含油污泥含油率测定方法对比研究.pdf

第 卷第 期 年 月应 用 化 工 .收稿日期:修改稿日期:基金项目:辽宁省工业攻关及产业化指导计划(/)作者简介:李克青()男河北石家庄人在读博士研究生师从朱益民教授主要从事含油污泥处理的研究 电话:.通信作者:朱益民教授含油污泥含油率测定方法对比研究李克青王勤黄玉姗王银赵娇于航朱益民(大连海事大学 环境科学与工程学院 船舶防污染测控技术协同创新中心辽宁 大连)摘 要:采用红外分光光度法、紫外分光光度法和共沸蒸馏法检测含油污泥的含油率 结果表明共沸蒸馏法适用于大多数含油率的含油污泥检出限最低为./紫外分光光度法仅能测得.和.波长处有特征吸收的石油烃而相对偏差最低分别为.处.和.处.红外分光光度法常用于检测土壤水与土壤中的石油烃只能测得波数为 处的特征吸收峰关键词:含油污泥含油量红外分光光度法紫外分光光度法共沸蒸馏法中图分类号:文献标识码:文章编号:()():./.:含油污泥处理过程中的关键环节是含油率的检测含油率检测方法是否准确、合适是评价含油污泥处理效果能否受到认可的重要基础与含油污泥处理的技术参数优化息息相关 不同的检测方法对不同组成、结构含油污泥中的组分检测存在局限性本文选取石油类标准贮备液为标准物质采用常用的红外分光光度法、紫外分光光度法和共沸蒸馏法检测含油率其中已有文献报道共沸蒸馏法检测含油污泥中含油率的研究少于前两种方法 本研究对比 种检测方法的精密度、准确度、检出限以及适用条件为建立完备的含油率检测标准与含油污泥处理提供理论依据 实验部分.试剂与仪器无水乙醇、石油醚、甲苯均为分析纯四氯化碳(红外测油专用)、硅酸镁(环保专用试剂)均由天津傲然精细化工研究所提供石油类标准贮备液(/)型红外分光测油仪 型紫外分光光度计 型电子水分快速测定仪型集热式磁力搅拌电热套.检测方法.红外分光光度法以石油类标准贮备液和第 期李克青等:含油污泥含油率测定方法对比研究四氯化碳配制浓度为./的标准溶液 使用红外测油仪测定含油率具体步骤为:第一步预热、调试机器第二步检测不同浓度石油类标准溶液以标准溶液的浓度为横坐标以红外分光光度法检测的标准溶液吸光度为纵坐标绘制标准曲线并计算得到.的标准曲线第三步使用环保级红外测油专用四氯化碳进行空白调零得到空白图谱第四步检测不同浓度的石油标准液样品每个样品平行测定 次.紫外分光光度法将石油醚与含油污泥样品充分混合振荡萃取液经过旋转蒸发仪蒸干萃取液中石油醚组分将萃取液置于 烘箱中蒸干残留石油醚得实验室标准油 电子天平准确称取.标准油溶于石油醚中移入 容量瓶内稀释至标线制得./的标准油储备溶液采用标准油储备溶液配制浓度./的标准油使用液依次使用紫外分光光度计全谱扫描根据结果确定最佳波数 以标准油使用液和石油醚配制浓度为./的标准溶液 使用紫外分光光度计分别在.和.处测定含油率具体步骤为:第一步预热、调试机器第二步检测不同浓度石油类标准溶液以标准溶液的浓度为横坐标以紫外分光光度法检测的标准溶液吸光度为纵坐标绘制标准曲线并计算得到.的标准曲线第三步使用石油醚进行空白调零得到空白图谱第四步检测不同浓度的石油溶液样品每个样品平行测定 次.共沸蒸馏法 称取 泥样置于已称重的无胶玻璃纤维滤筒圆底烧瓶中注入甲苯使用电热套加热随着温度升高甲苯开始气化甲苯蒸气沿试管与烧瓶间缝隙上升通过分水器到达冷凝管被冷凝成液态逐步滴入分水器充满分水器后经分水器回流至容器淋洗盛有泥样的滤筒中对泥样进行淋洗及对原油进行抽提抽提液经溢流孔流回烧瓶甲苯与泥样中的水相和油相形成共沸物高温下甲苯蒸气和水蒸气不间断淋洗无胶玻璃纤维滤筒中的含油污泥 由于水的密度大于同温度下甲苯的密度因此泥样中的水分逐步富集到分水器下部上层的甲苯溶液则流回容器中继续抽提 甲苯蒸气反复淋洗 直至分水器中的甲苯呈无色状态表明含油污泥中的油相组分淋洗抽提完毕关闭电热套装置 读出分水器的示数为样品含水体积取出容器装置中的无胶玻璃纤维滤筒置于 的烘箱中烘干至恒重称取含油污泥的渣相含量采用差减法计算含油污泥的含油量取 组样品平行测定后计算含油率均值.