24h平均排油率在80%以上的优势破乳菌,初步鉴定为芽孢杆菌属(Bascillus)。通过该破乳菌发酵条件的优化得到,当温度为25°C,摇床转数为160r/min,pH值为9,接菌量为20%时该破乳菌生长速率最快,积累发酵产物的量最多;当温度为35°C,摇床转数为120r/min,pH值为9,接菌量为2%时该破乳菌代谢产物的破乳活性最高。

酵母提取物对葡萄糖发酵生产生物破乳菌Alcaligenes sp. S-XJ-1的影响

以从石油污染的土壤中筛选出1株生物破乳菌Alcaligenes sp.S-XJ-1为对象,考察了以葡萄糖为碳源时添加酵母提取物对生物破乳菌菌体性质、破乳性能以及菌体元素组成的影响.结果表明,酵母提取物的投加能够有效提高生物破乳菌产量,在酵母提取物浓度为5 g.L-1时,生物破乳菌产量达到3.0 g.L-1,此时葡萄糖利用率亦达到最大的58%.随着酵母提取物的投加浓度的增大,培养得到的菌体破乳性能提高,在投加浓度为10 g.L-1时,破乳率达到76%;而培养得到的菌体C/N有所降低,对其菌体表面蛋白进行提取测定发现菌体总蛋白含量升高,这与FTIR分析破乳菌菌体表面蛋白质类物质提高的结论一致.推测该生物破乳菌菌体蛋白含量的提高增强了菌体的破乳性能,菌体蛋白类物质是影响其破乳性能的关键组分之一.

一株芽孢杆菌破乳特性试验

为准确、高效地调控生物破乳菌对破乳活性物质的生产,采用自筛破乳菌Bacillus mojavensis sp.,以O/W型模型乳状液作为破乳对象,分别测定在不同培养时间,全培养液不同组分,以及不同碳、氮源的条件下对该菌破乳效能的影响情况.结果表明:培养时间在14～24h全培养液的破乳活性最高.全培养液和中层液破乳效能高,菌体不具备破乳能力.烃类碳源可诱发该破乳菌产生具有破乳活性的代谢产物,而碳水化合物可以促进破乳菌的生长,其中果糖+液体石蜡组成的混合碳源对破乳菌的生长和破乳效能最有利.混合氮源NH4NO3+酵母膏更适于该破乳菌的生长及破乳活性物质的产生.控制培养时间和碳源、氮源的种类,可有效调控该破乳菌代谢产物破乳活性的高低.

生物破乳剂产生菌LH-1破乳条件优化分析

以石油污染土壤中筛选到的一株破乳菌LH-1为研究对象,鉴定其生理生化指标鉴定,探究培养条件对破乳菌LH-1破乳效能影响,确定破乳菌LH-1最佳培养条件:初始p H 7,培养温度33℃,菲浓度75mg·L^(-1),发酵液接种量4%,培养时间为5 d。此条件下破乳菌LH-1的24 h破乳率为95.67%,说明该菌是一株高效破乳菌。经理化分析,确定LH-1产生的生物破乳剂有效成分存在于细胞外,游离于培养液中,而菌体自身不具破乳能力。采用醇提方法得到破乳粗产物,经温度、酶解后验证破乳效果,结果显示,LH-1所产破乳剂为脂肽类物质。

pH对破乳菌Alcaligenes sp. S-XJ-1破乳性能的影响

从受石油污染的土壤中筛选出一株破乳菌Alcaligenes sp. S-XJ-1,该菌在初始pH6.0-11.0均可生长,其最适初始pH为10.0。在初始pH10.0条件下培养,破乳菌产量最高可达4.8g/L,菌悬液投加量为1000mg/L时,24h破乳率在85%以上。同时,该培养条件下得到的生物破乳菌细胞表面疏水性最大,对碳氢化合物的吸附能力达72.7%,接触角达115°。采用稳定性分析仪分别对pH7.0和pH10.0条件下培养得到的菌体的破乳效果进行分析,结果发现与初始pH7.0相比,初始pH10.0培养得到的破乳菌可以加速分散相粒径的增大,最终使乳状液破乳速率大幅提高。

生物破乳剂产生菌筛选及其效能检测方法的评价

针对目前生物破乳剂产生菌筛选方法和评价手段单一、操作复杂的问题,选用22株破乳菌(由本实验室筛选),测试血平板法、蓝色凝胶平板法、油平板法、液滴坍塌试验、排油圈法及表面张力法这6种方法检测菌株破乳能力的准确度.结果表明:前3种方法能快速判断菌源样品中潜在破乳菌的存在.其中血平板法更适用于初筛含油土壤中的破乳菌,识别率为92.9%;蓝色凝胶平板法可用于活性污泥中破乳菌的初筛;而77.3%的破乳菌可被油平板法识别.后3种方法可定量评价破乳能力.其中排油圈法评价准确度为95.5%;表面张力法评价准确度为86.4%;液滴坍塌试验仅适用于筛选自含油土壤的破乳菌,评价准确度为71.4%.

生物破乳菌形态、表面性质和物质特征研究方法与进展

生物破乳菌在石油开采与加工行业的研究已经引起各界的广泛关注,然而由于生物破乳菌菌体形态、表面性质和表面物质的复杂性,使菌体的破乳活性特征尚未被揭示。本文介绍了生物破乳剂的来源、合成及破乳机制;归纳了影响生物破乳菌破乳活性的菌体形态、表面性质和表面物质三方面因素的研究进展,特别是总结了相关研究的方法;最后在此基础上对今后研究方向提出展望。

绿色生物破乳技术原理及研究状况

介绍了生物破乳剂的作用机理、破乳模型以及生物破乳剂研究的主要状况,在此基础上,对生物破乳剂的研究前景进行了展望。