油田聚合物驱采油技术大大提高了原油的采收 率，同时也产生了大量含有聚丙烯酰胺（HPAM)的 污水，由于粘度高，使得水中的油滴及固体悬浮物 的稳定性增强，因此该污水难以处理[1-2]。近年来， 许多研究表明高级氧化方法是降解油田污水中 HPAM的有效技术，陈颖等[3]研究了光催化氧化降 解水中HPAM的可行性；雒维国等[4]对采油污水 中HPAM的化学降解特性进行了研究；张铁锴等[5] 研究了 Fenton法去除油田污水中HPAM的可行性。

UV- H2O2是一种将H2O2与紫外光辐照相结合 的能有效氧化降解有机物的高级氧化技术。本文利 用UV- H2O2方法对油田聚合物驱油污水中的 HPAM进行氧化降解，后续可采用常规的油田水处 理技术对污水进行再处理，为解决油田含HPAM 污水处理难题提供了新的方法。

1材料与方法 1.1试验用水

①HPAM溶液的配制：用蒸馏水配制含 HPAM溶液（简称配制水），用于进行降解条件选择试验。

②模拟地层水的配制：按照NaCl、KCl、 Cad MgCV6H2O、NaSO4、NaHCOs 的质量浓度 分别为 2.574、15、47、193、84、2 087 mg/L 用蒸

馏水配制模拟地层水（简称模拟水），用于评价水质 的影响。

③实际聚驱污水：取自大庆油田采油四厂。

1.2试验方法

将上述3种试验用水分别置于石英反应器内， 加入一定量H2O2，磁力搅拌，并在25 W紫外灭菌 灯下照射，每隔一定时间取样，采用淀粉-碘化镉 分光光度法[6]测定HPAM含量，以HPAM的去除 率作为评价依据。

2结果和讨论 2.1降解方法对比

在pH值为4.0，反应温度为50 C条件下，分 别用 UV、H2O2、UV-H2O2 处理 PHPAM)为 250 mg/L的配制水样，其中pH2O2)为330 mg/L，考 察上述3种反应体系对HPAM的降解效果，结果 见图 1。

 

图丨降解方法对比试验结果

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

由图1可看出，单独使用紫外光时，HPAM的 去除率较低，反应120 min去除率只能达到11.9%; 单独使用过氧化氢反应120min，HPAM的去除率 为22.9%;当两者结合时，90 min时去除率就可达 到100%。由于H2O2在紫外光照射下可分解形成氧 化性极强《OH自由基，其在水中的氧化还原电位 为 2.80V，高于 H2O2(1.776 V^*OH 自由基一旦 形成，会诱发一系列的自由基链反应，通过电子转 移等途径使水中的有机污染物氧化为CO2和H2O, 因而势必加速H2O2氧化降解HPAM的反应。

2.2过氧化氢浓度对HPAM去除率的影响

在 pH 值为 4.6，pHPAM)为 250 mg/L，反应 温度为50 C条件下，协同降解水中聚丙烯酰胺研究,反应90 min时不同H2O2浓 度下配制水中HPAM在UV- H2O2体系中降解情况 见图 2。

0

由图2可看出，随着H202浓度的增加HPAM 的去除率不断提高，但当PH2O2)达到330 mg/L 时，去除率不再提高。一方面H2O2通过紫外光照 射分解产生强氧化性的《OH，表现为H2O2浓度增 加，《OH的量也跟着增加，HPAM的降解速率加 快；另一方面，H2O2作为，OH的清除剂（，HO + H2O2 — HO2*+H2O)，当其浓度增加时，消耗的 •OH就多，因此表现为HPAM降解速率降低[7]。

2.3温度对HPAM去除率的影响

在 pH 值为 4.6，P(HPAM)为 250 mg/L， pH2O2)为330mg/L条件下，反应90min时不同温 度下配制水中HPAM在UV- H2O2体系中降解情况 见图3。由图3可知，随着温度升高HPAM去除率 逐渐提高，在50 °C下去除率达到最高值，为 100%，然后温度升高去除率反而下降。这是因为 提高温度激活了自由基，同时温度升高也加快了 H202分解，降低了氧化效果。

100

70 1*-*''

203040506070

反应 SJljE/C

图3溫度对HPAM去除車的彩响 Fig. 3 Effect of temperature on removal rate of HPAM

2.4 pH值对HPAM去除率的影响

图4为反应90 min时不同pH值下配制水中 HPAM在UV-H2O2体系中降解情况，其反应条件 为 P(HPAM)为 250 mg/L，PH2O2)为 330 mg/L， pH值为10.0时降解效果最差，HPAM的去除率仅 为34.4%左右。这可能与H2O2在不同pH条件下 的稳定性有关，在酸性和中性条件下H2O2较稳定， 分解较慢；在碱性条件下H2O2很不稳定，容易分 解为H2〇和〇2而使其浓度降低，从而影响*OH自 由基的生成，使HPAM的降解速率下降。

2.5水质对HPAM去除率的影响

在反应温度为50C、pHPAM)为 250mg/L和 成压〇2)为330瓜8凡条件下，考查了水质对HPAM 去除率的影响，结果见图5。

 

20406080100120

反应时间/min

图5水质对HPAM去除率的彩响 Fig. 5 Effect of water quality on removal rate of HPAM

由图5可知，配制水中的HPAM去除率比模 拟水中的HPAM去除率高，说明水质对HPAM氧 化效果具有较大影响。模拟水中的Cl-、HC〇3-等 阴离子的存在对《OH具有捕获作用[8]，从而抑制了 UV- H2O2系统对HPAM的降解作用。

2.6 UV-H2O2对实际油田含聚污水处理效果

取大庆采油四厂聚合物驱油污水，污水中油、 HPAM、悬浮物的质量浓度分别为126、276、32 mg/L, pH值为8.6，在反应温度为50C、pH2〇2) 为330以@凡条件下采用私〇2对该油田含聚污 水进行处理，试验结果见图6。由图6可知，处理 120 min时UV-H2O2对油田含聚污水中HPAM的去

3结论

①UV- H2O2组合降解HPAM比单独使用H2O2 或UV效果好，协同降解水中聚丙烯酰胺研究,UV具有明显的促进作用，其降解 反应主要是通过*OH自由基的形成而进行的。

②对配制水HPAM降解最佳条件为PH2O2) 为330 mg/L,反应温度为50 °C和pH值为4.6, 反应90 min时HPAM的去除率为100%。

③水质对UV- H2O2降解HPAM有影响，模拟 地层水中HPAM的去除率为68.9%,对油田含聚 污水中HPAM的去除率为56.0%。