Fenton预氧化-生化法处理聚丙烯酰胺污水的实验研究
聚丙烯酰胺(Polyacrylamide，简称PAM)是一种线型的水溶性聚合物，以其相对高分子量和低浓度水溶液的高粘性而被广泛用来提高原油的采收率。随着各个油田相继采用聚合物驱以提高原油采收率，含聚污水的数量正在逐年增加。由于PAM是高分子聚合物，所以含有聚丙烯酰胺(PAM)的污水具有粘度大，可生化性差，难生物降解的特点。众所周知，聚丙烯酰胺虽然无毒无害，但其降解后的单体丙烯酰胺(acrylamide，AM)却会伤害人和动物的周围神经系统。而且，聚丙烯酰胺在大多数应用领域的最终归属为进入地表水或地下水，而含有聚丙烯酰胺的污水不仅会改变水的理化性质，而且聚丙烯酰胺本身对化学需氧量(chemicaloxygen demand，COD)也有贡献，且可能会因为解聚而释放丙烯酰胺。因此，如何处理含聚污水一直是环境保护者研究的一大难题。
论文的研究内容分为五部分。第一部分是文献综述：第二部分是Fenton预氧化提高油田含聚污水的可生化性；第三部分是油田含聚污水的生化处理；第四部分是Fenton预氧化.生化法处理油田含聚污水的室内模拟实验；第五部分是结论与展望。
该论文以胜坨含聚污水为研究对象，由于含聚废水的BOD5/COD值很小，可生化性较差，若直接采用生物处理，处理效果差，所以本论文拟将物化法与生物法结合，在生物处理前进行预处理，提高废水的可生化性。通过实验研究，主要研究结论概括如下：
1.通过Fenton预氧化来处理含聚污水，提高其可生化性。通过单因素实验和正交优化实验，确定了Fenton氧化降解HPAM的最佳条件，即反应时间为40min，溶液的初始pH=4，H2O2/COD=1.0，H2O2/Fe2+=12，反应温度为40℃。在此条件下，HPAM和COD的去除率分别达到83.8％和77.1％，BOD5/COD值也从不到0.10升高到0.40以上，HPAM的可生化性得到了明显改善。并用含聚丙烯酰胺降解菌的活性污泥进行了对比验证实验，结果证实经过Fenton氧化预处理，HPAM降解为容易被微生物利用的物质，可生化性提高，从而为含聚污水进行后续生物处理创造了有利条件。
2.本文从胜利油田的活性污泥中筛选出三株聚丙烯酰胺降解菌，通过比较筛选出一株降解效果较好的菌，命名为AS-2。经生理生化鉴定和PCR-16S rDNA鉴定后，菌AS-2为脱氮副球菌。研究了AS-2.对聚丙烯酰胺生物降解的最佳条件。结果表明，当降解时间为5d，pH=8，温度为40℃，碳源为原油，氮源为NaNO3，原油和NaNO3的含量分别为2.5 g·L-1，1.4 g·L-1时，AS-2对聚丙烯酰胺的降解率达到45.23％。
3.根据所优选出的最佳条件，用Fenton预氧化.生化法处理含聚污水进行了室内模拟实验。经Fenton氧化和生化处理后的含聚污水的CODcr值和聚丙烯酰胺的去除率分别达到了93.63％和90.50％。并分别对原样、氧化产物和生化降解产物进行红外扫描。结果表明；Fenton氧化可能把部分聚丙烯酰胺氧化成了醛和羧酸，经生化处理的聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺降解菌主要降解了聚丙烯酰胺的侧链，把酰胺基降解成了羧酸和游离的氨基。并用高效液相色谱法检测了氧化和生化后的PAM溶液，未检测出单体丙烯酰胺。
Fenton预氧化;生化法处理;聚丙烯酰胺污水;化学需氧量;油田含聚污水处理
中国海洋大学
硕士
分析化学
包木太
2009
中文
X703.1;O621.254.1
79
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）