聚丙烯酰胺（PAM)已被广泛应用于三次采油 中，其产生的含聚丙烯酰胺污水水量大，粘度高， 研究表明，聚丙烯酰胺可以起到乳化剂的作用， 并且在油-水之间形成弹性膜，增大了油田污水处 理难度mm, [%]。对油田聚驱污水处理的关键是去除 水中的聚丙烯酰胺，降低污水的粘度，破坏油-水 稳定体系，达到油珠凝聚加速分离的目的。为此， 本文提出利用以产生.0H为主要特点的高级氧化 法(A0PS)氧化去除污水中的聚丙烯酰胺，使污水 的粘度降低，达到破乳的目的，后续可采用常规 的油田水处理技术对污水进行再处理。

Fenton氧化法是典型的均相A0Ps。过氧化氢

与亚铁离子的结合即为Fenton试剂。Fenton试剂

具有极强的氧化能力，特别适用于某些难治理的或 对生物有毒性的工业废水的处理[3]。本文利用 Fenton试剂氧化去除聚丙烯酰胺，并考察了可能影 响其降解效果的因素，如pH值，H202，Fe(!) 等，并估算了各药剂的消耗费用，预测了 Fenton 试剂处理油田含聚丙烯酰胺污水的应用前景。

1去除油田污水中聚丙烯酰胺的可行性分析,试验方法

试验在烧杯中进行，取质量浓度为400 mg/L 聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺相对分子质量1 800万， 水解度30/水溶液100 mL(pH值7 ~ 8)，用1 mol/L的Na0H溶液或1 mol/L盐酸溶液调节溶液 pH值至设定值后，加入FeS04.7H20固体和H02 (30/)水溶液到所需浓度，摇匀，去除油田污水中聚丙烯酰胺的可行性分析,置于设定到一定温度值的恒温水槽中。在磁力搅拌下反应。间隔 取样，测定体系中聚丙烯酰胺含量。测定方法采 用淀粉-碘化镉分光光度法[4]。以实际残存率表示 去除效果。

2结果与讨论

2.1油田含聚合物污水特性

油田污水中的乳化油是粒径小于10 的油 球，是与石油中存在的天然表面活性剂％例如，环 烷酸、沥青质、胶质等'乳化形成的，是0/W型 乳化油。表面活性剂的亲油基伸入油相，亲水基 伸向水相，形成一层介于油水之间的油水界面膜， 通过阻碍界面膜排液％油'而影响乳化油的破乳， 采用普通的物理方法很难去除。

聚合物驱污水分析结果表明：在聚合物存在 下，油水乳化较严重，油含量很高，并且宏观性 质发生了很大变化，油水界面膜随着聚丙烯酰胺 含量的增大而增加，聚合物是两亲性分子，与天 然乳化剂分子相似，吸附在油-水界面，与乳化剂 一起组成油-水界面的复合膜，由于聚合物自身粘 度很大、具有良好的柔韧性，所以形成的界面膜 具有较大的强度和良好的弹性，破除此膜更难。 而处理的关键是破坏掉聚丙烯酰胺和天然表面活 性剂形成的界面膜，或使膜变得松弛脆弱，使乳 滴聚集聚结，达到油水分离目的#7$124。图1为作者 提出的聚合物乳化机理模型。

 

综合以上的分析，油田聚驱污水的处理关键 就是破坏、去除形成在油-水界面膜的物质——天

然乳化剂和聚合物，也就是加入一种物质，捕捉、 破坏聚丙烯酰胺分子，破坏油-水界面膜，达到破 乳作用。本文提出采用Fenton试剂氧化降解聚丙 烯酰胺，降低污水粘度，达到破乳目的，它可以 对水体进行深度处理，氧化降解聚丙烯酰胺和破 乳效果明显。

2.2Fenton试剂法氧化降解聚丙烯酰胺的条件 2.2.1 初始pH值的影响

固定体系（400 mg/L的聚丙烯酰胺溶液100 mL，25 8，FeS0*7H30 的投加量 150mg/L，H303 为0.1 mL)，调节反应体系初始pH = 2.0，3.0, 3.5，4.5，5.9;反应10 min。从表1可以看出，当 pH = 3时，聚丙烯酰胺残存率在59左右。所以， Fenton试剂氧化聚丙烯酰胺降解的最优pH值为3。 在所查多篇文献中，Fenton氧化其他有机物的最优 pH值都在3左右[:;<$。而且该范围与有机物种类关 系不大[=]。

