油田聚合物驅采油技術大大提高了原油的采收 率，同時也產生了大量含有聚丙烯酰胺（HPAM)的 汙水，由於粘度高，使得水中的油滴及固體懸浮物 的穩定性增強，因此該汙水難以處理[1-2]。近年來， 許多研究表明高級氧化方法是降解油田汙水中 HPAM的有效技術，陳穎等[3]研究了光催化氧化降 解水中HPAM的可行性；雒維國等[4]對采油汙水 中HPAM的化學降解特性進行了研究；張鐵鍇等[5] 研究了 Fenton法去除油田汙水中HPAM的可行性。

UV- H2O2是一種將H2O2與紫外光輻照相結合 的能有效氧化降解有機物的高級氧化技術。本文利 用UV- H2O2方法對油田聚合物驅油汙水中的 HPAM進行氧化降解，後續可采用常規的油田水處 理技術對汙水進行再處理，為解決油田含HPAM 汙水處理難題提供了新的方法。

1材料與方法 1.1試驗用水

①HPAM溶液的配製：用蒸餾水配製含 HPAM溶液（簡稱配製水），用於進行降解條件選擇試驗。

②模擬地層水的配製：按照NaCl、KCl、 Cad MgCV6H2O、NaSO4、NaHCOs 的質量濃度 分別為 2.574、15、47、193、84、2 087 mg/L 用蒸

餾水配製模擬地層水（簡稱模擬水），用於評價水質 的影響。

③實際聚驅汙水：取自大慶油田采油四廠。

1.2試驗方法

將上述3種試驗用水分別置於石英反應器內， 加入一定量H2O2，磁力攪拌，並在25 W紫外滅菌 燈下照射，每隔一定時間取樣，采用澱粉-碘化鎘 分光光度法[6]測定HPAM含量，以HPAM的去除 率作為評價依據。

2結果和討論 2.1降解方法對比

在pH值為4.0，反應溫度為50 C條件下，分 別用 UV、H2O2、UV-H2O2 處理 PHPAM)為 250 mg/L的配製水樣，其中pH2O2)為330 mg/L，考 察上述3種反應體係對HPAM的降解效果，結果 見圖 1。

 

圖丨降解方法對比試驗結果

Fig. 1 Results of experiment on contrast of different degradation methods

由圖1可看出，單獨使用紫外光時，HPAM的 去除率較低，反應120 min去除率隻能達到11.9%; 單獨使用過氧化氫反應120min，HPAM的去除率 為22.9%;當兩者結合時，90 min時去除率就可達 到100%。由於H2O2在紫外光照射下可分解形成氧 化性極強《OH自由基，其在水中的氧化還原電位 為 2.80V，高於 H2O2(1.776 V^*OH 自由基一旦 形成，會誘發一係列的自由基鏈反應，通過電子轉 移等途徑使水中的有機汙染物氧化為CO2和H2O, 因而勢必加速H2O2氧化降解HPAM的反應。

2.2過氧化氫濃度對HPAM去除率的影響

在 pH 值為 4.6，pHPAM)為 250 mg/L，反應 溫度為50 C條件下，協同降解水中聚丙烯酰胺研究,反應90 min時不同H2O2濃 度下配製水中HPAM在UV- H2O2體係中降解情況 見圖 2。

0

由圖2可看出，隨著H202濃度的增加HPAM 的去除率不斷提高，但當PH2O2)達到330 mg/L 時，去除率不再提高。一方麵H2O2通過紫外光照 射分解產生強氧化性的《OH，表現為H2O2濃度增 加，《OH的量也跟著增加，HPAM的降解速率加 快；另一方麵，H2O2作為，OH的清除劑（，HO + H2O2 — HO2*+H2O)，當其濃度增加時，消耗的 •OH就多，因此表現為HPAM降解速率降低[7]。

2.3溫度對HPAM去除率的影響

在 pH 值為 4.6，P(HPAM)為 250 mg/L， pH2O2)為330mg/L條件下，反應90min時不同溫 度下配製水中HPAM在UV- H2O2體係中降解情況 見圖3。由圖3可知，隨著溫度升高HPAM去除率 逐漸提高，在50 °C下去除率達到最高值，為 100%，然後溫度升高去除率反而下降。這是因為 提高溫度激活了自由基，同時溫度升高也加快了 H202分解，降低了氧化效果。

100

70 1*-*''

203040506070

反應 SJljE/C

圖3溫度對HPAM去除車的彩響 Fig. 3 Effect of temperature on removal rate of HPAM

2.4 pH值對HPAM去除率的影響

圖4為反應90 min時不同pH值下配製水中 HPAM在UV-H2O2體係中降解情況，其反應條件 為 P(HPAM)為 250 mg/L，PH2O2)為 330 mg/L， pH值為10.0時降解效果最差，HPAM的去除率僅 為34.4%左右。這可能與H2O2在不同pH條件下 的穩定性有關，在酸性和中性條件下H2O2較穩定， 分解較慢；在堿性條件下H2O2很不穩定，容易分 解為H2〇和〇2而使其濃度降低，從而影響*OH自 由基的生成，使HPAM的降解速率下降。

2.5水質對HPAM去除率的影響

在反應溫度為50C、pHPAM)為 250mg/L和 成壓〇2)為330瓜8凡條件下，考查了水質對HPAM 去除率的影響，結果見圖5。

 

20406080100120

反應時間/min

圖5水質對HPAM去除率的彩響 Fig. 5 Effect of water quality on removal rate of HPAM

由圖5可知，配製水中的HPAM去除率比模 擬水中的HPAM去除率高，說明水質對HPAM氧 化效果具有較大影響。模擬水中的Cl-、HC〇3-等 陰離子的存在對《OH具有捕獲作用[8]，從而抑製了 UV- H2O2係統對HPAM的降解作用。

2.6 UV-H2O2對實際油田含聚汙水處理效果

取大慶采油四廠聚合物驅油汙水，汙水中油、 HPAM、懸浮物的質量濃度分別為126、276、32 mg/L, pH值為8.6，在反應溫度為50C、pH2〇2) 為330以@凡條件下采用私〇2對該油田含聚汙 水進行處理，試驗結果見圖6。由圖6可知，處理 120 min時UV-H2O2對油田含聚汙水中HPAM的去

3結論

①UV- H2O2組合降解HPAM比單獨使用H2O2 或UV效果好，協同降解水中聚丙烯酰胺研究,UV具有明顯的促進作用，其降解 反應主要是通過*OH自由基的形成而進行的。

②對配製水HPAM降解最佳條件為PH2O2) 為330 mg/L,反應溫度為50 °C和pH值為4.6, 反應90 min時HPAM的去除率為100%。

③水質對UV- H2O2降解HPAM有影響，模擬 地層水中HPAM的去除率為68.9%,對油田含聚 汙水中HPAM的去除率為56.0%。