合成磁性破乳菌以强化对W/O乳状液的破乳性能

【作者】 殷万； 彭开铭； 陆丽君； 刘佳； 黄翔峰；

【机构】 同济大学环境科学与工程学院；

【摘要】 在原油开采和机械加工中产生大量的乳状液需要破乳。生物破乳菌具有适用于复杂的乳状液、环境耐受性强、易于分离等特点而成为新型生物破乳剂研究的一个重点。但生物破乳菌的破乳速率有待提高,且对破乳菌回收再利用也尚无报道。本文研究了不同磁性纳米粒子与破乳菌Alicaligenes sp.S-XJ-1的结合,评价了在外加磁场作用下磁性破乳菌对W/O型乳状液的破乳性能并开展了破乳菌的回收实验。磁性纳米粒子由于尺寸效应,易与菌体发生结合,通过实验发现其结合程度与结合比例、结合时间和外界条件有关。当磁性纳米粒子与生物破乳菌的比例为0.5:1~1:1、结合时间为90 s、震荡转速为2000 rpm时,它们之间的结合率可达到95%以上。借助破乳平台,准确得到乳状液脱油、脱水、破乳率随时间的变化规律。比较有无磁场下菌体的破乳过程,发现加入外界磁场后液滴聚并速率显著提高,同时磁性破乳菌的聚集程度增大。其中当磁性纳米粒子与生物破乳菌的比例为0.5:1时,乳状液的半衰期从6 h缩短至4 h。磁性纳米粒子与生物破乳菌有很好的结合,这使粘附在油水界面的菌体在外加磁场下更容易发生沉降聚集,实现其回收;同时液滴的流动性增强,液滴快速聚集、聚并、沉淀,最终实现加速破乳。本研究将有助于指导生物破乳菌的回收,降低生产成本;提高菌体破乳的时效性,为生物破乳菌的工业化应用奠定理论基础。更多还原