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 量的长期危害。因此,含聚污水的处理成为亟待解决的问题。
对于含聚污水处理技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法。'
3. 1物理方法
物理法处理技术就是采油含聚污水经预处理,在沉降罐中经自然沉降,除去 浮油及大颗粒杂质,再经粗粒化,进行二次沉降和过滤,除去细小油滴及未沉降 的悬浮物[25]。单纯的物理方法对于含聚污水的处理根本达不到油田回注水的指 标,而且对残余的聚丙烯酰胺未作任何处理,对于环境的危害仍然存在。
2化学方法
处理含聚污水化学方法主要有添加化学助剂絮凝沉降法和氧化法(传统氧化 法、催化氧化法和电化学方法)。
添加破乳剂、浮选剂和絮凝剂絮凝沉降是目前实际应用中较多的手段,它与 物理方法结合能有效去除污水机杂和油滴。其中,阳离子聚丙烯酰胺处理含聚污 水具有良好的效果。其缺点:一是药剂价格太高导致现场运行成本高;二是絮凝 废弃物无法处理,二次污染环境[26]。
氧化法其原理是利用强氧化剂、光能或其他能量催化产生自由基引发自由基 的连锁反应使长的聚丙烯酰胺分子链断裂变成小分子有机物,最终被氧化降解为 无机物。目前研究较多的氧化剂有Fenton试剂f27]、高铁酸钾[28]等。催化氧化法 有非均相光催化法[29]和多相催化氧化法[3e],此外,陈武等[31]研究使用电化学方 法去除聚丙烯酰胺。
传统的氧化方法只能将聚丙烯酰胺转化为小分子有机物,但污水的COD值 却没有明显下降。其一次投资和运行费用高,'且易造成二次污染。电化学方法尚 处于实验研究阶段;光催化降解可在常温、常压下进行,光催化技术能彻底破坏 聚丙烯酰胺,不产生二次污染。且费用较低,能除去低浓度的聚丙烯酰胺,是一 种潜在的、.非常有发展前途的、对环境友好的含聚污水处理技术[29]。
1.3.3生物方法
生物方法处理含聚污水主要是利用微生物通过其特定酶的作用,以聚丙烯酰 胺为营养源,在其生长和代谢过程中将聚丙烯酰胺转化为小分子有机物和无机 物。微生物对聚丙烯酰胺的降解分为好氧和厌氧两个过程。好氧分解是以聚丙烯 酰胺的酰胺基为氮源,在其生长过程中,将大分子的聚合物降解为小分子的有机 物,进而利用小分子有机物为碳源对其进行彻底降解。厌氧分解是在厌氧环境中, 部分水解聚丙烯酰胺的酰胺基或羧基被还原为醛或醇,在此过程中,长链分子断 裂为更易被微生物利用的短链分子,并最终降解为对环境友好的物质。
作为对环境污染物高效的处理手段,由于其技术上的成熟、无二次污染和其 低廉的运行费用,微生物降解与处理工艺己经在各种难降解污染物的无害化处理 领域发挥着核心作用。已有研究结果表明,在聚丙烯酰胺的转化过程中,生物催 化、氧化扮演了重要作用。由于微生物特殊的环境适应性、高繁殖速率和变异性, 微生物降解与无害化将成为解决聚丙烯酰胺引起环境污染和转化的潜在毒性问 题的有效手段[2]。
但目前对以聚丙烯酰胺为底物的生物降解研究比较少,己公开的聚丙烯酰胺 的生物降解率都比较低,寻找高效降解聚丙烯酰胺的微生物是研究者下一步的工作目标。