陳文霞

（中海石油舟山石化有限公司，浙江 舟山 316015）

1 背景

HJ637 紅外分光光度法是一種常用的分析方法，用于測定樣品中的有機(jī)物含量。在進(jìn)行分析時，可能會遇到色度干擾的問題。色度干擾是指樣品中存在的染料或色素對分析結(jié)果的影響。氣浮機(jī)的水樣呈醬油色，紅外分光光度法分析水樣的油含量對于色度有一定的干擾影響。而煉廠水質(zhì)中石油類的組分主要集中在烷烴、環(huán)烷烴占比70%以上，實際上，煉廠水體中的芳烴苯環(huán)上含有的CH3、CH2、CH 也能在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處測量吸光度三段有吸收，所以紅外法可測定石油80%～90%的成分。而且紅外法測定所需的標(biāo)樣比較容易配制。目前行業(yè)內(nèi)使用紅外法測定煉廠水體中的油含量的應(yīng)用比較廣泛[1-2]。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

為確保污水處理場水質(zhì)分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們從源頭出發(fā)規(guī)范采樣操作規(guī)程，并對標(biāo)國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ637（紅外分光度計法）開展分析工作。

在分析前，我們用標(biāo)準(zhǔn)樣品對紅外分光度計校準(zhǔn)，巧妙地排除色度干擾達(dá)到了分析的最優(yōu)條件，在經(jīng)過多次分析后，數(shù)據(jù)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，這也為之后的工作夯實了基礎(chǔ)。

3 分析原理

水樣在pH ≤2 的條件下用四氯乙烯萃取后，測定油類：將萃取液用硅酸鎂吸附去除動植物油類等極性物質(zhì)后，測定石油類。油類和石油類的含量均由波數(shù)分別為2930cm-1（CH2基團(tuán)中C-H 鍵的伸縮振動）、2960cm-1（CH3基團(tuán)中C-H 鍵的伸縮振動）和3030cm-1伸縮振動處的吸光度A2930、A2960 和A3030，根據(jù)校正系數(shù)進(jìn)行計算；動植物油類的含量為油類石油類含量之差。

4 原因分析

日常分析水中油含量時，出現(xiàn)的問題會影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，需從源頭上入手，找出根本的問題。在實際操作中，需要仔細(xì)注意這些問題，并采取相應(yīng)的措施來解決或避免這些問題的影響。污水處理場的水樣因為組分不同，干擾因素也各個相同，不同的水樣，有不同的解決方式。

4.1 采樣點

水樣中油含量偏高，從采樣點排查開始，發(fā)現(xiàn)氣浮機(jī)的采樣點處于敞開式，而C 罐處于正常的采樣點。長期處于敞開式的環(huán)境，對于樣品的分析結(jié)果有一定的影響。

4.2 水樣源頭入手

污水處理場源頭水樣來自凈化水。凈化水由加氫的酸性水（20 噸/時）、重整酸性水（0.7 噸/時）、焦化酸性水（10噸/時）三個來源組成，經(jīng)過污水汽提后形成，最終進(jìn)入污水處理場G3601C 罐靜止后再處理。因此需對全廠的酸性水進(jìn)行連續(xù)分析，發(fā)現(xiàn)源頭的問題所在。

4.3 溶劑選擇

選擇合適的溶劑對于提取水中的油有重要影響。不同類型的油可能需要不同的溶劑來有效提取。因此，在進(jìn)行分析之前，需要確定最適合的溶劑。

4.4 樣品處理

水中油含量分析需要對樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，如提取、濃縮等。樣品處理的方法和步驟應(yīng)該嚴(yán)格控制，以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。

5 要因確認(rèn)

5.1 預(yù)處理樣品

對于含有色度干擾的樣品，可以通過預(yù)處理方法去除或減少干擾物質(zhì)。例如，可以使用溶劑提取、稀釋、沉淀等方法來去除干擾物質(zhì)。預(yù)處理過程需要根據(jù)樣品的特性和分析要求進(jìn)行優(yōu)化，確保干擾物質(zhì)的去除效果和樣品的穩(wěn)定性。對于水質(zhì)中存在本底顏色的，直接分析，紅外油儀器會產(chǎn)生干擾，數(shù)值偏高。通過實驗，加入過氧化氫，去除水的本底。

