电力设施与公用工程、绿化工程和其他工程在新建、扩建或者改建中相互妨碍时，有关单位应当按照（）协商，达成协议后方可施工。
2023-02-11
更新时间：2023-02-12 03:37:56作者：百科知识库
1 引言
聚丙烯酰胺(PAM)常用于3次采油以提高原油采收率，但通常伴随大量含PAM的驱油废水产生(Jeirani et al., 2014).聚合物驱油废水中的PAM一般为阴离子型，浓度多为100～500 mg · L-1.与常规废水相比，PAM的存在使得驱油废水具有黏度大、油珠粒径小、泥沙携带量大、油水难分离、污染物稳定性增强等特点(王启民等，1999;梁伟等，2010)，并且严重干扰絮凝剂的使用效果(罗立新，2010)，采用常规方法处理难度较大(梁伟等，2010).因此，处理含PAM驱油废水的关键是脱除PAM(詹亚力等，2003).前期研究(《分子筛吸附法脱除废水中的聚丙烯酰胺》，《环境工程学报》待刊)中尝试用不同类型的分子筛作为吸附剂，处理含PAM的油田废水，结果表明，氢型Beta分子筛(H-Beta)对含PAM废水具有良好的吸附效果，且远优于蒙脱土、钠基膨润土、活性炭和活性白土等常规吸附剂.基于此，本文进一步研究在不同温度和初始浓度下，PAM在H-Beta上的吸附动力学和热力学，并考察吸附条件对H-Beta吸附PAM效果的影响，以及H-Beta对真实废水的吸附能力，以期获得PAM在H-Beta上的吸附特性和影响因素.
2 材料与方法
2.1 吸附试验
H-Beta的制备如文献(Eapen et al., 1994)所述，其部分物化性质如表 1所示.
表 1 H-Beta分子筛的物化性质
吸附试验采用油田驱油用的AP-P4阴离子型疏水缔合PAM(工业品，四川光亚聚合物化工有限公司，分子量1400万)，将其与水配制成溶液.在50 mL的PAM溶液中加入吸附剂，用稀硝酸调节pH值，在一定温度下振荡一段时间，离心过滤.采用日本SHIMADZU公司的TOC-V CPH检测仪测定溶液中总有机碳(TOC)含量.通过绘制TOC值与PAM浓度之间的标准曲线，然后根据所测样品TOC值在该曲线上获得PAM浓度.
2.2 吸附动力学
配制浓度分别为100、200和500 mg · L-1的PAM溶液，用稀硝酸调节溶液初始pH为4，然后加入相同质量的H-Beta吸附剂，在不同温度(25、40和50 ℃)下恒温振荡处理，每隔一定时间取样，测定TOC值，计算脱除率和吸附量.
2.3 吸附等温线
配制不同初始浓度PAM溶液，用稀硝酸调节溶液pH=4，分别加入质量相同的吸附剂，分别在25、40和50 ℃下恒温振荡4～8 h至吸附平衡，离心过滤，测定滤液TOC值，得到PAM浓度.
3 结果与讨论
3.1 吸附动力学
不同初始浓度(100、200和500 mg · L-1)和不同温度(25、40和50 ℃)下，H-Beta对PAM的吸附量随时间的变化关系如图 1所示.
图 1 不同初始浓度和温度下PAM在H-Beta上的吸附动力学曲线
在不同的初始PAM浓度和吸附温度下，H-Beta对PAM的吸附在初始阶段均表现出较大的速率，吸附量快速上升，曲线较陡;随着吸附进行，速率降低，吸附量增加不明显，曲线趋缓，最后达吸附平衡.初始PAM浓度越低，达到平衡所需时间越短.在相同PAM初始浓度下，随着温度升高，H-Beta对PAM的吸附速率增加，达到吸附平衡所需时间逐渐降低.这与Yi等(2011)在研究PAM在PVDF UF 膜上的吸附时得到的结果一致.
采用准一级动力学方程(式(1))、准二级动力学方程(式(2))、Elovich方程(式(3))和颗粒内扩散模型(式(4))对上述动力学曲线进行拟合.
式中，qe为吸附达平衡时的吸附量(mg · g-1)，qt为吸附时间为t(min)时的吸附量(mg · g-1)，k1为准一级动力学速率常数(min-1)，k2为准二级动力学速率常数(g · mg-1 · min-1)，α为吸附速率常数(mg · g-1 · min-1)，β为脱附常数(g · mg-1)，k3为颗粒内扩散速率常数(g ·(mg · min0.5)-1)，C为截距(mg · g-1).
按照上述4种动力学模型拟合得到的参数值列于表 2中.可见，在不同初始浓度和温度条件下，准二级动力学方程可决系数最高(R2>0.99)，说明其能较好地反映PAM在H-Beta分子筛上的吸附动力学特征.此外，在不同条件下，颗粒内扩散模型也具有较高的可决系数(R2>0.90)，说明吸附可能受到内扩散控制;但拟合参数C值不为0，说明内扩散不是唯一的影响因素.
表 2 吸附动力学方程拟合参数
将lnk2对1/T作图，具体如图 2所示.根据Arrhenius方程计算初始浓度为100、200和500 mg · L-1时的表观活化能(Ea)分别为41.8、33.8和24.8 kJ · mol-1.一般认为Ea在5～40 kJ · mol-1范围内为物理吸附(Nollet et al., 2003)，因此，当PAM初始浓度较低时，吸附过程表现为化学吸附特征，而随着初始浓度的增加，Ea逐渐降低，此时，H-Beta对PAM的吸附则向物理吸附转变.
图 2 不同初始浓度下的Arrhenius曲线
3.2 吸附热力学
3.2.1 吸附等温线
不同温度下的吸附等温线如图 3所示.可见，PAM在H-Beta上的吸附过程分为两段：第一段为低平衡浓度区，H-Beta对PAM的吸附量随着平衡浓度的升高迅速升高，随后达平台区;第二段为高浓度区，H-Beta对PAM的吸附量随平衡浓度的增加而持续增加.因此，将吸附等温线划分为低平衡浓度区和高平衡浓度区，在两个浓度区均用Freundlich模型(式(5))和Langmuir模型(式(6))拟合数据，结果见表 3.
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