目前，我國聚合物驅油技術廣泛采用聚丙烯酰胺(PAM)，其產生的含有PAM的污水粘度大、水中油滴及固體懸浮物在PAM及其水解產物的作用下乳化穩定性強，處理起來非常困難。隨著使用聚合物驅的三次采油新技術的推廣，三采污水量逐年增加，而外排污水中的PAM由于不能被完全降解而形成在環境中的累積效應，進而造成環境污染。因此，尋找一種高效、無二次污染的PAM降解方法是環境保護者研究的重要課題。

1油田含聚污水的處理現狀

采油污水經處理后大部分作為回注水注入地層用于二次采油，部分排放或者作為蒸汽采油的鍋爐用水，不同用途的水處理要求不同，采用的方法也有區別。國內大多數油田對于采油污水只做了一些簡單的處理，這種處理后的污水往往很難達到國家排放標準。目前，國內關于采油污水處理方面的研究工作開展較少。

2聚丙烯酰胺的降解技術

PAM降解技術包括機械降解、熱降解、化學降解和生物降解等。

2．1機械降解

機械降解是采油含聚污水經自然沉降、二次沉降和過濾，除去油滴及懸浮物。單純的物理方法不適宜處理含聚污水，對于環境的危害仍然存在，傳統的機械降解方法主要包括氣浮法、膜分離法和過濾法。

2．2熱降解

熱降解是PAM在熱作用下化學鍵發生斷裂。目前，對PAM熱降解的研究主要采用熱重分析和微分掃描量熱法，根據不同升溫速率下PAM的失重曲線判斷PAM的降解機理。

2．3化學降解

化學降解主要有氧化降解、光降解和光催化降解。(1)氧化降解是利用強氧化劑、光能或其它能量催化，最終將PAM氧化降解為無機物。目前研究較多的氧化劑有Fenton試劑r2]、高鐵酸鉀等。氧化法是一種潛在的、非常有發展前途的、對環境友好的含聚污水處理技術。

(2)光降解是利用自然光和紫外光照射使PAM降解。紫外光照射下，PAM會發生自由基鏈斷裂。在脈沖激光下也會引發PAM降解。

(3)光催化降解是在光催化過程中產生強氧化性基團，通過自由基可將很多難生物降解的物質完全礦化。光催化降粘性能非常顯著，光照5～10rain，含PAM的油田污水的粘度下降至蒸餾水的粘度。

2．4生物降解

生物處理法作為對環境污染物高效的處理手段，由于其技術成熟、無二次污染、運行費用低廉，已經在多種難降解污染物的無害化處理領域發揮著核心作用。生物處理法是去除廢水中有機污染物經濟效益和環境效益最好、應用最廣泛的廢水處理方法。

生物方法處理含聚污水主要是利用微生物通過其特定酶的作用，以PAM為營養源，在其生長和代謝過程中將PAM轉化為小分子有機物和無機物。PAM的降解產物可作為細菌生命活動的營養物質，反過來營養物質又會促進PAM的降解。


生物降解PAM主要受酸堿度、溫度、鹽分、氧、養料等因素的影響。生物法處理油田采出水大致可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。
(1)好氧生物處理方法主要有活性污泥法和生物膜法。在采油污水處理中應用最多的工藝為間歇式活性污泥法，生物膜法主要有生物濾池、生物流化床和生物接觸氧化等。

(2)厭氧處理可以使高分子有機物質降解為低分子的酸和醇類，并去除一部分的S卜，提高好氧可生化性。

2．5其它技術

近幾年來，研究者在PAM降解方面運用了一些先進的新技術，如超聲波技術、激光脈沖技術、超聲光催化技術等。

3生物降解聚丙烯酰胺的研究現狀及發展前景

目前，國內外對PAM的生物降解研究基本停留在初級階段。國外研究一般集中在PAM對土壤中微生物群落和土壤生態環境的影響以及作為絮凝劑沉淀后的廢渣對存放環境的影響。

1999年，黃峰等研究了硫酸鹽還原菌對PAM的降解。韓昌福等采用葡萄糖、酒石酸銨、苯甲醇、MgSO4、KH2PO4、VB、微量元素液為培養基，以黃孢原毛平革菌為菌種，在35℃經21d培養出黃孢原毛平革菌，該菌對PAM具有特殊的酶催化降解能力。張英筠等lg培養的優勢菌種在降解PAM的同時，可迅速降解掉脫落的丙烯酰胺單體，使降解過程不會對環境造成二次污染。在美國組織的可持續環境中的生物技術大會上，提出了基因工程微生物、優選微生物菌株和生物傳感技術中可利用菌株等三大最新發展技術領域。構建含有功能基因并且具有較強競爭力的基因工程菌(GEM)是現代環境生物技術的主要目標之一。

