Fenton法氧化降解油田污水中聚丙烯酰胺的研究

化学工程师ChemicalEngineer2014年第06期善穗：师鞫她文章编号：1002—1124(2014)06—0066—04Fenton法氧化降解油田污水中聚丙烯酰胺的研究孙鼎承，李志励(东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318)摘要：本文采用Fenton试剂氧化处理油田含聚丙烯酰胺污水，通过单因素和正交试验考察了pH值、反应温度、反应时间、Fen和HO：的投加量等因素对处理效果的影响。实验结果表明：在40℃，pH值为3．5，Fe：+和H：()2浓度分别为500和1．0mg·L-’，反应时间15min条件下，HPAM的降解率能达到91．45％。关键词：Fenton试剂；含聚污水；聚丙烯酰胺；氧化降解中图分类号：TQ423．4文献标识码：AStudyontheo~dafivedegradationofHPAMinoilfiledsewagebyFenton’speroxidationSUNDing-cheng，LIZhi—li(CollegeofChemistryandChemieMEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Inthispaper，Fentonreagentwasusedinthetreatmentprocessofoilfiledsewagecontainingpoly—acrylamide，theinfluencesofpH，reactiontemperature，reactiontime，FeandH202dosagewerestudied．There-suitsshowedthatwhentheconcentrationofFeandH2Oare500and1．OmL·L～respectively，pHis3．5，reactiontimeis15min，at40~(2，thedegradationrateofHPAMcanreach91．45％．Keywords：Fentonreagent；sewagecontainingpolymer；polyaerylamide；oxidativedegradation部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)通过改善采油驱替液的流度比，提高驱替效率和波及体积，从而提高采收率，是目前我国三次采油技术中普遍使用的一种驱油剂。但是使用该技术所产生的含聚污水粘度大、水中油滴及固体悬浮物乳化稳定性强，导致采出污水处理困难【¨。此外，PAM本身对化学需氧量(COD)有所贡献，可能会发生解聚而释放丙烯酰胺(AM)，如直接排放，将在环境中逐渐累积，危害环境。含聚污水的处理技术多集中在高效絮凝剂的开发以及电渗析、超声波等技术的应用方面【21。Fen—ton试剂是一种常见高级氧化技术，可使废水中的有机物发生部分氧化、偶合或聚合，有效改善难降解有机物的可生化性、溶解性及混凝沉淀性【3l，在染料、制药、农药等领域的废水处理方面得到逐步应用。在油田废水处理方面则处于初期研究阶段，仅用于难降解的有机工业废水，生物处理的预处理或后处理，较适合油田钻井废水中有机物COD的降低和富含表面活性剂的三元复合驱采出水的处理。基于Fenton试剂法具有处理效率高、适用范围收稿日期：2014—01—25作者简介：孙鼎承(1991一)，男，应用化学专业本科生，主要进行油田化学剂的研究。广、操作方便、药剂来源广等优点，可有效氧化降解有机物，本文采用Fenton试剂高级氧化技术进行含聚污水处理的研究。1实验部分1-1仪器与试剂722型可分光光度计(上海光谱仪器有限公司)；PHS一25型pH计(上海盛磁仪器有限公司)；ALl04型电子天平(上海梅特勒托利多仪器有限公司)。部分水解聚丙烯酰胺(HPAM，MW1200万，水解度35％)(大庆炼化公司)；FeSO，H：O：，可溶性淀粉，碘化镉，醋酸钠，HAc，A1(SO)，NaOH，HC1，甲酸钠，饱和Br2，分析纯，均为市售。1．2实验方法及原理1．2．1Fenton试剂与有机物反应机理Fenton试剂由Fe和HO组成(pH值为2—5)，Fe会催化分解H：0使其产生·OH。产生的·OH与大多数有机物无选择性的反应，反应速率极快，而且可以将有机物质彻底氧化，生成无机物质。反应机理如下：Fe2十+H2O2—+Fe+·OH+OH—Fe+H，0—Fe2++·OH+0H一2014年第06期孙鼎承等：Fenton法氧化降解油田污水中聚丙烯酰胺的研究67。O0H+H202--+O2+H20+。0HRH+·OH—+R·+H20Fe+R·—÷Fe2++R+R+0『_R00_+C02+H2O1．2．2HPAM含量测定方法及原理(淀粉一碘化镉分光光度法)测定方法参照文献进行，反应原理见下述反应式