微生物电解池强化残余油微生物气化速率

残余油原位气化是一项针对废弃油藏的前瞻性技术,现阶段其主要问题是产气速率慢,无法满足大规模油田开发的需求.通过引入微生物电解池为微生物生长代谢提供能量,实现“微生物-电化学”联合作用,加快微生物气化过程中物质与能量供给,从而加快微生物的甲烷合成速率.首先,从油藏中富集驯化获得高产气速率的“互营代谢-产甲烷”菌群,高通量测序分析其菌群群落结构结果显示,Syntrophomonas、Syntrophus和Syntro phothermus等具有互营代谢特点的微生物成为细菌的优势种属;Meth-anoculleus、Methanobacillus和Methanobacterium等能够以H2+CO2和甲酸盐为底物合成甲烷的微生物成为古菌的优势种属.然后,产气分析表明,该菌群的甲烷合成速率达到了5.3×10-3mL/(cm3·d),在同样条件下,用外加0.15V的微生物电解池强化该菌群的甲烷合成,甲烷合成速率提高了177.4％,达到了14.7×10-3 mL/(cm3 ·d),法拉第效率由64.7％提高到123.2％.最后,研究了微生物电解池强化甲烷合成速率的影响因素.碳源、矿化度、电极材料和电势均能够影响甲烷的合成速率,其中电势能显著影响甲烷的合成速率.在外加1.5V电势的条件下,该菌群的甲烷合成速率达到了33.16×10-3mL/(cm3·d),甲烷合成速率提高了526.4％.