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行业!论
丁海燕等:聚丙烯酰胺生物降解研究进展
聚丙烯酰胺生物牣降解硏究进展
丁海燕丁雪李丽陈英2武燕张虹
摘要:为了有效降低含聚污水对环境的影响,综述了聚两烯酰胺的应用和含聚污水的
特征,以及降解聚丙烯酰胺的方法,介绍了聚丙烯酰胺生物降解研究现状及其作用机
理。研究表明,生物降解法以及生物结合物理化学降解法是研究的重要方向,生物降
解含聚废水具有成本低、无污染等特点;微生物降解含聚污水时,多菌混合作用相对
于单茵作用效果更好;通过基因工程手段改变降解酶的调节机制,将更有利于污水的
资源化利用。
关键词:聚丙烯酰胺;生物降解;机理;研究现状
Doi:10.3969j.issn.31006-6896.2016.3.006
Research Progress on Biodegradation of Polyacrylamide
Ding Haiyan, Ding Xue, Li Hongli, Chen Ying, Wu Yan, Zhang Hong
Abstract For the effective treatment of polymer-bearing wastewater to protect environ
ment, this paper provides an overview of the application of polyacrylamide and poly-sew
agecharacteristics, as well as the degradation approach of polyacrylamide, highlighting the
polyacrylamide biodegradation studies and the action mechanism. Biological degradation or
biological combined with physical and chemical degradation become important research inter
ests. Biodegradation of polymer-bearing wastewater is low cost and non-polluting. For
microbial degradation of polymer-bearing wastewater, many bacteria mixed function is bet
ter relative to the single bacteria. Studying on reforming the regulatory mechanisms of enzymes
by means of genetic engineering, more progress can be made for sewage resource utilization
Key words: polyacrylamide; microbial degradation; mechanism; research status
聚丙烯酰胺(简称PAM)是丙烯酰胺均聚物
1聚丙烯酰胺概述
和各种共聚物的统称。由于其具有良好的絮凝性
水溶性和分散性,已被广泛应用到医药、造纸、化
聚丙烯酰胺,分子式为(CHNO)。,是一种线
工.、纺织、采油等领域。然而,聚丙烯酰胺在给状的有机高分子聚合物。可以吸附水中的悬浮颗
原油开采带来帮助的同时,也给后续油
水的粒,起架桥迮接作用。聚丙烯酰胺无色,淡黄色黏
处理带来问题,导致原油脱水率低,污水处理能力稠状胶体,无毒,无腐蚀性,溶于水,不溶于乙
下降。另外,聚丙烯酰胺在自然条件下会发生缓慢醇,无臭,热稳定性好,温度超过120℃易分解
降解,产生大量有毒性的丙烯酰胺单体(AM)排有絮凝、黏合、増稠等特点,兼具耐剪切、分散
入到环境中,通过皮肤、口腔等被人类吸收,会引性、降阻性等性能。导入不同官能基团可将其分为
起神经性中毒,运动失常。生物降解法具有成本阴离子型,阳离子、非离子、两性离子型聚丙烯酰
低、无污染等优点,生物降解含聚废水的降解率越胺。聚丙烯跣胺的使用受使用量、絮凝时间、浓度
高,越有利于污水的资源化利用。
分布和水温的影响。
基金论文:黑龙江省教育厅科学技ボ研究顶目(12513004);大庆师范学院科学研究基金项目(12ZR04);大庆市科技局
科技计划项目(s7dfy-2015-65)
大庆师范学院生物工程学睆哈尔师范大学生命科学系
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油气田地面工程htp:/www.4ntdmgc.om
第35卷第3期(2016.03)行
2含聚污水的特点及处理方法
化还原反应,长链聚丙烯酰胺被降解成可被微生物
吸收的小分子有机物,解离出的NIHl2ー又为微生物
以油田污水为例,采出水成分比较复杂,含聚提供了氮源,用于合成其他含氮物质和蛋白质。
污水含有大量有机物,有机物指标BOD和COD值
3.3单茵株降解PAM
均有不同程度超标;高矿度化,加快了设备腐蚀;
根据韩昌福等人四的实验,以大庆油旧聚驱采
水温高,既浪费能源,又可能造成热污染;含大量油污水PAM为实验材料,人工配制实验废水,发
微生物,细菌大量繁殖,严重堵塞地层;悬浮物含现黄孢原毛平革菌对PAM有特殊的酶催化降解能
量高,颗粒细小,容易堵塞地层;含有HS、CO2カ。实验中葡萄糖加入量、Mn2、氮、H及降解
等有害气体,易造成设备腐蚀;大量离子,容易结时间都对黄孢原毛平革菌的降解有影响。聚丙烯酰
垢,堵塞管线。降解PAM主要有物理方法、化学胺的降解率基本可以达到50%。
方法和生物方法3种。物理处理法是一类处理生活
2007年包木太等人?从胜利油田采出水中筛选
污水和工业废水的常用技术,也常作为生物、化学到一株以聚丙烯酰胺为磯源的降解茵种,鉴定为芽
法的预处理方法。
孢杄菌属,命名为PM-1。实验结果表明,在该菌
生物法是利用微生物的生化作用,将复朵的有种降解下,菌液的pH值从初始的7.5下降到5.4左
毒物质转化为无毒物质,将有机物分解为简单物右;溶液中聚丙烯酰胺的含量从起初的500mg/L下
质,从而使含有有机物的污水能够净化。由于在炼降到200mg儿左右;聚丙烯酰胺的生物降解率最高
油行业有成熟的应用,以及处理成本有很大的优可达38.4%。鉴定菌种性能时应用的是恒温摇床技
势,因此,一直是采油污水研究及应用的重点
术,试验中PAM降解率可以看作是生物和机械降
由于含PAM的污水成分复杂,COD值非常解的协同结果。
高,采用物理、化学处理方法处理PAM不仅投资
2008年包木太等人又从油用的采油污泥中筛
高、管理复杂,最主要的是不能使PAM全地降选出3株能降解PAM的菌株,依次命名为BMT-1、
解,而是形成许多低聚物,导致二次污染。因为生BMT-2、BMT-3。因为在污染物降解时有可能是单
物法具有成本低、高效低能、无二次污染的特点,菌株完成,或是多个菌株协作完成,也有可能是菌
所以生物降解法以及生物结合物理化学降解法成为株之间有拮抗作用,降低了菌株的降解率,所以通
重点研究方向。
过菌株之间的正交实验可知,不同菌株对含聚污水
的降解能力不同,其中BMT-2的降解作用最好
3PAM生物降解研究现状
BMT-1与BMT-3都和BMT-2有拮抗作用。通过实
3.1PAM降解薗株的主要来源
验测定了B