降解含聚丙烯酰胺污水的室内研究

       降解含聚丙烯酰胺污水的室内研究：近年来，我国东部的大多数油田基本
上已经进入高含水开发后期，传统的水驱已不能满足采油的需要，聚合物驱油
技术在老油田中得到广泛的推广。部分水解聚丙烯酰胺在为油田提高采收率的同
时，对当地环境也产生了相当大的危害。首先，含聚污水处理遇到很大问题，油
水分离难度加大，采出水含油量严重超标；含聚污水处理成本、难度加大，且部
分含有较高浓度的聚丙烯酰胺采出水外排。其次，由于地层结构原因，聚丙烯酰
胺在进入地下油层的同时很难避免渗透到地下水层。残留在环境中的聚丙烯酰胺
会发生缓慢降解，释放出有毒的丙烯酰胺单体。聚丙烯酰胺在地面水体和地下水
中的长期滞留，必将对当地水环境造成潜在的危害。目前，聚丙烯酰胺的应用范
围和规模正呈现快速增长趋势，同时其在环境中的累积、迁移、转化带来的毒性
亦将逐渐显露出来，并将给生态环境带来不可估量的危害。因此，含聚污水的处
理成为亟待解决的问题。由于微生物特殊的环境适应性、高繁殖速率和变异性，
利用高效降解聚丙烯酰胺的菌株处理含聚污水将成为解决由聚丙烯酰胺引起的

 

环境问题的有效手段。 本论文以聚丙烯酰胺为研究对象，对生化法处理含聚聚
丙烯酰胺污水进行了探讨。在对聚丙烯酰胺的影响因素考察的基础上优化了生物
降解体系中聚丙烯酰胺的评价方法，筛选出对聚丙烯酰胺有一定降解能力的菌
种，并对降解条件进行了优化优化，初步探讨了聚丙烯酰胺好氧降解机理，并

 

将降解菌应用于生化处理模拟实验。得出了以下结果：

1．pH 值、光照和矿化度

对聚丙烯酰胺的粘度影响较大，而对于聚丙烯酰胺的浓度影响较小。低温和弱的
机械剪切对聚丙烯酰胺的粘度和浓度影响都不大，而高温和强的机械剪切对聚
丙烯酰胺的粘度和浓度影响都比较大。对聚丙烯酰胺的评价方法进行了优化，以
浓度评价聚丙烯酰胺降解为主，粘度和分子量评价为辅；在浓度评价方法中采
用淀粉

-碘化镉法，并对其测定条件中的缓冲溶液的 pH 值进行了优化，测定的

缓冲溶液的最佳

pH 值为 3.5  

。

2．初步筛选到三株好氧的聚丙烯酰胺降解菌种，

分别命名为

PM-2、PM-3、PM-4。通过生理生化性质和 168 rDNA 鉴定，PM-2

为蜡样芽胞杆菌，

PM-3 为枯草芽孢杆菌，PM-4 为苍白杆菌。将三株菌进行混

合正交培养后，优化出

PM-2 与 PM-3 的混合菌降解效果最好，300 mg．L-1

聚丙烯酰胺溶液的降解率最高可达到

42％。优化了混合菌降解条件，最佳降解

时间为

3 天，连续活化次数为 4 次，接种体积分数为 3％，温度为 35-45℃，

初始

pH 值为 6.0-7.5，摇床转速为 140r·min-1，矿化度为 2500-10000 

mg．L-1 3．探讨了细菌对聚丙烯酰胺的利用情况，结果表明聚丙烯酰胺既可
以作为氮源利用也可以作为碳源利用，通过扫描电镜、红外分析、差热分析、紫外
分析以及液相分析等手段对生物降解前后的样品的表征的基础上对微生物好氧
降解聚丙烯酰胺的机理进行了初探。在其分泌的胞外酰胺酶的作用下聚丙烯酰胺
先被作为氮源利用，在其生长和代谢过程中，聚丙烯酰胺被断裂为小分子有机

 

物，又可以作为碳源被细菌利用。

4．在对含聚污水水质分析和可生化性分析的

基础上对污水进行可生化性调整。运用生物接触氧化法对污水进行了生化处理模
拟实验。模拟实验分为静态模拟和动态模拟两部分进行。静态模拟实验中，降解
7 天后，聚丙烯酰胺降解率达到 80％，原油总的去除率为 95％，CODCr 的总
的去除率达到

86％。动态模拟试验中，生化处理 3 天以后，出水的各项指标趋

于稳定，聚丙烯酰胺的降解率达到

67％，原油总的去除率为 93％，出水的

CODCr 总的去除率达到 80％。