聚丙烯酰胺降解菌的篩選及降解含聚丙烯酰胺污水的室內(nèi)研究.pdf

1、近年來，我國東部的大多數(shù)油田基本上已經(jīng)進(jìn)入高含水開發(fā)后期，傳統(tǒng)的水驅(qū)已不能滿足采油的需要，聚合物驅(qū)油技術(shù)在老油田中得到廣泛的推廣。部分水解聚丙烯酰胺在為油田提高采收率的同時，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境也產(chǎn)生了相當(dāng)大的危害。首先，含聚污水處理遇到很大問題，油水分離難度加大，采出水含油量嚴(yán)重超標(biāo)；含聚污水處理成本、難度加大，且部分含有較高濃度的聚丙烯酰胺采出水外排。其次，由于地層結(jié)構(gòu)原因，聚丙烯酰胺在進(jìn)入地下油層的同時很難避免滲透到地下水層。殘留在環(huán)境中的

2、聚丙烯酰胺會發(fā)生緩慢降解，釋放出有毒的丙烯酰胺單體。聚丙烯酰胺在地面水體和地下水中的長期滯留，必將對當(dāng)?shù)厮h(huán)境造成潛在的危害。目前，聚丙烯酰胺的應(yīng)用范圍和規(guī)模正呈現(xiàn)快速增長趨勢，同時其在環(huán)境中的累積、遷移、轉(zhuǎn)化帶來的毒性亦將逐漸顯露出來，并將給生態(tài)環(huán)境帶來不可估量的危害。因此，含聚污水的處理成為亟待解決的問題。由于微生物特殊的環(huán)境適應(yīng)性、高繁殖速率和變異性，利用高效降解聚丙烯酰胺的菌株處理含聚污水將成為解決由聚丙烯酰胺引起的環(huán)境問題的有

3、效手段。 本論文以聚丙烯酰胺為研究對象，對生化法處理含聚聚丙烯酰胺污水進(jìn)行了探討。在對聚丙烯酰胺的影響因素考察的基礎(chǔ)上優(yōu)化了生物降解體系中聚丙烯酰胺的評價方法，篩選出對聚丙烯酰胺有一定降解能力的菌種，并對降解條件進(jìn)行了優(yōu)化優(yōu)化，初步探討了聚丙烯酰胺好氧降解機(jī)理，并將降解菌應(yīng)用于生化處理模擬實驗。得出了以下結(jié)果： 1．pH值、光照和礦化度對聚丙烯酰胺的粘度影響較大，而對于聚丙烯酰胺的濃度影響較小。低溫和弱的機(jī)械剪切對聚

4、丙烯酰胺的粘度和濃度影響都不大，而高溫和強(qiáng)的機(jī)械剪切對聚丙烯酰胺的粘度和濃度影響都比較大。對聚丙烯酰胺的評價方法進(jìn)行了優(yōu)化，以濃度評價聚丙烯酰胺降解為主，粘度和分子量評價為輔；在濃度評價方法中采用淀粉-碘化鎘法，并對其測定條件中的緩沖溶液的pH值進(jìn)行了優(yōu)化，測定的緩沖溶液的最佳pH值為3.5。 2．初步篩選到三株好氧的聚丙烯酰胺降解菌種，分別命名為PM-2、PM-3、PM-4。通過生理生化性質(zhì)和168 rDNA鑒定，PM-2為

5、蠟樣芽胞桿菌，PM-3為枯草芽孢桿菌，PM-4為蒼白桿菌。將三株菌進(jìn)行混合正交培養(yǎng)后，優(yōu)化出PM-2與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達(dá)到42％。優(yōu)化了混合菌降解條件，最佳降解時間為3天，連續(xù)活化次數(shù)為4次，接種體積分?jǐn)?shù)為3％，溫度為35-45℃，初始pH值為6.0-7.5，搖床轉(zhuǎn)速為140r·min-1，礦化度為2500-10000 mg．L-1 3．探討了細(xì)菌對聚丙烯酰胺的利用

6、情況，結(jié)果表明聚丙烯酰胺既可以作為氮源利用也可以作為碳源利用，通過掃描電鏡、紅外分析、差熱分析、紫外分析以及液相分析等手段對生物降解前后的樣品的表征的基礎(chǔ)上對微生物好氧降解聚丙烯酰胺的機(jī)理進(jìn)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為氮源利用，在其生長和代謝過程中，聚丙烯酰胺被斷裂為小分子有機(jī)物，又可以作為碳源被細(xì)菌利用。 4．在對含聚污水水質(zhì)分析和可生化性分析的基礎(chǔ)上對污水進(jìn)行可生化性調(diào)整。運用生物接觸氧化法對污