5.2 校正和修正

對于已知存在色度干擾的樣品，可以通過校正和修正來消除干擾的影響。例如，可以通過建立標(biāo)準(zhǔn)曲線或使用內(nèi)標(biāo)物質(zhì)來校正干擾。校正和修正的過程需要進(jìn)行嚴(yán)格的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理，確保校正和修正的準(zhǔn)確性和可靠性。

通過分析，得出影響水中油含量的主要原因是水樣的預(yù)處理，應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇合適的方法來解決水樣的預(yù)處理、分析過程中樣品的萃取，并進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

6 制定對策分析

6.1 控制污水處理場源頭的數(shù)據(jù)

對于酸性水?dāng)?shù)據(jù)連續(xù)分析近一個月，加強(qiáng)控制后，油含量大幅度下降。3 月13 日V2124 的油含量顯示為：3 月13 日檢測加氫V2124 酸性水中油含量4260mg/L，通過裝置提前進(jìn)行隔油操作，上午隔油2 小時，下午隔油2 小時，專人監(jiān)督。

6.2 消除水樣本底的顏色

去除水樣的本底的顏色的有氫氧化鈉和過氧化氫。氫氧化鈉能使得油污水解，生成易溶于水的鹽和醇，從而達(dá)到去除油的目的。

6.3 藥劑的比例選擇

有了初步的排查成果后，質(zhì)檢中心根據(jù)《污水技術(shù)攻關(guān)方案》的要求，著手開展提高污水處理場除油率的小調(diào)實驗。我們通過模擬裝置加劑流程對C 罐水樣進(jìn)行實驗分析，并得到了初始數(shù)據(jù)。

自來水稀釋8噸∶混凝劑（聚合氯化鋁）=8噸∶50kg=100ml∶0.625g

自來水稀釋8 噸∶絮凝劑（聚乙烯酰胺）=8 噸∶4kg=100ml∶0.05g

按照裝置加藥流程：8 噸自來水加入50kg 混凝劑，連續(xù)24 小時攪拌下，注射加到凈化水反應(yīng)槽，同理加絮凝劑后進(jìn)氣浮機(jī)，停留4 小時，到C 罐。根據(jù)實際情況進(jìn)行小調(diào)實驗。C 罐原樣結(jié)果為350mg/l。

6.4 儀器校準(zhǔn)與曲線

紅外分光光度法分析油，有專門的紅外油分析試劑，四氯已烯。在儀器上，調(diào)劑校準(zhǔn)，空比色皿、加試劑、試劑描述，數(shù)據(jù)要求達(dá)到四氯已烯分析要求的數(shù)值，2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1處測量對應(yīng)的吸光度值。2930cm-1、2960cm-1和3030cm-1三個波數(shù)內(nèi)吸光度均≤0.001Abs。[4]

7 制定對策實施

7.1 預(yù)處理樣品、水樣的源頭分析

對于污水處理場的源頭進(jìn)行分析，3 月13 日檢測加氫V2124 酸性水中油含量4260mg/L 找出原因。（如表1）

表1

通過裝置的隔油操作，從表1 中可以發(fā)現(xiàn)，對加氫的源頭進(jìn)行監(jiān)控，油的含量大幅度地下降，去油率達(dá)到了90%。

7.2 消除樣品的本底醬油色

過氧化氫使油脂脫色是化學(xué)法。采用過氧化苯甲酰、過氧化氫等強(qiáng)氧化性的物質(zhì)為助劑，將色素氧化而達(dá)到脫色的目的。分析過程中，紅外分析結(jié)果對于顏色有一定的干擾。

