1 前 言
油(you)(you)田(tian)開(kai)發過程(cheng)中(zhong)伴隨著原油(you)(you)的(de)采出,部分地層水(shui)也隨原油(you)(you)一同返回到地面,這部分水(shui)被稱為采油(you)(you)污水(shui)。它不(bu)僅含油(you)(you)濃度高,還溶入(ru)(ru)了許(xu)多無機鹽類(lei)、腐殖酸類(lei)、多環芳烴、揮發酚類(lei)和苯(ben)類(lei)物質;而(er)且(qie)還含有在(zai)油(you)(you)水(shui)分離過程(cheng)中(zhong)加(jia)入(ru)(ru)的(de)許(xu)多化(hua)學處理藥劑。通常,這類(lei)廢水(shui)經處理后(hou)重(zhong)新回注(zhu)地下。目前,國內油(you)(you)田(tian)的(de)開(kai)發已(yi)基本(ben)進入(ru)(ru)中(zhong)后(hou)期,部分油(you)(you)田(tian)綜合(he)含水(shui)率已(yi)高達(da)(da)90%,污水(shui)產量已(yi)遠(yuan)遠(yuan)大(da)于地層回注(zhu)能力。注(zhu)采平衡的(de)破(po)壞使污水(shui)達(da)(da)標外(wai)排已(yi)成(cheng)為亟需解決的(de)問題。
國內(nei)采油(you)廢(fei)水處理(li)技術主要針(zhen)對石油(you)類和顆粒(li)物的去(qu)除。常用的處理(li)工藝(yi)有(you):重(zhong)力分(fen)離、離心分(fen)離、浮選、混凝和過濾。這(zhe)些(xie)工藝(yi)能較好地除去(qu)水體中的石油(you)類、懸浮顆粒(li)和部分(fen)有(you)機污染物,但很難(nan)達到外排水質要求(qiu)。
近年(nian)來(lai),膜分離技(ji)術(shu)和(he)活性(xing)炭(tan)吸附(fu)技(ji)術(shu)開(kai)始用(yong)于油(you)田采出水(shui)(shui)處理以滿(man)足外(wai)排要求。但(dan)由于其(qi)處理成(cheng)本(ben)高、再生難(nan),在使(shi)用(yong)上受到一(yi)定的限制。要大(da)面積(ji)推廣(guang)應用(yong)還有(you)待于其(qi)材(cai)料的改進和(he)成(cheng)本(ben)的降低(di)。此外(wai),利(li)用(yong)生物氧化技(ji)術(shu)處理采油(you)廢(fei)水(shui)(shui)也已有(you)大(da)量研(yan)究,并在可生化性(xing)好的區(qu)域展開(kai)應用(yong)。但(dan)是(shi),采出水(shui)(shui)性(xing)質隨地(di)層的差異有(you)較大(da)的區(qu)別,生物處理技(ji)術(shu)不能普(pu)遍適用(yong)。
Fenton反應,即H2O2在Fe2+存在下的分解反應,作為一種能夠迅速釋放出氧化能力很強的OH•的方(fang)法在廢水處理(li)方(fang)面得(de)到了(le)(le)(le)廣泛(fan)的應用。本文(wen)對混凝(ning)-Fenton技(ji)術(shu)處理(li)采油污水進(jin)行了(le)(le)(le)研(yan)究,評價了(le)(le)(le)不同條件對有機物的去除效(xiao)果,并通過反應中水樣GC2MS色譜圖的分析探討了(le)(le)(le)該(gai)方(fang)法對有機物的去除機理(li)。
2 實 驗(yan)
2.1 實驗材料與(yu)儀器(qi)
2.1.1 實驗水樣
采油(you)污(wu)水取(qu)自(zi)勝利油(you)田(tian),運(yun)回后在4℃下(xia)保存。原(yuan)水水質見表1。
&nbs【污水處理設備】p; 2.1.2 材(cai) 料
實驗中(zhong)所(suo)用的H2O2、硫酸亞鐵(tie)均為分析純;聚合鋁(PAC)堿化度為60%,聚丙(bing)烯酰(xian)胺(PAM)分子量(liang)1400萬;二(er)氯(lv)甲烷為農殘(can)級。
2.1.3 儀 器(qi)
紫外可見光分光光度(du)計(日立3010型(xing),日本);精密pH計(TOA,日本);氣(qi)相Π質譜儀(GC5890ⅡΠ5972MSD,HP公(gong)司(si));TOC2500(Shimadzu,日本);旋(xuan)轉蒸發器(上海(hai))。
2.2 實驗方法
2.2.1 混凝實(shi)驗
混凝實驗于六聯混凝攪拌器中進行。在120rΠmin快速攪拌下向500mL的水樣中加入一定量的PAC,反應5min后加入一定量PAM,以30水處理設備
rΠmin慢速攪拌10min。然后(hou),靜置15min并(bing)取其上清液進(jin)行分析和后(hou)續氧化實驗。
2.2.2 Fenton氧化實驗
取混凝后水樣500mL于(yu)恒溫反應(ying)器中(zhong)(t=45℃),在(zai)快速攪拌下加入一定量的H2O2和Fe2+,啟動(dong)Fenton反應(ying)。反應(ying)中(zhong)保持溶液(ye)pH=3.0。
2.2.3 GCΠMS分析
取(qu)(qu)(qu)100或(huo)200mL采油廢水,以二(er)氯甲烷(wan)為(wei)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye),分(fen)別在酸性、堿(jian)性和中(zhong)性條(tiao)(tiao)件下進行萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu),用旋(xuan)轉(zhuan)蒸發器濃縮萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)液(ye)(ye)至(zhi)1.0mL。色譜分(fen)析條(tiao)(tiao)件:HP25彈性石英毛細(xi)管(guan)柱(60m×0.32m×0.17μm);進樣(yang)(yang)口溫(wen)度280℃,無分(fen)流進樣(yang)(yang)1μL或(huo)2μL;初始溫(wen)度75℃并(bing)恒定14min,然后(hou)以15℃Πmin升至(zhi)150℃,再以2℃Πmin升至(zhi)300℃并(bing)保持45min。載(zai)氣(qi)為(wei)氦氣(qi),柱壓(ya)25psi。電(dian)子(zi)轟(hong)擊源:EI電(dian)子(zi)倍(bei)增器電(dian)壓(ya)(EMV),1841eV。質譜調諧物:十氟苯(ben)基膦(DFTTP),數據(ju)采集(ji)和處理系統為(wei)HPChemstation。
4 結 論
(1)混凝2Fenton法可以有效地去除(chu)采油污水中(zhong)的(de)有機物質。PAC比(bi)較佳(jia)投(tou)加(jia)量為(wei)600mgΠL,Fenton試劑的(de)比(bi)較佳(jia)配比(bi)為(wei)H2O2∶Fe=50mmolΠL∶1mmolΠL。Fenton處理過程中(zhong),TOC的(de)去除(chu)率隨Fe2+和H2O2濃度的(de)增大而升高(gao)。
(2)經(jing)GC2MS分析表明(ming):Fenton過程初期,TOC的(de)快(kuai)速(su)降低應歸功于鐵的(de)水解吸(xi)附(fu)。隨后TOC的(de)下降主要是由于OH•的(de)氧化作用。
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