炼油废水可溶有机质分析方法与应用

发布时间：2020-09-27 18:59

　　 炼油废水所含污染物的种类多、浓度高,含有大量组成复杂的可溶性有机质(DOM),炼油废水DOM的种类和含量是决定其处理工艺的关键指标,因此全面正确地认识其分子组成至关重要。本文使用蒸馏和固相萃取等前处理方法,结合静电场轨道阱质谱(Orbitrap MS)及傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS),开发了炼油废水DOM的分子组成分析方法,对炼油废水中的易挥发组分进行了分子组成表征,并对炼油废水DOM在水处理过程中的转化规律进行了研究。主要内容包括:考察了炼油废水总有机碳(TOC)变化与分子组成稳定性,发现不同的炼油废水在存放过程中其分子组成变化情况不同。未经过水处理的废水较易发生分子组成的变化,水处理中、后期的废水其DOM稳定性较好。在水样DOM的分子组成发生变化时,其TOC也同时会有较大变化,因此TOC值的变化情况可以作为指示水样DOM分子组成变化的重要指标,对废水样品存放及后续DOM分离分析具有一定的指导意义。在水样放置过程中,TOC发生改变的水样不再适合进行宏观性质及分子组成分析。针对炼油废水DOM中的易挥发组分,建立了简单蒸馏结合固相萃取的前处理方法。简单蒸馏对于易挥发小分子有机质与难挥发大分子有机质具有一定程度的分离作用。蒸馏出水能够较好地富集小分子易挥发有机质,且排除了无机盐的干扰,可直接使用质谱进行分析。蒸馏余水能够通过浓缩富集作用提高原水样中低浓度物质的浓度,使得在蒸馏余水中能够检测到更全面的化合物种类。基于简单蒸馏和固相萃取结合Orbitrap MS,对炼油厂废水在不同水处理阶段的出水进行了DOM分子组成表征。结果表明炼油废水的易挥发组分中主要含有N1Ox、Ox和OxS1类化合物,其中含量最高的为酚类及其小分子同系物。未经过水处理的炼油废水含有较高的含硫化合物及其他杂原子污染物,经过厌氧-好氧(A/O)处理后,含氮多氧类化合物得到较好的去除;经过活性炭处理后,包括表面活性剂类物质在内的含硫多氧类化合物得到有效的去除。相较于环境水体,炼油废水仍含有较高含量的含硫化合物,且炼油废水DOM具有较低的DBE值和碳数,主要为低缩合度的小分子化合物。本文对废水可溶有机质的分子稳定性及其在水处理过程中的变化规律获得一些新认识,为水处理工艺开发和优化提供了理论指导。研究方法也可以用于其它化工废水的研究,为化工废水的环境风险评价和处理工艺设计提供了方法基础和理论依据。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X742;O657.63
【部分图文】：

图 1.1 单滴液相微萃取和顶空液相微萃取示意图Fig. 1.1 Schematic of SDME and HS-LPME相微萃取法（Headspace-Liquid Phase Microextraction, HS-LP于 2001 年提出，是将悬挂有萃取剂液滴的微量注射器置于样组分在顶空体积和萃取剂液滴之间的分配平衡来实现萃取，E 的特点是萃取剂与样品不发生直接接触，可以应用于基体并且样品中的挥发性组分从水中直接进入有机萃取剂的传质空体积再到萃取剂的传质速度慢[7]，因此该方法对于样品中挥 SDME 更加快捷、灵敏。

【参考文献】

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本文编号：2828244