表1初始pH值对Fenton试剂去除聚丙烯酰胺的影响

体系初始pH值2.03.03.54.55.9

PAM残存率/=625307075

2.2.2>?(")的影响

Fenton在氧化过程中，>? % ")能催化H2O2生 成-OH，因为>?(")投加量直接影响.0H的生成 数量和速率，所以它对聚丙烯酰胺降解反应有很 大影响。固定体系（500 mg/L的聚丙烯酰胺溶液 100mL，25 8，初始 pH = 3.5，H2O2 为 0.1 mL)， FeS〇4.7H2〇 的投加量分别为 100，200，500，600 mg/L，反应10 min。。从表2可知，随着>?(")投 加量逐渐增加，聚丙烯酰胺降解率迅速增大。但 >?(")投加量过高时，并不会提高氧化效果。

表2 Fe(")投加量对Fenton试剂去除聚丙烯酰胺的影响 FeS〇4.7H2〇 的投加量/(mg.L-1)100200500600

PAM 残存率/%5310412

2.2.3H2O2的影响

固定体系（400 mg/L的聚丙烯酰胺溶液100 mL，25 8，初始 pH = 3.5，FeS〇4.7H2〇 的投加量 200 mg/L)，投加 H2O2 分别为 0.05，0.10，0.20 mL，反应10 min。从表3可以看到，当投加H2O2

0.05mL时，聚丙烯酰胺残存率不足10=。当H2O2 投加量大于0.1 mL时，聚丙烯酰胺的残存率并无 降低。原因可能是*OH和H2O2的反应，或者是两个-0H结合形成了 H202。去除油田污水中聚丙烯酰胺的可行性分析,这两个反应都可能减少 聚丙烯酰胺和•0"碰撞的机会，导致残存率升高。

2.3Fenton试剂去除油田含聚污水试验

采用大庆采油六厂聚合物驱试验区污水进行 试验。其中聚丙烯酰胺的质量浓度分别为238, 137 mg/L。考虑到实际应用，采用最佳投加比例进行 试验（初始 pH = 3，！（PAM) % !(FeS0!7 H20) % !(H2〇2) =400% 100% 165)，反应 10 min。从图 2 可 看出，Fenton氧化法对三采含聚丙烯酰胺污水的降 解作用十分明显，PAM残存率低于20&。

o o o o o

0 8 6 4 2

 

020406080100

时间/min

图2 Fenton试剂氧化聚丙烯酰胺的残存曲线

3经济分析

实际运行中，主要构筑物包括，pH值调节池/ 氧化反应池，沉淀池等。日处理量1 000 m3的设备 投资大约在20万元左右。

曰常运行费用包括电费，药剂费和维修费。 大庆含聚污水聚合物的质量浓度小于500 mg/L， pH值7 ~8。经测量，反应后水体pH值仍在3左 右，所以为了达到排放标准需用碱调至7左右。 酸碱消耗是主要考虑的因素。实际应用中，我们 可以采用油田或工业废酸、废碱，这样既解决了 废酸废碱的处理排放问题，也大大节约了成本。 所以酸碱消耗成本很低。考虑到实际应用，药剂 投加比例为 m(PAM) % !(FeS04.7H20) % !(H202)= 400 % 100 % 165，处理每吨废水的药剂费用约为 1.24元。处理废水的最高总运行成本小于2元/t。

4结论

①油田聚驱污水的处理关键是破坏、去除形 成在油-水界面膜的物质一聚丙烯酰胺，去除油田污水中聚丙烯酰胺的可行性分析,也就是 加入一种物质，能够进入油水界面膜，捕捉、破坏 聚丙烯酰胺分子，破坏油-水界面膜，达到破乳作 用。对于油田聚驱污水，Fenton试剂法氧化降解聚 丙烯酰胺作为前期预处理是一种有效方法。

②Fenton试剂氧化降解聚丙烯酰胺的最佳pH 值为3，处理废水的最高总运行成本小于2元/t。