随着聚合物驱油技术的广泛应用,含聚合物油田采出水量也在逐年增加,含聚污水粘度大、水中油滴及固体悬浮物在聚丙烯酰胺及其水解产物的作用下乳化稳定性强,处理起来非常困难。聚丙烯酰胺在地面水体和地下水中的长期滞留,发生缓慢降解,释放出对人和动物具有毒性作用的丙烯酰胺单体,将对当地水环境造成造成潜在的危害。微生物法以其高效、无二次污染的特点成为降解聚丙烯酰胺研究的重要课题。本文以含聚污水为研究对象,创新性地采用微生物固定化法处理含聚污水,克服了菌体流失、微生物利用率低、难以回收等缺点,提高了微生物活性和对有毒有害物质的抵抗能力。从含聚污水筛选出能以聚丙烯酰胺作为唯一氮源和碳源的6株专性功能聚丙烯酰胺降解菌,测定各单一菌株、混合菌株对聚丙烯酰胺的降解率,表明:混合菌对聚丙烯酰胺的降解率高于单一菌株的降解率。分别考查氮源、磷源、菌株活化次数、接种量、温度、矿化度、初始pH值、降解时间对混合菌降解聚丙烯酰胺的影响,结果表明:原油为碳源,不必外加氮源,K2HP04-KH2P04作为磷源,菌株活化4次,接种量为3%,温度为30℃-40℃,矿化度在3000-5000mg·L-1,初始pH值为6.5-7.5,降解时间为3天,混合菌对聚丙烯酰胺降解率较高。通过正交实验与追加实验得出混合菌降解聚丙烯酰胺的最佳工艺条件为:不加入氮源,以K2HP04为磷源,活化次数为2次,降解时间为3天,pH为7,接种量为5%,培养温度为35℃,矿化度为4000 mg·L-1。方差分析表明,氮源、降解时间、pH、活化次数、接种量、矿化度是影响降解率的主要因素。按照混合菌降解聚丙烯酰胺的最佳降解条件处理含聚污水,聚丙烯酰胺降解率为62.1%,原油去除率为63.6%。为减少水处理中的微生物菌体流失,采用包埋固定化法对混合菌进行固定化实验。通过正交实验得出包埋固定化法降解聚丙烯酰胺的最佳工艺条件为:交联剂选用2%氯化钙和3%硼酸,交联时间为在氯化钙中交联4 h后转入硼酸中交联20 h,湿菌体与包埋剂体积比为1:1。方差分析表明,湿菌体与包埋剂体积比是影响降解率的主要因素。按照最佳固定化制备条件制得的固定化颗粒处理含聚污水,固定化后的混合菌对聚丙烯酰胺降解率为83.2%,原油去除率为85.2%。运用扫描电镜(SEM)和红外光谱图对混合菌固定化降解聚丙烯酰胺的降解效果进行表征,SEM图显示聚丙烯酰胺由大分子断裂成小分子物质。通过紫外谱图分析了聚丙烯酰胺降解机理,混合菌将聚丙烯酰胺的酰胺基降解转化为羧基。在上述最佳工艺条件下,进行微生物固定化处理含聚污水室内模拟实验,结果表明:3天后,出水中聚丙烯酰胺降解率为79.5%,原油去除率为93.4%,CODCr去除率为86.4%,达到国家二级排放标准。经鉴定P4-1为芽孢杆菌属,P4-2为微球菌属,P4-3为微球菌属,P4-5为芽孢八叠球菌属,Y4-2为芽孢杆菌属,Y4-3为假单胞菌属菌株。