摘 要：針對(duì)高粘度，高COD的含聚廢水，文章通過不同參數(shù)平行實(shí)驗(yàn)用UV/三維電極法處理降粘后的含聚廢水。結(jié)果表明：在溫度為40℃，降粘超聲波頻率19kHz，作用時(shí)間8min，聲強(qiáng)50W條件下，廢水的降粘率達(dá)到67.2%；在電壓為25V，電解時(shí)間為1h，紫外燈功率為6W，曝氣速率為200mL·min-1，pH=7的時(shí)候，COD去除率達(dá)到了64%。

關(guān)鍵詞：超聲波；UV；三維電極法；含聚廢水

三次采油技術(shù)的不斷發(fā)展，使得含聚廢水產(chǎn)量增大。含聚采油廢水的成分復(fù)雜、粘度大，難以處理[1～2]。含聚廢水除含有石油烴類等常規(guī)采油廢水含有的物質(zhì)外，還含有大量的聚合物，主要是聚丙烯酰胺（PAM）[3]，其COD值高，粘度大，文章的前期實(shí)驗(yàn)采用超聲波法對(duì)含聚廢水進(jìn)行了降粘，降粘率達(dá)到了67.5%。在處理含聚廢水方法的選擇上，文章采用三維電極法，該方法增加了工作電極表面積，并縮短了反應(yīng)物的遷移距離，從而極大地提高了對(duì)廢水的降解效率[4]。陳武等使用三維電極法處理含PAM模擬油田廢水[5]，廢水COD由處理前的1120.0mg/L降低到96.0mg/L。李婷等使用UV-Fenton催化氧化法處理采油廢水，多環(huán)芬烴去除率達(dá)到了71.9%[6]。但對(duì)于含聚合物的采油廢水研究較少。

1 材料與方法

文章采用的廢水模擬某油田的驅(qū)油廢水，聚丙烯酰胺含量為1g/mL，攪拌4～5小時(shí)，電解時(shí)稀釋10倍使用。含聚廢水的pH=9，顏色呈棕黑色，COD為3677mg/L。

在實(shí)驗(yàn)中，將降粘后的含聚廢水放入自制的三維電極反應(yīng)槽中在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)，三維電極反應(yīng)槽大小為11×11×5cm，并測定含聚廢水的COD值。

2 結(jié)果與討論

文章通過UV/三維電極法的單因子實(shí)驗(yàn)研究不同實(shí)驗(yàn)因子對(duì)COD去除效果的影響，每組實(shí)驗(yàn)設(shè)三組平行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值。結(jié)果如圖2所示。

圖2（a）中所示為僅電壓不同，其他實(shí)驗(yàn)條件同為在聲波頻率，其他相同的實(shí)驗(yàn)條件為電解時(shí)間60min，紫外燈功率為6W，曝氣速率為198mL·min-1，含聚廢水pH值為7。隨著電解電壓的增大而增大。在電解電壓為30V時(shí)，CODcr去除率最高。這是因?yàn)殡姌O表面發(fā)生反應(yīng)的污染物的量應(yīng)與通過電極的電量成正比。電壓越大，所通過的電流越大，活性炭粒子被復(fù)極性化程度越高，同時(shí)電化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性的活性中間體，如H2O2和·OH的量越多，使更多的污染物被降解。

圖2（b）中所示為僅電解時(shí)間不同，其他相同的實(shí)驗(yàn)條件為電壓22.5V，紫外燈功率為6W，曝氣速率為198mL·min-1，含聚廢水pH值為7。隨著電解時(shí)間增加，CODcr去除率增加。這是因?yàn)殡S著時(shí)間增加反應(yīng)進(jìn)行，越來越多的聚丙烯酰胺參加了反應(yīng)，所以CODcr去除率升高。

圖2（c）中所示為僅電壓不同，其他相同的實(shí)驗(yàn)條件為電壓22.5V，電解時(shí)間60min，曝氣速率為198mL·min-1，含聚廢水pH值為7。隨著紫外線功率的增加，CODcr去除率基本上逐步增加，CODcr去除率由6W時(shí)64%上升到了22W時(shí)的70.6%。這是因?yàn)榫郾０吩谧贤饩€照射下可部分分解，紫外線和和Fe2+對(duì)H2O2的分解具有協(xié)同效應(yīng)。所以當(dāng)紫外線功率增加時(shí)，有更多的聚丙烯酰胺被分解，CODcr去除率也就隨著紫外線功率的增加而上升。

圖2（d）中所示為僅曝氣速率不同，其他相同的實(shí)驗(yàn)條件為電壓22.5V，電解時(shí)間60min，紫外燈功率為6W，含聚廢水pH值為7。隨著曝氣速率的由117mL·min-1上升到280mL·min-1時(shí)，CODcr去除率由67.8%下降到59.5%；當(dāng)曝氣速率繼續(xù)上升時(shí)，CODcr去除率基本不變。從圖中得知曝氣速率越大，CODcr去除率反而下降，這可能是由于曝氣量太小，具體原理有待進(jìn)一步研究。

圖2（e）中所示為僅廢水的pH值不同，其他相同的實(shí)驗(yàn)條件為電壓22.5V，電解時(shí)間60min，紫外燈功率為6W，曝氣速率為198mL·min-1。當(dāng)pH值減小時(shí)，CODcr去除率下降。當(dāng)pH=3時(shí)，CODcr去除率為53.6%。pH值在5～9時(shí)，CODcr去除率基本保持不變。這可能是在酸性條件下，活性中間體·OH的生成被抑制所導(dǎo)致的。

3 結(jié)束語

文章經(jīng)研究分析得到以下結(jié)果：（1）當(dāng)電解電壓為22.5V，電解時(shí)間1h，紫外燈強(qiáng)度為6W，曝氣速率為198mL·min-1，含聚廢水pH=7時(shí)，電解效果較好。含聚廢水的COD由3677mg/L降到1316mg/L，降解率為64%。（2）隨著電解電壓增大，電解時(shí)間增長，紫外線強(qiáng)度增強(qiáng)，COD降解程度越大，曝氣量越大，COD降解率越小。（3）過低的pH值會(huì)降低含聚廢水COD去除率。pH在5～9之間時(shí)，pH對(duì)COD去除基本沒有影響。

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作者簡介：付云松，西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院。

*通訊作者：鄭學(xué)成（1988，05-），男，漢族，四川省南充市，博士，講師，研究方向：油氣田環(huán)境安全問題治理。