目前,我国聚合物驱油技术广泛采用聚丙烯酰胺(PAM),其产生的含有PAM 的污水粘度大、水中油滴及固体悬浮物在PAM 及其水解产物的作用下乳化稳定性强,处理起来非常困难。随着使用聚合物驱的三次采油新技术的推广,三采污水量逐年增加,而外排污水中的PAM 由于不能被完全降解而形成在环境中的累积效应,进而造成环境污染。因此,寻找一种高效、无二次污染的PAM 降解方法是环境保护者研究的重要课题。
油田含聚污水的处理现状
采油污水经处理后大部分作为回注水注入地层用于二次采油,部分排放或者作为蒸汽采油的锅炉用水,不同用途的水处理要求不同,采用的方法也有区别。国内大多数油田对于采油污水只做了一些简单的处理,这种处理后的污水往往很难达到国家排放标准。目前,国内关于采油污水处理方面的研究工作开展较少 。
聚丙烯酰胺的降解技术
PAM 降解技术包括机械降解、热降解、化学降解 和生物降解等。
1、机械降解
机械降解是采油含聚污水经自然沉降、二次沉降 和过滤,除去油滴及悬浮物。单纯的物理方法不适 宜处理含聚污水,对于环境的危害仍然存在,传统的机 械降解方法主要包括气浮法、膜分离法和过滤法。
2、热降解
热降解是PAM 在热作用下化学键发生断裂。目 前,对PAM 热降解的研究主要采用热重分析和微分 扫描量热法,根据不同升温速率下PAM 的失重曲线 判断PAM 的降解机理。
3、化学降解
化学降解主要有氧化降解、光降解和光催化降解。 (1)氧化降解是利用强氧化剂、光能或其它能量催 化,最终将PAM 氧化降解为无机物。目前研究较多 的氧化剂有Fenton试剂r2]、高铁酸钾 等。氧化法是 一种潜在的、非常有发展前途的、对环境友好的含聚污 水处理技术。
光降解是利用自然光和紫外光照射使PAM 降解。紫外光照射下,PAM 会发生自由基链断裂。 在脉冲激光下也会引发PAM 降解。
光催化降解是在光催化过程中产生强氧化性 基团,通过自由基可将很多难生物降解的物质完全矿 化。光催化降粘性能非常显著,光照5~10 rain,含 PAM 的油田污水的粘度下降至蒸馏水的粘度。
4、生物降解
生物处理法作为对环境污染物高效的处理手段, 由于其技术成熟、无二次污染、运行费用低廉,已经在 多种难降解污染物的无害化处理领域发挥着核心作用。生物处理法是去除废水中有机污染物经济效益和 环境效益最好、应用最广泛的废水处理方法。
生物方法处理含聚污水主要是利用微生物通过其 特定酶的作用,以PAM 为营养源,在其生长和代谢过 程中将PAM 转化为小分子有机物和无机物。PAM 的降解产物可作为细菌生命活动的营养物质,反过来 营养物质又会促进PAM 的降解。生物降解PAM 主 要受酸碱度、温度、盐分、氧、养料等因素的影响。 生物法处理油田采出水大致可分为好氧生物处理 和厌氧生物处理。
(1)好氧生物处理方法主要有活性污泥法和生物 膜法。在采油污水处理中应用最多的工艺为间歇式活 性污泥法,生物膜法主要有生物滤池、生物流化床和生 物接触氧化等。
(2)厌氧处理可以使高分子有机物质降解为低分 子的酸和醇类,并去除一部分的S卜,提高好氧可生化 性。
5 其它技术
近几年来,研究者在PAM 降解方面运用了一些 先进的新技术,如超声波技术、激光脉冲技术、超声光 催化技术等。
结语
降解PAM 的方法包括机械降解、热降解、化学降 解和生物降解。微生物降解PAM 因高效、对环境无 二次污染,必将成为解决PAM 及其降解物引起的环 境污染问题的重要手段。目前,超声波技术等一些降 解PAM 的新技术已经得到应用。微生物经固定化 后,对有毒物质的承受和降解能力明显提高,在众多的 固定化方法中,包埋法有较好的综合性能,应用也最广 泛。微生物固定化技术在处理油田含聚污水领域有着 良好的前景。
(完)
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