3.3 油库污水水质分析及方法
该油库污水主要来自油罐沉积水、清洗水和生活污水。作为成品油库,由于汽油、柴油溶于水后,含有苯类、醇类、脂类等有机物质,因此污水性质比较复杂。最常见的污染物为:苯、甲基苯、乙基苯、二甲基苯、环已烷、萘、异辛烷、油、脂等。利用现在先进的设备也无法将其中各个有机物测定出来,这些有机物的存在直接影响着污水一个重要指标COD含量,即化学需氧量。所以本文通过测COD的含量来确定电解效果的好坏。
从外表看,该油库污水颜色发黑,褐绿色,并且有恶臭。水质的主要控制指标是含油量、悬浮固体含量、矿化度、悬浮固体颗粒直径中值和细菌含量等。由于实验设备的限制,这次主要测量了原污水水样的含油量、悬浮固体含量、矿化度、COD和pH值。
3.3.1 含油量的测定
重量法是常用的分析方法,它不受油的品种限制,所测定的油不能区分矿物油和动、植物油。重量法准确,但操作繁杂,灵敏度差,只适于测定5mg/L 以上的油品。紫外分光光度法比重量法简单。石油类含有的具有共轭体系的物质在紫外光区有特征吸收峰。带有苯环的芳香族化合物主要吸收波长为250~260nm,带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215~230nm。一般原油的两个吸收峰波长为225nm 及256nm,其他油品如燃料油、润滑油等的吸收峰也与原油相近。本方法测定波长选为256nm,最低检出浓度为0.05mg/L,测定上限为10mg/L。
(1) 标准油的提取及配制
取适量含油水样于分液漏斗中,加入50ml 石油醚,加入配置好的1:1 盐酸3ml,这样在酸性条件下提取水中油品,提取液经无水氯化钙脱水后过滤,滤液于70~80水浴上蒸去汽油,在天平上称量,两次的误差不大于0.0005mg,即得标准油样。加热后剩余0.07g 油,加入100mL 石油醚配成0.7g/L 的标准油样。
(2) 标准曲线的绘制
用移液管分别吸取0.00,1.00mL,2.00mL,3.00mL,5.00mL,7.00mL,10.00mL标准溶液于50ml 容量瓶中,用石油醚稀释至刻度并摇匀,其相应的浓度为14mg/L,28mg/L,42mg/L,70mg/L,98mg/L,140mg/L。以石油醚为空白,在分光光度计上比色,波长256nm,比色皿1cm,根据测得的光密度值和对应的油含量绘制标准曲线。曲线如下所示:
(3) 原水样含油量的测定
将水样500mL 全部倾入1000mL 分液漏斗中,加入5mL(1+1)硫酸(若水样取样时已酸化,可不加)及20g 氯化钠,加塞摇匀,用15mL 石油醚洗采样瓶,并把此洗液移入分液漏斗中,充分振摇2min(注意放气),静置分层。把下层水样放入原采样瓶中,上层石油醚放入25mL 容量瓶中,再加入10mL 石油醚,重复提取水样一次,合并提取液于容量瓶中。加石油醚至标线,摇匀。若容量瓶里有水珠或浑浊,可加入少量无水硫酸钠脱水。
在波长256nm 处,用1cm 石英比色皿,以脱芳烃的石油醚为参比,测定其光度为2.523A,并在标准曲线上查出相应的浓度值141.22mg/L。
式中:C——从标准曲线上查出的相应油浓度(mg/L);
V1——被测水样体积(mL);
V2——石油醚定容体积(mL)。
由公式(3-1)可求得C 油为14.12mg/L。
3.3.2 固体悬浮物的测定
将滤膜放入蒸馏水中浸泡30min,并用蒸馏水洗3 次,放入90的烘箱中烘30min 取出,放入干燥器中冷却至室温,称量。重复上述步骤直至滤膜衡量(两次称量结果之差不大于0.5mg)。将已衡量的滤膜用蒸馏水润湿到玻璃砂芯薄膜过滤装置上。由于水样很浑浊,取含油污水水样50ml 装入玻璃砂芯薄膜抽滤装置中,真空泵滤至无液滴流出,用量筒测量流出体积。用汽油洗至滤液无色(至少洗4 次)。用镊子取出滤膜,放入90的烘箱中烘30min,取出并放入干燥器中冷却至室温,称量。重复上述步骤直至滤膜衡量(两次称量结果之差不大于0.5mg)。
悬浮物含量按公式(3-2)计算:
式中:J─悬浮物含量,mg/L;
m1─滤膜质量,mg;
m2─过滤后滤膜的质量,mg;
V─过滤的水样体积,L。
按上述方法测得悬浮物含量为115-130mg/L。
3.3.3 COD 值的测定
采用微波消解快速COD滴定法[34]:用移液管吸取水样5.00mL,置于消解罐中,加入适量HgSO4,然后准确加入5.00mL消解液和H2SO4-Ag2SO4 催化剂5.00mL,摇匀。后放入消解炉中按指定时间消解完毕后,冷却,用硫酸亚铁铵滴定。
计算公式:
其中: V0---空白消耗硫酸亚铁铵的量(mL)
V1---水样消耗硫酸亚铁铵的量(mL)
V2---水样体积(mL)
C---硫酸亚铁铵溶液的浓度(mol/L)
8---1/2 的氧元素摩尔质量(g/mol)
按照以上方法测得原污水COD 值在35000mg/L-38000mg/L 之间。污水水质如下表所示:
由上表可以看出,油库污水中含油量和固体颗粒含量相较于COD值比较低,本次研究目的是降低污水中COD值,所以在实验过程中对于其他两个指标将不予于考虑。