标准偏差和检出限的计算方法按照 环境监测分析方法标准制修订技术导则中所示方法确定石油类物质检测方法的检出限 按照样品分析的全部步骤重复()次空白实验将各测定结果换算为样品中的浓度计算 次样品平行测定的标准偏差按照公式()计算出方法检出限 (.)()其中 是方法检出限 是样品平行测定次数 是自由度为 、置信度为 时的 分布值 是 次样品平行测定的标准偏差 其中当自由度为 置信度为 时的 值可参考分析方法标准制修订技术导则的 值表 结果与讨论.红外分光光度法检测含油率以石油类标准贮备液(/)和四氯化碳 配 制 浓 度 为./的标准溶液以标准溶液的浓度为横坐标以红外分光光度法检测的标准溶液吸光度为纵坐标绘制成标准曲线 .相关系数.符合使用要求依据.节的方法采用红外分光光度法检测石油标准溶液的浓度分别计算 组石油标准溶液浓度的平均值、标准偏差、相对标准偏差结果见表 表 红外分光光度法检测石油标准溶液浓度的精密度、准确度及检出限 石油标准溶液浓度/()检测平均值/()标准偏差/()相对标准偏差/值检出限/()测定下限/().由表 可知不同浓度的石油标准液标准偏差分别为./和./平均值为./相对标准偏差分别为.和.平均值为.应用化工第 卷配制 组./的石油标准溶液平行样品依据.节的方法采用红外分光光度法平行测定样品中的石油浓度进一步计算出样品浓度的平均值和标准偏差分别为././(表)根据.节公式()计算得到红外分光光度法检测石油浓度的检出限为./测定下限为./使用相同型号的红外分光光度计测定水中含油率的相对标准偏差高于本研究的结果表明采用本测试方法检测样品含油率具有更高的精密度而且有更高的准确度.紫外分光光度法检测含油率以石油醚为溶剂配制./石油标准溶液进行全谱扫描在 区间内.为最佳波数在 区间内.为最佳波数 采用紫外分光光度计于.和.处分别测定几种石油标准溶液的吸光度 数据经回归处 理.处的回归方程 .和.处的回归方程.配制./三组不同浓度的石油标准溶液采用紫外分光光度法分别在.和.处平行测定每种标准溶液 次进一步得到样品浓度的平均值、标准偏差和相对标准偏差由表 可知采用紫外分光光度法在.处检测石油标准液的标准偏差分别为./平均值为./相对标准偏差分别为.平均值为.在.处检测石油标准液的标准偏差为./平均值为./相对标准偏差分别为.平均值为.依据.节的方法重复测定./的石油标准溶液平行样品 次紫外分光光度法在.和.处检测石油标准溶液浓度的检出限和测定下限数据进一步得到.和.处的标准偏差./和./按照 公 式()计 算.处 的 检 出 限 为./测定下限为./.处的检出限为./测定下限为./使用相同型号的紫外分光光度计测定水中含油率的检出限为./测定下限为./其相对标准偏差也高于本研究的结果表明本测试方法具有更高的准确度和精确度表 紫外分光光度法检测石油标准溶液浓度的检出限、测定下限 检测波长/石油标准溶液浓度/()检测平均值/()标准偏差/()相对标准偏差/值检出限/()测定下限/().共沸蒸馏法检测含油率依据.节的方法每个样品平行测定 次计算样品浓度的平均值、标准偏差和相对标准偏差由表 可知样品浓度的标准偏差为./相对标准 偏 差 为.