水中石油类测定常见问题分析与解决

陈文霞

（中海石油舟山石化有限公司，浙江 舟山 316015）

1 背景

HJ637 红外分光光度法是一种常用的分析方法，用于测定样品中的有机物含量。在进行分析时，可能会遇到色度干扰的问题。色度干扰是指样品中存在的染料或色素对分析结果的影响。气浮机的水样呈酱油色，红外分光光度法分析水样的油含量对于色度有一定的干扰影响。而炼厂水质中石油类的组分主要集中在烷烃、环烷烃占比70%以上，实际上，炼厂水体中的芳烃苯环上含有的CH3、CH2、CH 也能在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处测量吸光度三段有吸收，所以红外法可测定石油80%～90%的成分。而且红外法测定所需的标样比较容易配制。目前行业内使用红外法测定炼厂水体中的油含量的应用比较广泛[1-2]。

2 现状调查

为确保污水处理场水质分析数据的准确性，我们从源头出发规范采样操作规程，并对标国家环境保护标准HJ637（红外分光度计法）开展分析工作。

在分析前，我们用标准样品对红外分光度计校准，巧妙地排除色度干扰达到了分析的最优条件，在经过多次分析后，数据结果符合标准要求，这也为之后的工作夯实了基础。

3 分析原理

水样在pH ≤2 的条件下用四氯乙烯萃取后，测定油类：将萃取液用硅酸镁吸附去除动植物油类等极性物质后，测定石油类。油类和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1（CH2基团中C-H 键的伸缩振动）、2960cm-1（CH3基团中C-H 键的伸缩振动）和3030cm-1伸缩振动处的吸光度A2930、A2960 和A3030，根据校正系数进行计算；动植物油类的含量为油类石油类含量之差。

4 原因分析

日常分析水中油含量时，出现的问题会影响分析结果的准确性，需从源头上入手，找出根本的问题。在实际操作中，需要仔细注意这些问题，并采取相应的措施来解决或避免这些问题的影响。污水处理场的水样因为组分不同，干扰因素也各个相同，不同的水样，有不同的解决方式。

4.1 采样点

水样中油含量偏高，从采样点排查开始，发现气浮机的采样点处于敞开式，而C 罐处于正常的采样点。长期处于敞开式的环境，对于样品的分析结果有一定的影响。

4.2 水样源头入手

污水处理场源头水样来自净化水。净化水由加氢的酸性水（20 吨/时）、重整酸性水（0.7 吨/时）、焦化酸性水（10吨/时）三个来源组成，经过污水汽提后形成，最终进入污水处理场G3601C 罐静止后再处理。因此需对全厂的酸性水进行连续分析，发现源头的问题所在。

4.3 溶剂选择

选择合适的溶剂对于提取水中的油有重要影响。不同类型的油可能需要不同的溶剂来有效提取。因此，在进行分析之前，需要确定最适合的溶剂。

4.4 样品处理

水中油含量分析需要对样品进行适当的处理，如提取、浓缩等。样品处理的方法和步骤应该严格控制，以确保分析结果的准确性和可靠性[3]。

5 要因确认

5.1 预处理样品

对于含有色度干扰的样品，可以通过预处理方法去除或减少干扰物质。例如，可以使用溶剂提取、稀释、沉淀等方法来去除干扰物质。预处理过程需要根据样品的特性和分析要求进行优化，确保干扰物质的去除效果和样品的稳定性。对于水质中存在本底颜色的，直接分析，红外油仪器会产生干扰，数值偏高。通过实验，加入过氧化氢，去除水的本底。

5.2 校正和修正

对于已知存在色度干扰的样品，可以通过校正和修正来消除干扰的影响。例如，可以通过建立标准曲线或使用内标物质来校正干扰。校正和修正的过程需要进行严格的实验设计和数据处理，确保校正和修正的准确性和可靠性。

通过分析，得出影响水中油含量的主要原因是水样的预处理，应该根据具体情况选择合适的方法来解决水样的预处理、分析过程中样品的萃取，并进行严格的质量控制，确保分析结果的准确性和可靠性。

6 制定对策分析

6.1 控制污水处理场源头的数据

对于酸性水数据连续分析近一个月，加强控制后，油含量大幅度下降。3 月13 日V2124 的油含量显示为：3 月13 日检测加氢V2124 酸性水中油含量4260mg/L，通过装置提前进行隔油操作，上午隔油2 小时，下午隔油2 小时，专人监督。

6.2 消除水样本底的颜色

去除水样的本底的颜色的有氢氧化钠和过氧化氢。氢氧化钠能使得油污水解，生成易溶于水的盐和醇，从而达到去除油的目的。

6.3 药剂的比例选择

有了初步的排查成果后，质检中心根据《污水技术攻关方案》的要求，着手开展提高污水处理场除油率的小调实验。我们通过模拟装置加剂流程对C 罐水样进行实验分析，并得到了初始数据。

