1 前 言
油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中伴隨著(zhù)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(chēng)為采油污水。它不僅含油濃度高，還溶入了許多無(wú)機鹽類(lèi)、腐殖酸類(lèi)、多環(huán)芳烴、揮發(fā)酚類(lèi)和苯類(lèi)物質(zhì)；而且還含有在油水分離過(guò)程中加入的許多化學(xué)處理藥劑。通常，這類(lèi)廢水經(jīng)處理后重新回注地下。目前，國內油田的開(kāi)發(fā)已基本進(jìn)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(wèn)題。
國內采油廢水處理技術(shù)主要針對石油類(lèi)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(guò)濾。這些工藝能較好地除去水體中的石油類(lèi)、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(lái)，膜分離技術(shù)和活性炭吸附技術(shù)開(kāi)始用于油田采出水處理以滿(mǎn)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(jìn)和成本的降低。此外，利用生物氧化技術(shù)處理采油廢水也已有大量研究，并在可生化性好的區域展開(kāi)應用。但是，采出水性質(zhì)隨地層的差異有較大的區別，生物處理技術(shù)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(shù)處理采油污水進(jìn)行了研究，評價(jià)了不同條件對有機物的去除效果，并通過(guò)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(shí) 驗
2.1 實(shí)驗材料與儀器
2.1.1 實(shí)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(jiàn)表1。
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2.1.2 材 料
實(shí)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(wàn)；二氯甲烷為農殘級。
2.1.3 儀 器
紫外可見(jiàn)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)；旋轉蒸發(fā)器(上海)。
2.2 實(shí)驗方法
2.2.1 混凝實(shí)驗
混凝實(shí)驗于六聯(lián)混凝攪拌器中進(jìn)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30rΠmin慢速攪拌10min。然后，靜置15min并取其上清液進(jìn)行分析和后續氧化實(shí)驗。
2.2.2 Fenton氧化實(shí)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(dòng)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(jìn)行萃取，用旋轉蒸發(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(jìn)樣口溫度280℃，無(wú)分流進(jìn)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)譜調諧物：十氟苯基膦(DFTTP)，數據采集和處理系統為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最佳投加量為600mgΠL，Fenton試劑的最佳配比為H2O2∶Fe=50mmolΠL∶1mmolΠL。Fenton處理過(guò)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(guò)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。
