目前，我国大部分油田已经进入二次、三次采油期，大部分油田采用注水开发，导致采出液含水率很高，有的甚至可以达到90% [1]。如果生产水不经处理直接排放，会造成严重的环境污染，也是对水资源的极大浪费。因此，妥善处理油田污水，使产出水达到二次采油回注或国家排放的要求，是一个亟待解决的问题。

根据水中含油物质的存在形式和特性，含油废水的处理方法有多种[2-4]，如吸附法、电化学法、絮凝法、混凝-超滤法等。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物(1)试剂和仪器。由于其特殊的吸水性、水的可塑性、粘结性和强离子交换性，能吸附水中的油，是一种良好的含油废水净化剂。本实验以悬浮法制备的钠基膨润土为原料，以溶解油为目标污染物，研究溶解油在钠基膨润土上的吸附行为。通过控制吸附过程中的主要影响因素，分析吸附过程中的化学行为，确定最佳工艺参数，为实际工程应用提供理论依据。

第一，实验部分

[5]

膨润土，上海四合威化工有限公司生产；正己烷、碳酸钠、氢氧化钠和盐酸为分析纯。

傅& # 8226；华恒温磁力搅拌器:低速台式离心机；PHS-2C pH计；THZ-82气浴恒温振荡器:日本岛津公司的UV-9200紫外/可见分光光度计、XRD-6000 X射线粉末衍射仪。

(2)钠基膨润土的制备[6]

称取40g天然膨润土矿粉，按25%的比例加入Na2CO3溶液制成浆液，调节浆液的pH值至9，加热，温度控制在90℃左右，搅拌4小时。反应完成后，分离出部分钠基土胶液，干燥，粉碎过100目筛，得到钠基膨润土。

(3)膨润土基本性能试验

分别对钠基膨润土和生土的阳离子交换容量、溶胀率、胶体值、吸蓝量和XRD结构与性能进行了分析测试。具体方法请参考参考文献[6]。

(4)含油废水的配置

参考Toll [7]等测定烷烃溶解度的实验装置，先加入超纯水(电阻率≥18mω& # 8226；Cm)，然后在水相上滴一薄层35#柴油，在磁力搅拌下溶解。调整磁力搅拌的速度，使涡流的深度小于2厘米，以防止小液滴的形成。48h后，溶解至平衡，分离备用。

(5)吸附实验

取一定量的钠基膨润土于带塞的玻璃离心管中，加入50毫升已知浓度的油溶液，用螺帽密封，用铝箔包裹，在振荡器上恒温振荡，直至吸附平衡。在设定的实验条件下，以3000转/分钟的转速离心20分钟，用正己烷萃取上清液，用紫外分光光度计在225nm处测定其吸光度，计算吸附量和除油率。

二。结果和讨论

(1)钠基膨润土的性能测试

1.钠基膨润土的基本性能:原生膨润土和钠基膨润土的基本性能见表1。表1中的结果表明，钠基膨润土的阳离子交换容量(CEC)、溶胀容量和蓝色吸收容量分别增加了1.175倍、4.218倍和1.75倍，而胶体值约为原土的四分之一，即钠基膨润土的阳离子交换容量、溶胀容量和在水中的分散性显著提高。这说明钠化改性后膨润土的表面性质和层间结构发生了变化，这将提高其吸附选择性和吸附性能[8]。

2.钠基膨润土的x射线衍射分析(XRD):膨润土的XRD分析结果见图L。膨润土原土的层间距为1.527 nm，相当于蒙脱石结构层(0.961nm)和两层吸附水分子厚度之和，说明这种原土是钙基膨润土[9]。钠化改性后，主衍射峰向大角度移动，底间距减小到1.241nm，说明原钙基膨润土层间畴中的钙阳离子已被水合半径更小的钠离子取代，钙基膨润土改性为钠基膨润土[10]。

(2)钠基膨润土吸附含油废水的实验

1.用量对吸附效果的影响:在温度为20℃，吸附时间为60min，含油废水浓度为156mg/L的条件下，膨润土的用量分别为1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L和6g/L，并进行吸附试验。测试结果见图2。从图2可以看出，随着用量的增加，吸附效果明显增强。当投加量为3.0g/L时，吸附效果达到55%左右。但当投加量继续增加时，吸附基本达到饱和，除油率基本不变，吸附负荷开始降低。随着膨润土用量的增加，膨润土阳离子交换总量也增加，而膨润土表面负电荷减少，正电荷增加，大大提高了吸附除油效果。但当达到饱和阳离子交换容量时，吸附除油效果基本不变。要达到良好的吸附效果，必须选择合适的膨润土投加量，使去除率和吸附负荷最大化，因此合适的膨润土投加量为2.5g/L

