聚合物驅油技術大面積應用的同時也產生了含聚丙烯酰胺污水的處理問題.含 聚污水具有粘度大、含油多、乳化穩定的特點，傳統的污水處理方法及設施難以使該污水處 理達到外排水水質的標準•用氣浮+生物接觸氧化法對孤島油田含聚污水進行處理，首先利 用氣浮去除懸浮油和大部分聚合物，然后利用生物降解接觸氧化膜上的烴類降解菌和聚丙烯統 胺降解菌組成的高效降解菌群的生物降解作用去除乳化油和殘余的聚合物•研究結果表明： 孤島含聚污水經氣浮+生物接觸氧化法處理后含油量由300 mg.L-1以上降至4 mg.L-1以 下，(：00&由1 700 mg.L—1以上降至100 mg.L—1以下，聚丙烯酰胺的含量由40 mg.L—1以上 降到1.5 mg.L-1以下.出水水質完全達到國標GB8978—1996《污水綜合排放標準》規定的 一級排放標準.
近年來，我國東部的大多數油田基本上已經進 人高含水開發后期，使用聚丙烯酰胺進行3次采油 已經在大慶、大港和勝利等油田得到大面積的推 廣[|4 .大規模注聚合物使大量低礦化度清水進人 注水系統，導致油田污水的供、注水不平衡[3]，大量 含聚污水不達標外排會造成嚴重的環境污染.對于 含大量聚合物的油田污水如何凈化處理使之達到地 層回注和外排標準已成為當前油田亟待解決的問題 之一.目前，油田主要應用重力式和壓力式處理工 藝.傳統的采油污水處理工藝對于非含聚污水具有 良好的處理效果.隨著3次采油技術的推廣，聚合物 驅油采出液急劇增加，利用現有的污水處理工藝處 理含聚污水給水處理工作帶來嚴峻的挑戰.在現有 的處理工藝條件下，含聚丙烯酰胺污水處理后的水 質指標只能達到油含量<30根本達不
到外排標準.
國內外生物法除油[>6]和生物法[7_8]去除聚丙 烯酰胺的研究取得了一定進展，國內部分油田已經 將生化工藝應用于非含聚采油廢水的處理M.由于 未能構建髙效菌群等原因，尚未見氣浮+生物接觸 氧化工藝應用于含聚污水外排處理的報道.本論文 針對孤島油田含聚合物采油污水的水質特征，篩選 到高效烴類降解菌和聚合物降解菌.提出利用氣浮 作為生化預處理技術，采用生物接觸氧化法處理含 聚合物采油污水.生化處理過程中投加高效菌種與 激活污水原有細菌相結合的方法獲得高效的除油、 降COD菌群.2種方法結合使用，實現了含聚污水 達標排放的目的.
1材料和方法
1.1菌種來源和培養基
高效烴類降解菌:來自勝利油田煉化總廠污水 處理生化池的活性污泥；
聚丙烯酰胺降解菌:來自孤島油田聚丙烯酰胺 驅油產出液；
原油培養基（g.HNaaS^NH^Sa,：!; MgS04 • 7H20, 0. 25； NaN03,2； KH2P04,2. 5; 尺21^04*3$0,5;原油，1.
油平板和斜面:往上述培養基上加入15 的瓊脂，制成油平板和斜面.聚丙烯酰胺降解菌富集 培養基（g.I^nHPAMJ;原油，l;NaCl,5.0; (NH4 )2S04,0. 1； MgS04 • 7H20, 0. 025； NaN03, 0.2;NaH2P04,0.5;K2HP04.3H20,1.0;pH 自然.
平板培養基（g_ L_1)[lflI:HPAM，3. 0;NaCl, 5.0； (NH4)2S04, 0. 1； MgS04 • 7H20, 0. 025； NaN03,0.2; NaH2 P04，0.5; K2 HP04 • 3H2 0,1 • 0;瓊 脂，20;pH,7.2~8.5.