自来水稀释8吨∶混凝剂（聚合氯化铝）=8吨∶50kg=100ml∶0.625g

自来水稀释8 吨∶絮凝剂（聚乙烯酰胺）=8 吨∶4kg=100ml∶0.05g

按照装置加药流程：8 吨自来水加入50kg 混凝剂，连续24 小时搅拌下，注射加到净化水反应槽，同理加絮凝剂后进气浮机，停留4 小时，到C 罐。根据实际情况进行小调实验。C 罐原样结果为350mg/l。

6.4 仪器校准与曲线

红外分光光度法分析油，有专门的红外油分析试剂，四氯已烯。在仪器上，调剂校准，空比色皿、加试剂、试剂描述，数据要求达到四氯已烯分析要求的数值，2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处测量对应的吸光度值。2930cm-1、2960cm-1和3030cm-1三个波数内吸光度均≤0.001Abs。[4]

7 制定对策实施

7.1 预处理样品、水样的源头分析

对于污水处理场的源头进行分析，3 月13 日检测加氢V2124 酸性水中油含量4260mg/L 找出原因。（如表1）

表1

通过装置的隔油操作，从表1 中可以发现，对加氢的源头进行监控，油的含量大幅度地下降，去油率达到了90%。

7.2 消除样品的本底酱油色

过氧化氢使油脂脱色是化学法。采用过氧化苯甲酰、过氧化氢等强氧化性的物质为助剂，将色素氧化而达到脱色的目的。分析过程中，红外分析结果对于颜色有一定的干扰。

氢氧化钠加入水样后的效果。（如表2）

表2

过氧化氢对于红外油的结果有一定的消除作用，分析结果如表3。

表3

可以看出，水样在对比分析中得出结论，加入过氧化氢后结果，很好地消除了水样本底的颜色的干扰。加入双氧后，气浮机的本底颜色酱油色，变成了透色的黄色，很好地消除了色度对于分析数据的干扰。对于C 罐本底颜色没有干扰的，结果没有多大变化。

7.3 药剂的比例选择

从表4 得出，混凝剂2.7g∶絮凝剂0.3g 的比例与混凝剂3.6g∶絮凝剂0.1g 比例去油率较高。把小调实验结果和装置对接后，找出混凝剂3.6g∶絮凝剂0.1g，去油率高。

表4

7.4 仪器校准与曲线

不论是四氯化碳还是四氯乙烯，都满足标准要求萃取剂相对误差低于10%的要求，是符合标准的，并且，两者都能达到要求的本底空白值。根据环保要求，选择了四氯已烯。

综上所述，通过各项措施，更好地达到了分析要求，保证了结果的准确性，从而更好地为装置提供数据分析的保证[5]。

8 装置应用

为了更好地将其应用到装置实际中，我们依据合适的比例做了大量的实验，结果在污水处理场的去除油的效果中得到了验证。并进行了舟山与大榭的药剂的对比，天化院几个小样比例的实验。

大榭的絮凝剂是聚丙烯酰胺，混凝剂是聚乙烯酰胺，使用同样的舟山，混凝剂（聚合氯化铝）做了小调实验。

通过连续两天的分析得出结论，天化院的DZ-1 的除油效果比较好。两天C 罐的原样油含量均为377.0左右，除油率均为60%左右。

我们把这一实验结果反馈给装置后，装置开始调整加剂比例，在后续15 天的监控分析中，气浮机出水油含量的数据逐步减少，相比原有分析数据，除油率从10%～20%达到了40%～50%。

9 分析水中油含量的意义

在化工行业，分析水中油含量是非常重要的排放指标。

9.1 环境监测

水中油含量是评估水体污染程度的重要指标之一。通过分析水中油含量，可以了解水体受到的污染程度，判断水质是否符合环境标准，及时采取相应的治理措施。

9.2 工业生产

化工行业会产生含油废水，通过对水中油含量的分析，可以监测工业废水处理效果，确保废水排放符合相关的环保法规和标准。

9.3 环境事故应急

在发生油品泄漏、溢油等环境事故时，及时分析水中油含量可以快速评估事故对水体的影响程度，指导应急处置措施的制定和实施。

9.4 生态保护

水中油含量的分析对生态环境保护具有重要意义。油污染会对水生生物和生态系统造成严重影响，通过分析油含量可以及时发现潜在的生态风险，采取相应的保护措施。

10 结论

从样品准备、水析的源头出发，通过仪器设置、曲线校准、仪器配置，对于样品的预处理，达到消除水样中油含量分析的干扰因素。将经过预处理的水样放入红外分光度仪中，通过红外光源照射样品，测量样品在红外光谱范围内的吸收特性。根据已知浓度的标准样品建立标准曲线，利用样品的吸光度与浓度之间的关系进行定量分析，计算出水中油的含量。

红外分光光度法是一种常用的水中油含量因素分析研究方法，通过测量样品在红外光谱范围内的吸收特性，可以定量分析水中油的含量，并具有非破坏性、快速准确、多组分分析和高灵敏度等优点。