2.吸附时间对吸附效果的影响:在吸附剂用量为2.5g/L，含油废水浓度为156mg/L，溶液初始pH值为7.0，温度为20℃的条件下，改变吸附时间，做一组吸附实验。实验结果如图3所示。

从图3可以看出，钠基膨润土对石油的吸附效果随着吸附时间的延长一直呈上升趋势，直至最终达到饱和阶段。当吸附时间为60min时，溶液中油的去除率为58.4%。吸附时间超过60min后，吸附效果变化不大，几乎接近饱和阶段，说明此时吸附已处于平衡状态。出现这种现象的原因可能是最初的快速吸附是一种表面作用，吸附速度比较快；后续的缓慢吸附是有机污染物向膨润土内部孔隙迁移扩散的过程，吸附速率相对较慢。

3.溶液pH值对吸附效果的影响:在温度20℃，膨润土用量2.5g/L，吸附时间60mm，含油废水浓度156mg/L的条件下，改变溶液pH值，进行吸附试验。测试结果见图4。

从图4可以看出，随着溶液初始pH值的增大，钠基膨润土对石油的吸附率增大。pH值为5.04时，吸油率最高；当溶液的pH值大于5.04时，吸油率明显下降。分析可能是由于:在强酸条件下，H+能中和油颗粒表面的负电荷层，破坏其稳定性，增强脱脂效果；在弱酸性条件下，H+能与层间钠离子发生一定程度的交换[9]，改变自身性质，影响脱脂效果。

4.吸附等温线曲线:在温度为1 ~ 30℃时，测定改性膨润土和原土对油的吸附量，得到等温吸附曲线。图5显示了两种膨润土在20℃时的等温吸附曲线。随着石油平衡浓度的增加，平衡吸附量增加，钠化改性膨润土的吸附量明显高于原土。

实测等温曲线分别用Langmuir和Freundlich等温方程进行回归，回归得到的Langmuir和Freundlich等温方程参数见表2。

从表2中可以看出，回归结果呈现良好的线性，表明Langmuir等温方程和Freundlich等温方程可以很好地描述膨润土对石油的吸附。与吸附量相关的常数如最大吸附量Q0和吸附常数KF均随吸附温度的升高而降低，n值大于1，表明石油在膨润土上的吸附是容易的。

三。结论

(1)悬浮法制备的钠基膨润土，各种表征数据表明钠离子已经进入膨润土的层间结构，层间间距发生了变化，有利于吸附性能的提高。

(2)通过单因素实验考察了各种因素对钠基膨润土吸附含油废水效率的影响，确定了最佳吸附条件为:吸附剂用量2.5g/L，pH值5左右，吸附时间60min。

(3)平衡吸附量Q与平衡浓度C的关系符合Fretmdlich和Langmuir等温吸附方程。

参考

[1]杨云霞，张晓建。中国油田采出水处理及回注的现状与技术发展[J].工业给水排水，2000，26 (7): 32-35。

桑益民，曾黎，何旭文，等.含油废水的性质及其处理技术[J].化学环境保护，2004，24: 94-97。

龙川，柯水洲，洪，，等.含油废水处理技术研究进展[J].工业水处理，2007，27 (8): 4-7。

关伟省马丽艳王新刚。混凝-超滤处理含油废水的试验研究[J].水处理技术，2006，3201): 74-76。

李波，任锐忱，李彩霞。用正交试验法制备球团复合粘结剂[J].辽宁工程技术大学，2007，27(增刊):292-293。

叶新才、王展、赵宇宁。改性膨润土处理石化含油废水的实验研究[J].非金属矿物，2004，27 (2): 41-43。

孙宏亮，朱丽忠。膨润土纳米复合材料的制备、表征及吸附性能。无机化学学报，2007，23 (7): 1148-1152。

、易发成、周、。钙基膨润土的钠化改性研究[J].中国矿业，2006，15 (12): 77-79。

[10]邱军，张彦贵，卢先军。两种不同晶体特征蒙脱石的钠化改性及性能差异研究[J].化学矿物与加工，2007，10: 16-19。