生物表面活性劑在老化油處理中的應(yīng)用

王曼曼

摘 要：隨著我國(guó)石油資源的開采，大部分油田逐漸進(jìn)入了中后期開采階段，這就使得老化油的含量明顯提升，長(zhǎng)此以往，不僅會(huì)帶來(lái)資源的浪費(fèi)，還會(huì)給整個(gè)油田的運(yùn)輸系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)擔(dān)。生物表面活性劑具有綠色、環(huán)境友好的特點(diǎn)，對(duì)老化油的處理也十分有效。為此，本文首先分析了生物表面活性劑的產(chǎn)生及特性，而后給出了兩項(xiàng)生物表面活性劑在老化油處理中的應(yīng)用，希望能給同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：生物表面活性劑;老化油處理;應(yīng)用

引言

生物表面活性劑在石油開采、環(huán)境治理、食品工業(yè)、造紙工業(yè)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛口，尤其在微生物采油方面具有重要的利用價(jià)值。目前已報(bào)道的生物表面活性劑的種類有糖脂、磷脂、脂肽、脂蛋白以及其他脂衍生物等。其中，糖脂類生物表面活性劑是國(guó)內(nèi)外研究最多、應(yīng)用最廣泛的一類。研究這一類生物表面活性劑的特性及機(jī)理，對(duì)微生物采油技術(shù)的提高以及稠油的降黏具有十分重要的理論和實(shí)際意義。

一、生物表面活性劑的來(lái)源及理化特征

1、生物表面活性劑的來(lái)源

在解決原油污水問題中，在對(duì)物理方法和化學(xué)方法的應(yīng)用后取得的效果不是特別理想，還產(chǎn)生了此類環(huán)境污染。在這樣的背景下，人們開始對(duì)處理原油污水問題的方法進(jìn)行的深入的研究，看有什么方法既可以解決掉所原油污水問題又不會(huì)再次造成次生環(huán)境問題。與此同時(shí)，各國(guó)對(duì)生物實(shí)用技術(shù)的研究日益成熟，發(fā)現(xiàn)了生物活性劑這一物質(zhì)。并對(duì)它的性質(zhì)進(jìn)行了科學(xué)深入的研究，發(fā)現(xiàn)其性質(zhì)在處理原油污水方面應(yīng)該有一定效果。自此，生物表面活性劑開始在對(duì)原油污水處理中進(jìn)行嘗試和應(yīng)用。

2、生物表面活性劑的理化特征

生物表面活性劑的特征很多，接下來(lái)就對(duì)其特性進(jìn)行詳細(xì)的介紹?；钚詣┰谟汀慕缑嬷芯哂幸欢ǖ娜芙舛龋撊芙舛饶軌蚴惯@個(gè)油—水面保持相應(yīng)的穩(wěn)定性;然后生物表面活性劑的另一個(gè)特性就是價(jià)格低廉。這類活性劑就是通過利用生物特性和生命活動(dòng)規(guī)律結(jié)合原油污水的特性進(jìn)行組合來(lái)解決類似的環(huán)境問題，這就是生物表面活性劑的工作原理。從中可以看出，在這個(gè)過程中所需要的投入很少，只需做好前期對(duì)活性劑和原油污水特性的了解工作就可以了，不像化學(xué)方法合成的活性劑那樣，必須利用化學(xué)材料和器械不斷地制造所需的化學(xué)類活性劑，這種投資是持續(xù)不斷的，投入的大量資金被分?jǐn)偟礁黝惢瘜W(xué)類活性試劑中，造成該類活性劑成本增加，價(jià)格上升。然后就是對(duì)油層中的原油來(lái)說，生物表面活性劑可以對(duì)油層中的原油承受一定量的吸附力。

二、生物表面活性劑在老化油處理中的應(yīng)用

油泥是石油工業(yè)中多種作業(yè)措施伴生的一種黏性物質(zhì)，其成分復(fù)雜，包括油、水、礦物質(zhì)和固體顆粒等，沉積在管道和罐底后，不僅減少設(shè)備有效容積，降低系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)載量，而且還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和安全隱患，危及民眾正常的健康和生活。因此老化油泥及時(shí)清理問題亟待高效解決。目前老化油泥的處理工藝中主要涉及物理、化學(xué)和生物學(xué)等方法，隨著場(chǎng)地生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，生物技術(shù)處理工藝逐漸顯示出其環(huán)境擾動(dòng)小、修復(fù)成本低且能夠治理大面積污染的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)外廣泛使用]。生物技術(shù)處理老化油泥中烴類主要原理是功能微生物以石油烴類為碳源、可以通過同化降解，將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的有機(jī)物質(zhì)，最終將烴類組分轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2 和H2O。

