膨胀石墨对含油废水吸附性能研究.docx

膨胀石墨对含油废水吸附性能研究摘要：膨胀石墨内部的孔隙结构使其具备优良的吸附性能尤其对油类分子吸附效果显著。以柴油和萃取自含油污泥中的油品配制模拟油田厂区内的含油废水探究油与膨胀石墨质量比、吸附时间和pH等条件对膨胀石墨吸附油效果的影响找出了膨胀石墨吸附柴油的最佳条件：油与石墨质量比为50∶7、搅拌时间10min无需调节pH；吸附重油的最佳条件：油与石墨质量比为50∶8、搅拌时间10min无需调节pH；膨胀石墨对油品吸附符合分配吸附规律。关键词：膨胀石墨；含油废水；影响因素；吸附模型含油废水主要在采油过程当中产生。油田钻井液中含有原油罐底废水中含有的油主要是重油其他生产过程当中也会混入原油。我国油田多数已进入三次采油阶段采出液中含水率在70%以上采出水中含油量平均为2000~5000mg/L。含油废水经隔油处理后含油量仍有100~200mg/L一般用加混凝剂的气体浮选法去除含油废水中以乳化油为主的油类、悬浮性固体及其他胶体物质[1]。在含油废水中油通常以4种形态存在：（1）漂浮态：油粒径大于100μm时以漂浮态存在于水中易于分离；（2）悬浮态：油粒径为10~100μm时以悬浮态存在于水中该状态的油不稳定静置可变成漂浮态油[2]；（3）乳化态：油粒径为0.1~10μm时形成乳化液不易分离；（4）溶解态：少量油会在水中溶解呈溶解态其溶解度为5~15mg/L。漂浮态和悬浮态油易于用物理方法从水中去除如重力分离法或撇油器可将水面浮油除去而乳化态和溶解态油稳定性较高较难从水中分离去除[3]。含油废水中油大多以漂浮态、悬浮态存在。天然吸附剂是一种良好的吸附剂具备更高吸附量、与合成吸附剂有相近密度、无化学添加剂和可生物降解性等优点[4]但低疏水性会导致吸附剂多微孔结构吸收较多水而吸附较少油从而导致除油效率不高[5‐6]；多数吸附剂需进行加工改性降低其亲水性增强其亲油性后才具备较高除油率。但大多数改性工艺较复杂不易于大规模推广需寻找一种制备工艺简便的高效吸附除油材料。膨胀石墨内部的发达孔结构赋予其优良吸附性能对油类分子具备良好吸附效果[7]。王淑钊等[8]通过静态吸附和动态吸附两种方法探究膨胀石墨对柴油和含油废水的吸附效果发现膨胀石墨膨胀体积越大其对柴油静态吸附和对含油废水动态吸附的效果越好；李敏杰等[9]探究膨胀石墨对汽油的吸附效果发现膨胀石墨的吸附质量比与石墨粒度大小成正比且相同吸附条件下膨胀石墨的吸附质量比与汽油辛烷值成反比；申青峰等[10]发现膨胀石墨对食用油及相关含油废水也有较好的吸附效果。与陈志刚等[11]探究动态水流下膨胀石墨对原油的吸附效果不同本文以油田含油污泥为原料提取重油配制含油废水探究不同条件下膨胀石墨对含油废水和原油的静态吸附效果以期对油田含油废水处理提供新思路。1实验部分1.1试剂和仪器试剂：市售80目可膨胀石墨粉；市售0#柴油；含油污泥（新疆克拉玛依油田）；1+1硫酸、氯化钠（阿拉丁）；无水硫酸钠（阿拉丁）；石油醚（60~90℃馏分阿拉丁）。主要仪器：Nicolet7199傅里叶红外光谱仪（美国Nicolet公司）；AL104型天平（METTLERTOLEDO公司）；马弗炉（上海精宏实验XXXX有限公司）；524G数显恒温磁力搅拌器（上海梅颖浦仪器仪表XXXX有限公司）；C410型真空泵（德国Chemvck公司）；分液漏斗、超声清洗器、砂芯漏斗等。1.2材料制备膨胀石墨制备：称取5g可膨胀石墨粉于坩埚中置于900℃马弗炉中快速加热2min后取出冷却备用。油品提取：称取50g含油污泥于200mL石油醚中封住烧杯口置于超声清洗器中超声2h将所得淡黄色液体倒入另一烧杯中在磁力搅拌器上60℃搅拌使石油醚挥发得到提取油品。含油污泥提取流程如图1所示。1.3实验方法1.3.1标准系列油品稳定吸收波长:根据文献[12]所述方法读出柴油稳定吸收波长在257nm处提取油稳定吸收波长在263nm处如图2所示。标准曲线:参考《水和废水监测分析方法（第3版）》[13]中测定石油类物质的紫外分光光度法于257nm波长下测定柴油系列标准溶液吸光度绘制标准曲线如图3所示其中y=0.0023x-0.0073R2=0.9934。于263nm波长下测定重油标准系列溶液吸光度绘制标准曲线如图3所示其中y=0.0069x-0.2030R2=0.9956。1.3.2吸附条件实验选择膨胀石墨质量、吸附时间和液相pH为变量分别探究其对膨胀石墨吸附油的影响。为了进一步保证使用紫外分光光度计进行测定时吸光度在标线范围以内且大于0.01（使测定结果准确可靠）因此在初始实验中使用50mg左右的油和5mg膨胀石墨。含油污水配制：用称量法称取约50