氫氧化鈉加入水樣后的效果。（如表2）

表2

過氧化氫對于紅外油的結(jié)果有一定的消除作用，分析結(jié)果如表3。

表3

可以看出，水樣在對比分析中得出結(jié)論，加入過氧化氫后結(jié)果，很好地消除了水樣本底的顏色的干擾。加入雙氧后，氣浮機(jī)的本底顏色醬油色，變成了透色的黃色，很好地消除了色度對于分析數(shù)據(jù)的干擾。對于C 罐本底顏色沒有干擾的，結(jié)果沒有多大變化。

7.3 藥劑的比例選擇

從表4 得出，混凝劑2.7g∶絮凝劑0.3g 的比例與混凝劑3.6g∶絮凝劑0.1g 比例去油率較高。把小調(diào)實驗結(jié)果和裝置對接后，找出混凝劑3.6g∶絮凝劑0.1g，去油率高。

表4

7.4 儀器校準(zhǔn)與曲線

不論是四氯化碳還是四氯乙烯，都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求萃取劑相對誤差低于10%的要求，是符合標(biāo)準(zhǔn)的，并且，兩者都能達(dá)到要求的本底空白值。根據(jù)環(huán)保要求，選擇了四氯已烯。

綜上所述，通過各項措施，更好地達(dá)到了分析要求，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而更好地為裝置提供數(shù)據(jù)分析的保證[5]。

8 裝置應(yīng)用

為了更好地將其應(yīng)用到裝置實際中，我們依據(jù)合適的比例做了大量的實驗，結(jié)果在污水處理場的去除油的效果中得到了驗證。并進(jìn)行了舟山與大榭的藥劑的對比，天化院幾個小樣比例的實驗。

大榭的絮凝劑是聚丙烯酰胺，混凝劑是聚乙烯酰胺，使用同樣的舟山，混凝劑（聚合氯化鋁）做了小調(diào)實驗。

通過連續(xù)兩天的分析得出結(jié)論，天化院的DZ-1 的除油效果比較好。兩天C 罐的原樣油含量均為377.0左右，除油率均為60%左右。

我們把這一實驗結(jié)果反饋給裝置后，裝置開始調(diào)整加劑比例，在后續(xù)15 天的監(jiān)控分析中，氣浮機(jī)出水油含量的數(shù)據(jù)逐步減少，相比原有分析數(shù)據(jù)，除油率從10%～20%達(dá)到了40%～50%。

9 分析水中油含量的意義

在化工行業(yè)，分析水中油含量是非常重要的排放指標(biāo)。

9.1 環(huán)境監(jiān)測

水中油含量是評估水體污染程度的重要指標(biāo)之一。通過分析水中油含量，可以了解水體受到的污染程度，判斷水質(zhì)是否符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，及時采取相應(yīng)的治理措施。

9.2 工業(yè)生產(chǎn)

化工行業(yè)會產(chǎn)生含油廢水，通過對水中油含量的分析，可以監(jiān)測工業(yè)廢水處理效果，確保廢水排放符合相關(guān)的環(huán)保法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

9.3 環(huán)境事故應(yīng)急

在發(fā)生油品泄漏、溢油等環(huán)境事故時，及時分析水中油含量可以快速評估事故對水體的影響程度，指導(dǎo)應(yīng)急處置措施的制定和實施。

9.4 生態(tài)保護(hù)

水中油含量的分析對生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。油污染會對水生生物和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，通過分析油含量可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的生態(tài)風(fēng)險，采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

10 結(jié)論

從樣品準(zhǔn)備、水析的源頭出發(fā)，通過儀器設(shè)置、曲線校準(zhǔn)、儀器配置，對于樣品的預(yù)處理，達(dá)到消除水樣中油含量分析的干擾因素。將經(jīng)過預(yù)處理的水樣放入紅外分光度儀中，通過紅外光源照射樣品，測量樣品在紅外光譜范圍內(nèi)的吸收特性。根據(jù)已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用樣品的吸光度與濃度之間的關(guān)系進(jìn)行定量分析，計算出水中油的含量。

紅外分光光度法是一種常用的水中油含量因素分析研究方法，通過測量樣品在紅外光譜范圍內(nèi)的吸收特性，可以定量分析水中油的含量，并具有非破壞性、快速準(zhǔn)確、多組分分析和高靈敏度等優(yōu)點。