氣相色譜-質(zhì)譜法分析隔油絮凝處理后蘭炭廢水中有機(jī)污染物

張智芳，高雯雯

(1.榆林學(xué)院 陜西省煤炭清潔轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 榆林 719000;2.榆林學(xué)院 榆林市綠色化學(xué)與化工過(guò)程綠色化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 榆林 719000;3.榆林學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 榆林 719000)

目前，蘭炭企業(yè)對(duì)所產(chǎn)生的蘭炭廢水主要進(jìn)行了物化和生化處理［1］，其物化處理的方法一般為隔油除渣-絮凝法［2］，處理后廢水的CODCr含量依然很高，氨氮和酚類含量較高［3］，毒性大［4］，不能達(dá)到循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)［5］。

本文對(duì)經(jīng)過(guò)隔油除渣-絮凝處理的蘭炭廢水進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)分析［6］，為蘭炭廢水深度處理工藝路線的選擇提供水質(zhì)分析依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

乙醚、異戊醇、正庚烷、二氯甲烷、無(wú)水硫酸鈉、重鉻酸鉀等均為分析純;某90 萬(wàn)t/a 蘭炭廠經(jīng)過(guò)隔油除渣-絮凝處理的廢水，COD 為4 670 mg/L。

5B-3(B)型CODCr多元速測(cè)儀;QP 2010W/0 RP230V 型氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀;FA1104N 型電子分析天平。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2. 1 色譜條件 色譜柱為DB-MS 30 m ×Ф 0.25 mm×1 μm 石英毛細(xì)管柱，升溫程序:50 ℃升溫，以7 ℃/min 的速率升溫至250 ℃，保持5 min，TCD 檢測(cè)器溫度為250 ℃，氣化室溫度200 ℃，載氣為高純氦氣，流速1.28 mL/min，進(jìn)樣量為1 μL，分流進(jìn)樣，分流比為20 ∶1。

1.2.2 質(zhì)譜檢測(cè)條件 電離方式EI，電子能量70 eV;離子源溫度250 ℃，質(zhì)荷比的掃描范圍40 ～500，全掃描的掃描方式。

1.3 樣品的制備

取廢水20 mL，用H2SO4調(diào)pH≤2，加10 mL 萃取劑，振蕩，靜止20 min，分離;再加10 mL 萃取劑，振蕩，靜置20 min，分離。萃取后的水樣用NaOH 調(diào)pH≥11，加10 mL 萃取劑，振蕩，靜止20 min，分離;再加10 mL 萃取劑，振蕩，靜置20 mim，分離。將酸萃取相和堿萃取相合并，經(jīng)無(wú)水Na2SO4破乳，過(guò)濾、去除水分。取1 μL 做GC/MS 分析。

2 結(jié)果與討論

分別以二氯甲烷、異戊醇、正庚烷以及乙醚等為萃取劑，對(duì)蘭炭廢水進(jìn)行萃取，萃取相的色譜總離子流圖見圖1。每個(gè)色譜峰經(jīng)計(jì)算機(jī)通過(guò)Nist05 譜庫(kù)檢索并與標(biāo)準(zhǔn)譜圖［7］對(duì)照，確定化合物，峰面積歸一化計(jì)算各成分的相對(duì)百分含量。取可信度在60%以上的有機(jī)污染物，各峰號(hào)所對(duì)應(yīng)的化合物及其相對(duì)含量見表1。

圖1 蘭炭廢水萃取相總離子流圖Fig.1 Total ion current (TIC)chromatogram of extraction from semi-coal waste water

表1 蘭炭廢水主要有機(jī)物及其相對(duì)含量Table 1 The main organic compounds in the extraction phase and their relative contents

續(xù)表

由表1 可知，蘭炭廢水中約含有30 種有機(jī)污染物，其中主要污染物為酚類，約占所檢測(cè)到有機(jī)物的50%以上，其中苯酚、3-甲基苯酚含量較高，另外還有烴類、醇、酯類等，還含有少量的酸、芴等化合物。

因所選擇的萃取劑有限、色譜柱的條件以及檢出限的限制，所檢出物的種類有限，若需要得到更全面污染物的種類，還需要做更多的分析。

3 結(jié)論

采用GC-MS 法分析了蘭炭廢水中的有機(jī)污染物含量大概為30 種，其中主要污染物為酚類及其衍生物，約占到所檢測(cè)到有機(jī)物的50%以上，另外還有少量的芴、酸、酯類。

［1］ 徐杰峰. 新型蘭炭企業(yè)生產(chǎn)污水“零排放”工藝研究［J］.地下水，2009，31(5):143-145.

［2］ 張智芳.蘭炭潔凈生產(chǎn)概論［M］.西安:陜西師范大學(xué)出版總社有限公司，2011:139-141.

［3］ 蔡永寬，張智芳，劉浩，等. 蘭炭廢水處理方法評(píng)述［J］.應(yīng)用化工，2012，41(11):1993-1994.

［4］ Meleer H，Nutt S，Marvan I，et al. Combined treatment of coke plant wastewater and blast furnace blowdown water in a coupled biological fluidized system［J］. Water Pollute Control Fed，1984，56(3):192-198.

［5］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 13456—2012 鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

［6］ 何國(guó)山，葉元堅(jiān)，蔡錦安，等. GC-MS 法對(duì)垃圾滲濾液回灌處理前后有機(jī)成分的研究［J］.應(yīng)用化工，2010，39(4):543-548.

［7］ 劉珊，高文毅，賈佳，等. GC-MS 用于測(cè)定造紙廢水中的多環(huán)芳烴［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，31(6):10-13.