1.2菌種分離及鑒定
1.2.1烴類降解菌種的富集、馴化和鑒定
將所采集的勝利油田稠油煉化廠污水廠生化池 的活性污泥接人滅菌后的原油培養基中，置于40 X： 旋轉式搖床中（轉速130 r/min)培養，選取乳化效 果好的富集培養液接人新鮮油培養基中，在相同條 件下馴化培養3次.以油平板劃線分離，挑取單菌 落，按《伯杰細菌鑒定手冊》(第8版)進行菌種鑒定. 經過鑒定，所篩選的細菌為桿狀,革蘭氏陰性菌，生 理生化分析確定為假單胞菌屬菌株，編號為WL-1. 1.2.2 聚丙烯酰胺衍生物降解菌的富集、馴化和 鑒定
將適量產出液或污水接種于富集培養基中，置 于45 X： ,80~100 r/min的搖床培養7~14 d,每天 取樣，對培養液進行分析并涂聚丙烯酰胺平板，分離 菌種，按《伯杰細菌鑒定手冊》（第8版）進行菌種鑒 定.經過鑒定,所篩選的細菌為桿狀，革蘭氏陰性菌， 生理生化分析確定為假單胞菌屬菌,編號為HL-2. 1.3孤島第五聯合站污水化學分析和生物分析
污水中原油以懸浮油滴和乳化油2種形態存 在，(：00&為 1 300~2 000 mg，!/1,含油量為 300~ 1 000 mg，L_1 之間，CODa含量為 1 700~3 000 mg- L_1之間，聚合物含量40?110 mg.L—1.
污水中含有烴類氧化菌、硫酸鹽還原菌、鐵細菌 和腐生菌等細菌群落.
1.4分析方法
COD&測試根據標準GB11914—89;聚丙烯酰 胺含量測定根據標準Q/DG1170—88;礦化度測定 根據標準SY/T5523—2000;含油量測定根據標準 SY/T0530—93;細菌含量測定根據標準SY/ T0532—93.
2實驗內容與方法 2.1苗種室內評價實驗
將分離篩選到的菌株WL-1和HL-2與污水原 有菌種進行激活組合實驗，共分為5個組合•組合 1:將原水滅菌后只投加WL-1;組合2:投加WL-1 并加營養激活污水原有細菌;組合3:將原水滅菌后 只投加HL-2;組合4:只投加HL-2并加營養激活 污水原有細菌；組合5:投加WL-1和HL-2 2株 菌，同時加營養激活污水原有細菌.分別測試并比較 細菌作用8 h和12 h后含油量和CODc,值變化，獲 得最佳菌群組合和合理的生化停留時間.
2.2室內模擬實驗
2.2.1氣浮預處理
利用氣浮作為生物接觸氧化法的預處理技術， 采用聚合硫酸鐵作絮凝劑.
2.2.2生化處理
根據現場污水的溫度，確定室內實驗的溫度為 38 1C ,利用自動加液栗投加營養.根據室內搖床試 驗確定室內模擬試驗的生化停留時間為8 h.圖1為 室內模擬試驗流裎圖.
組合1對原油的降解能力強于組合3.同時，組合1 和組合2強于組合3和組合4.組合5的除油效果 最佳,對原油的去除率高達98% .5組菌種組合的降 解時間由8 h延長到12 h后降解效果都有所增加. 由實驗結果得知，篩選的特殊功能菌能與原水細菌 組成有效菌群，能增強污水中原油的去除效果，篩選 的聚丙烯酰胺降解菌HL-1對原油也有降解作用.
表1菌株的形態及生理生化特征 Tab. 1 The characters of the bacteria
菌株形態特征
WL-1HL-2
菌落顏色淡黃色乳白色
菌落形態雪花狀,不透明棉絮狀，表面起皺
邊緣狀況邊緣不規則邊緣圓潤
菌體形狀橢圓形桿狀短桿
革蘭氏染色++
芽孢有有
運動性++
需氧性好氧好氧
V-P測定--
明膠液化+一
3結果與討論
3.1離效降解菌的形態及生理生化特征
含聚污水主要污染物為石油類和聚合物殘留， 針對污水外排指標，篩選能夠降解石油類和聚合物 的降解菌，利用高效降解菌群組合對污染物進行降 解.篩選菌株的生理生化特征見表1.
