Жирные сточные воды, образующиеся при эксплуатации нефтяных месторождений, характеризуются высоко стабильной эмульгированной системой, которую нельзя эффективно обработать традиционными методами. Полиакриламид (ПАМ) стал доминирующим средством обработки благодаря своей низкой стоимости и выдающейся эффективности разделения нефти и воды. Полиакриламиды с разными типами зарядов демонстрируют значительно различающуюся эффективность флокуляции в практических применениях, а технология молекулярного моделирования может наглядно показать микроскопические правила взаимодействия между агентом и нефтяными загрязнителями, обеспечивая теоретическую поддержку для оптимизации процессов на месте.
Катионный полиакриламид (КПАМ) обладает оптимальной общей эффективностью флокуляции. Его катионные группы на молекулярных цепях создают мощное электростатическое адсорбирование, быстро захватывая диспергированные капли нефти и объединяя их в плотные, крупные хлопья. Расчёты моделирования подтверждают, что оптимальная эффективность удаления нефти достигается при дозировке 35 мг/л, температуре окружающей среды 40 °C и pH воды 6,6. Чрезмерное дозирование вызывает самосборку молекул ПАМ и снижает его способность к адсорбции нефти. Анионные и неионные полиакриламиды проявляют более слабую адсорбционную способность; неионный ПАМ связывает капли нефти только слабыми межмолекулярными силами и не справляется с обработкой жирных вод со сложным составом.
Поверхностно-активные вещества в воде напрямую изменяют эффективность флокуляции полиакриламидов. Некоторые ПАВ конкурируют за адсорбционные участки с ПАМ и блокируют связывание между агентами и каплями нефти, в то время как ПАВ с бензольным кольцом способствуют агрегации молекул нефти и улучшают эффективность разделения. Анализ на электронном уровне показывает, что катионный полиакриламид обладает превосходной активностью электронного переноса, при этом амидные и катионные группы служат основными активными центрами для адсорбции нефти. Трудность удаления нефтяных компонентов возрастает в порядке: лёгкая нефть, воск, смола и асфальтен. Эти микроскопические данные могут быть непосредственно применены к молекулярной модификации новых полиакриламидных агентов и регулированию рабочих условий для очистки жирных сточных вод нефтяных месторождений.