尋找高效降解PAM的微生物是研究者下一步的工作目標。隨著石油工業的不斷發展，對采油污水的處理和回用的要求將會13益提高。在原有的初級處理基礎上，結合油田實際情況增加深度處理單元可以進一步凈化污水，滿足油田的發展需要。基于微生物自身的劉江紅等：油田含聚污水處理技術研究進展／2011年囊1期特點，以及目前飛速發展的分子生物學技術和基因工程技術，微生物法必將成為解決PAM及其降解物引起的環境污染問題的重要手段。

4微生物固定化技術

針對傳統生物處理技術的不足和缺點，近幾年，人們采用微生物固定化技術。微生物固定化技術是利用化學或物理手段將游離的細胞定位于限定的空間區域，并使之不懸浮于水仍保持生物活性、可反復利用的方法[7j。微生物固定化技術與其它環境治理技術相比，具有以下特點：(1)微生物固定化可以保持反應器內微生物的高濃度和高活性，有助于提高污染物的處理負荷和去除效率；(2)污泥產量低，減輕了后續污泥處置的負擔；(3)微生物固定化利于沉淀過程的泥水分離；(4)微生物固定化對有毒物質的承受能力強，穩定性好。在廢水生物治理領域中具有獨特的優勢和巨大的潛力。

4．1微生物固定化的方法

微生物固定化方法分為吸附法、包埋法、包絡法、共價結合法和交聯法。

(1)吸附法

吸附法分為物理吸附和離子吸附。
物理吸附所使用的吸附劑有硅膠、活性炭、多孔玻璃、碎石、焦炭、硅藻土等。離子交換劑有DEAE一纖維素、CM-纖維素等。
(2)包埋法

包埋法是將微生物菌體包埋在半透性的聚合物凝膠或膜中，小分子的底物和產物可以自由出入，而微生物卻不會漏出。常用的包埋法固定微生物的載體材料有天然高分子多糖，如海藻酸鈣凝膠和卡拉膠及聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺等有機合成高分子材料。

(3)包絡法

包絡法可增大微生物的聚集密度并提高生物粒子承受水力負荷的能力。

(4)共價結合法

共價結合法固定化微生物穩定性好，不易脫落但限制了微生物的活性，同時反應激烈，操作與控制復雜苛刻。

(5)交聯法

交聯法是微生物通過與具有兩個或兩個以上官能基團的試劑發生反應，使微生物菌體相互連接成網狀結構而達到固定化微生物的目的。交聯劑比較昂貴，限制了該方法的應用。

4．2微生物固定化的發展現狀

目前，微生物固定化技術及其應用研究已經涉及到食品與發酵工業、化學合成工業、醫療診斷、環境凈化、能源開發等各個領域。

楊基先等探索了采用微生物固定化技術除油的可能性；李偉光等利用活性炭為載體固定微生物處理含油廢水，結果表明，生物活性炭對污染物的去除率明顯高于顆粒活性炭，除油率和COD去除率分別提高28．8%和10．4％；與傳統工藝中的二級氣浮池相比，水中油類、COD、揮發酚、懸浮物等主要污染物質的平均去除效率分別提高46％、39%、62%、25%。朱文芳等利用固定化除油菌處理含油廢水，結果表明，固定化微生物反應器比相同條件下未經固定化反應器的除油效率提高約2O%。由此可見，微生物固定化技術在處理油田含聚污水領域有著良好的前景。

5結語

降解PAM的方法包括機械降解、熱降解、化學降解和生物降解。微生物降解PAM因高效、對環境無二次污染，必將成為解決PAM及其降解物引起的環境污染問題的重要手段。目前，超聲波技術等一些降解PAM的新技術已經得到應用。微生物經固定化后，對有毒物質的承受和降解能力明顯提高，在眾多的固定化方法中，包埋法有較好的綜合性能，應用也最廣泛。微生物固定化技術在處理油田含聚污水領域有著良好的前景。