1、生物表面活性劑處理含油污泥的應(yīng)用

自 1997 年第四屆國(guó)際場(chǎng)地生物修復(fù)會(huì)議召開以來(lái)，生物堆肥技術(shù)作為一項(xiàng)重要的生物修復(fù)技術(shù)逐漸發(fā)展完善。該技術(shù)是將待處理物集中堆置，通過生物刺激或生物強(qiáng)化措施，去除待處理物中有害成分，促進(jìn)修復(fù)目標(biāo)的達(dá)成。迄今為止，生物堆肥研究包括初期的生物堆工程構(gòu)建，堆體中微生物的特性研究和特殊氣候條件下的應(yīng)用。堆肥法適用于處理高烴類的含油污泥，而且操作簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，處理費(fèi)用低，能夠最大限度的降低污染物濃度，逐漸受到研究者的關(guān)注。生物堆肥是傳統(tǒng)堆肥和生物技術(shù)的結(jié)合，依靠自然界存在的微觀生物群體，促進(jìn)部分有機(jī)物向腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化，達(dá)到固體廢物減毒減量的目的。

勝利油田進(jìn)行了生物堆肥降解老化油泥研究的礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，在油田中構(gòu)建4 個(gè)老化油泥生物堆，每個(gè)生物堆采用不同的生物刺激策略，以微生物菌落水平生理剖面反應(yīng)和老化油泥的生物降解效率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。經(jīng)過生物堆肥處理，微生物代謝活性和多樣性以及兩層之間的細(xì)菌數(shù)明顯增強(qiáng)。220天后，中間的填充劑層中49.62%的總石油烴被去除。勝利油田的先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)為規(guī)模化應(yīng)用生物堆肥法去除老化油泥提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2、老化油泥污染土壤的生物修復(fù)

含油固體或液體物質(zhì)直接填埋或泄漏至土壤中（包括儲(chǔ)罐泄漏、運(yùn)輸及裝卸過程中泄漏，管道泄漏等），均會(huì)造成不同程度的土壤污染。由于污染物通過土壤層不斷下移擴(kuò)散，有可能累及地下水及深部土壤，而造成飲用水及耕地污染的嚴(yán)重后果，因此及時(shí)迅速地清理、降解污染物是有效阻止污染物向周圍擴(kuò)散的重要措施。生物處理技術(shù)因其經(jīng)濟(jì)有效、性能優(yōu)異的優(yōu)勢(shì)，在處理土壤污染問題等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，已有多地將生物修復(fù)應(yīng)用于老化油污染土壤的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中。

老化油泥的生物堆肥處理及污染土壤的生物修復(fù)均通過微生物自身降解及其代謝產(chǎn)物（主要為表面活性劑）的協(xié)助，將石油污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒且相對(duì)穩(wěn)定的終產(chǎn)物，很大程度上解決石油污染問題。目前生物技術(shù)處理油泥污染土壤主要的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方式為原位修復(fù)，降解效果顯著，處理后土壤達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)，但如何提高野生環(huán)境中微生物活性和污染物處理能力仍需要進(jìn)一步的研究。

三、結(jié)束語(yǔ)

生物表面活性劑在環(huán)境治理方面的巨大潛力正在被人們慢慢所了解和重視。研究生物表活劑的特性及機(jī)理，對(duì)微生物采油技術(shù)的提高以及稠油的降黏具有十分重要的理論和實(shí)際意義。攻克了微生物與原油污染所在地相接種并保證該微生物在這樣的環(huán)境下還能有效地對(duì)原油污水進(jìn)行生物降解這些技術(shù)難題，就能更進(jìn)一步的接近生物表面活性劑大規(guī)模使用和廣泛得到普及，進(jìn)而達(dá)成造福人類、為社會(huì)謀福利這個(gè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]折利軍，楊劍，許晉東，柳軍.安塞油田老化油形成機(jī)理及處理技術(shù)研究[J].石油化工應(yīng)用，2020，39（01）：66-70.