重 复 测 定 空 白 样 品 次进一步计算得到标准偏差为./按照公式()计算检出限为./测定下限为./表 共沸蒸馏法检测石油标准溶液浓度的精密度、准确度 指标原样质量/滤渣质量/提取水的质量/提取油的质量/含渣率/含水率/含油率/检测平均值.标准偏差.相对标准偏差.值.检出限/().测定下限/().第 期李克青等:含油污泥含油率测定方法对比研究.三种含油率检测方法的对比分析比较检测含油污泥含油率的红外分光光度法、紫外分光光度法和共沸蒸馏法的标准偏差和检出限结果见表 表 三种检测方法的相对标准偏差、检出限、检测下限对比 方法标准偏差/()相对标准偏差/检出限/()检测下限/()适用性红外法.水中与土壤中石油烃的检测紫外法.低含油率的含油污泥紫外法.共沸蒸馏法.大多数含油率的含油污泥注:紫外分光光度法在.处检测紫外分光光度法在.处检测 由表 可知红外分光光度法的标准偏差和相对标准偏差分别为./和.在.处紫外分光光度法的标准偏差和相对标准偏差分别为./和.在波数.处紫外分光光度法分别为./和.共沸蒸馏法的标准偏差和相对标准偏差分别为./和.王平安等对含油污泥含油率测定的方法进行探究红外分光光度法和紫外分光光度法测量波数与本文结果一致 红外分光光度法较为可靠不受油品成分的限制红外法对原油的准确度较高紫外分光光度法对含有的不饱和烃类的有机物引起的误差等问题难以克服在土壤含油率测定中表现出一定局限性 付尹宣等通过对含水率、含油率、含渣率三相比例的测试方法对比分析发现共沸蒸馏法更适合同时测定水油固三相的比例针对本文中红外分光光度法、紫外分光光度法和共沸蒸馏法的检出限和测定下限由表 可知共沸蒸馏法适用于大多数含油率的含油污泥紫外分光光度法只能测得两段波长中的石油烃红外分光光度法只能测得波数分别为 处全部或部分谱带处有特征吸收的物质 结论()红外分光光度法、紫外分光光度法和共沸蒸馏法的标准偏差和相对标准偏差如下:红外分光光度法分别为./和.在.处紫外分光光度法分别为./和.在波长.处紫外分光光度法分别为./和.共沸蒸馏法分别为./和.()共沸蒸馏法适用于大多数含油率的含油污泥紫外分光光度法只能测得两段波长中的石油烃红外分光光度法只能测得波数分别为 处全部或部分谱带处有特征吸收的物质参考文献:朱嘉卉.含油污泥的理化特性研究与分析.杭州:浙江大学.:.郑健周建光陈焕文等.水体和土壤中矿物油的常用测量方法与仪器.分析仪器():.刘明哲.新疆维吾尔自治区农村与城市成品油市场发展现状 及 对 策 研 究 .乌 鲁 木 齐:新 疆 农 业 大学.郑晓园.基于低场核磁共振弛豫特性含油污泥水和油分析方法研究.杭州:浙江大学.赵泽雨.国内含油污泥处理管控标准现状及比较研究.环境污染与防治():.童艳萍.储运油泥分相含率检测技术研究.杭州:浙江大学.夏新姜晓旭邹家素等.环境监测 分析方法标准制修订技术导则()对土壤环境监测标准制修订适用性探讨.环境监控与预警():.段友爱谢海涛.土壤中矿物油含量测定方法的研究.环境科学导刊():.顾海欣刘晓健.紫外分光光度法监测水质中的石油.广东化工():.程建安.紫外分光法测定土壤中的石油污染物.杭州:浙江大学.王平安齐芳芳陈亚楠.土壤中油含量测定及不确定度分析.广东化工:.赖喜锐罗子杰黄祥臣.含油污泥检测方法应用及探讨.广东化工():.付尹宣阙志刚艾仙斌等.轧钢含油污泥油水固三相比例及成分分析.能源研究与管理():.任蕊苏华李丛妮等.含油污泥资源化处理技术研究进展.应用化工():.郑川江舒政叶仲斌等.含油污泥处理技术研究进展.应用化工():.