3.2單株菌和混合菌對原油和COD&S除效果 3.2.1不同菌群組合對原油的去除效果
如圖2所示,WL-1和HL-2菌都能降解原油，
3.2.2不同菌群組合對COD&的去除效果
單獨接種WL-1和HL-2時，HL-1對CODc, 的去除能力強于WL-1,即組合3對COD&的降解 能力強于組合1.同樣如圖3所示，組合3和組合4 的COD&去除能力強于組合1和組合2,組合5的降 解能力最強，COD&的去除率高達73%.由實驗結果 可知，篩選到的聚丙烯酰胺降解菌在降解聚丙烯醜 胺的間時能對原油有降解作用，投加菌株并激活原 有細菌促進了污水中CODc,的去除效果.含聚污水 的降解率在特殊功能菌和激活原有細菌的條件下更 高，這是因為難降解聚合物的降解一般是由微生物 菌落間共代謝作用來完成的[11].
.3室內模擬處理效果
3.3.1室內模擬試驗對COD&的去除效果
如圖4所示，實驗階段進水水質波動較大, (：00&值主要在1 500~2 500 mg«L_1之間，進水的 平均COD&值為1 929 mg_L_l;氣浮出水的COD& 值主要在150~200的范圍內波動，平均
CODeJ[為157 mg*L_l;生化出水的COD&值在50 ~100 mg‘1/1的范圍內波動，平均COD&值為65.7 mg，L_1(進水的COD&見圖4右縱坐標，氣浮出水、 生化出水的COD&見圖4左縱坐標）.由于投加了高 效功能菌群，氣浮加生化能夠將含聚合物污水的 COD&值降到100 mg_L—1以下，達到國家外排一級 標準• 3000
2500
2000
1500
1000
02 46 810 12 14 16 18 20
時間/d
圖4生物接觸氧化對COD&的去除效果 Fig. 4 The removal effects of CODc, by biological touch oxidized method
3.3.2室內模擬試驗對含油量的去除效果
聚合物驅采油污水，污水乳化嚴重，如圖5所示, 實驗進水的含油量波動較大，波動范圍300?800 mg- I/1，進水含油量平均值為540 n^I/1;氣浮出水的 含油量在10~20 mg*I/1的范圍波動，平均值為14.2 mg*!/1;生化出水的含油量除連續監測的第2天4.1 mg，1/1外，其余全部小于3 mg‘L'生化出水的平均 含油量為1.29 mg‘1/1，出水水質達到國家外排一級 標準(進水含油量見圖5右縱坐標，氣浮出水、生化出
水的含油量見圖5左縱坐標).
3.3.3室內模擬實驗對聚合物的去除效果
進水的聚合物含量在40~110 mg^LT1,聚丙 錄酰胺作為一種穩定的高分子聚合物，有著極強的 生物抗性，即使是被降解為小分子聚丙烯酰胺依然 有這種特性[12]，污水中聚合物主要用氣浮方法去 除，殘余的聚丙烯酰胺利用生物降解，生物能利用聚 丙烯酰為氮源進行生長，經生物降解后污水中聚合 物含量小于l.Smg*!/1.
經過比較污水中聚合物經過生物降解前后紅外 光譜圖(見圖6)可以看出生物處理后殘余聚合物官 能團明顯減少.降解前酰胺基的特征雙峰3 381 cnT1和3 178CHT1在降解后已不存在.生物降解前 光譜圖上在1 615.27 cnT1產生強吸收帶，生物作用 后在1 664.86 cnT1和1 111.81 cm_1處產生強吸收 帶.1 615.27 cnT1為酰胺基上C = O產生的吸收 帶，1 664.86 cnT1為羧酸基上C= 0產生的吸收 帶，1 111.81 cnT1為羧酸離子上C—0產生的吸收 帶，酰胺基經過生物作用后轉換為羧酸離子[1'聚 丙烯酰胺生物降解后的紅外光譜圖上吸收帶明顯少 于降解前.由此可認為聚丙烯酰胺的生物降解主要 是經過生物作用后轉換為聚丙烯酸的衍生物.
4結論
孤島含聚污水經過氣浮和二級生化處理后，含 油量小于3 mg*L_1，CODCt值小于100 mg*I^1，能 夠達到國家污水外排一級標準.氣浮作為含聚合物 采油污水生化處理的預處理，主要用于去除懸浮油、 部分乳化油和難生化處理的聚合物.大部分的乳化 油和殘余的聚合物通過生物降解去除.為了保證生 化處理的穩定性和效果，氣浮出水的含油量最好小 于 20 mg*L'COD&值最好小于 200 mg*L'
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