1 前 言
油田開發(fā)過程中伴隨著原油的采出，部分地層水也隨原油一同返回到地面，這部分水被稱為采油污水。它不僅含油濃度高，還溶入了許多無機鹽類、腐殖酸類、多環(huán)芳烴、揮發(fā)酚類和苯類物質(zhì)；而且還含有在油水分離過程中加入的許多化學處理藥劑。通常，這類廢水經(jīng)處理后重新回注地下。目前，國內(nèi)油田的開發(fā)已基本進入中后期，部分油田綜合含水率已高達90%，污水產(chǎn)量已遠遠大于地層回注能力。注采平衡的破壞使污水達標外排已成為亟需解決的問題。
國內(nèi)采油廢水處理技術主要針對石油類和顆粒物的去除。常用的處理工藝有：重力分離、離心分離、浮選、混凝和過濾。這些工藝能較好地除去水體中的石油類、懸浮顆粒和部分有機污染物，但很難達到外排水質(zhì)要求。
近年來，膜分離技術和活性炭吸附技術開始用于油田采出水處理以滿足外排要求。但由于其處理成本高、再生難，在使用上受到一定的限制。要大面積推廣應用還有待于其材料的改進和成本的降低。此外，利用生物氧化技術處理采油廢水也已有大量研究，并在可生化性好的區(qū)域展開應用。但是，采出水性質(zhì)隨地層的差異有較大的區(qū)別，生物處理技術不能普遍適用。
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•的方法在廢水處理方面得到了廣泛的應用。本文對混凝-Fenton技術處理采油污水進行了研究，評價了不同條件對有機物的去除效果，并通過反應中水樣GC2MS色譜圖的分析探討了該方法對有機物的去除機理。
2 實 驗
2.1 實驗材料與儀器
2.1.1 實驗水樣
采油污水取自勝利油田，運回后在4℃下保存。原水水質(zhì)見表1。
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&nbs【污水處理設備】p; 2.1.2 材 料
實驗中所用的H2O2、硫酸亞鐵均為分析純；聚合鋁(PAC)堿化度為60%，聚丙烯酰胺(PAM)分子量1400萬；二氯甲烷為農(nóng)殘級。
2.1.3 儀 器
紫外可見光分光光度計(日立3010型，日本)；精密pH計(TOA，日本)；氣相Π質(zhì)譜儀(GC5890ⅡΠ5972MSD，HP公司)；TOC2500(Shimadzu，日本)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海)。
2.2 實驗方法
2.2.1 混凝實驗
混凝實驗于六聯(lián)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，靜置15min并取其上清液進行分析和后續(xù)氧化實驗。
2.2.2 Fenton氧化實驗
取混凝后水樣500mL于恒溫反應器中(t=45℃)，在快速攪拌下加入一定量的H2O2和Fe2+，啟動Fenton反應。反應中保持溶液pH=3.0。
2.2.3 GCΠMS分析
取100或200mL采油廢水，以二氯甲烷為萃取液，分別在酸性、堿性和中性條件下進行萃取，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮萃取液至1.0mL。色譜分析條件：HP25彈性石英毛細管柱(60m×0.32m×0.17μm)；進樣口溫度280℃，無分流進樣1μL或2μL；初始溫度75℃并恒定14min，然后以15℃Πmin升至150℃，再以2℃Πmin升至300℃并保持45min。載氣為氦氣，柱壓25psi。電子轟擊源：EI電子倍增器電壓(EMV)，1841eV。質(zhì)譜調(diào)諧物：十氟苯基膦(DFTTP)，數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)為HPChemstation。
4 結 論
(1)混凝2Fenton法可以有效地去除采油污水中的有機物質(zhì)。PAC比較佳投加量為600mgΠL，F(xiàn)enton試劑的比較佳配比為H2O2∶Fe=50mmolΠL∶1mmolΠL。Fenton處理過程中，TOC的去除率隨Fe2+和H2O2濃度的增大而升高。
(2)經(jīng)GC2MS分析表明：Fenton過程初期，TOC的快速降低應歸功于鐵的水解吸附。隨后TOC的下降主要是由于OH•的氧化作用。
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