1. 引言

      含油污泥一般是指石油开采、原油集输、储运、原油炼制、含油废水处理等过程中产生的含油废弃物^[1]。含油污泥通常被认为是烷烃、胶质、沥青质、其他有机化合物、颗粒和水组成的多相分散体系，其中沥青质和采油过程中添加的水处理剂增加了含油污泥处理的难度、^[2]。据调查，全球每年产生超过6000万吨含油污泥，我国年产含油污泥已超过600万吨。含油污泥的直接排放不仅占用空间大，而且含有大量的老化原油、苯、酚类、重金属、病原体等有毒有害物质，危害环境，影响人体健康。因此，含油污泥的处理技术越来越受到重视^[3]。

      对于含油污泥的处理，有几种常用技术，如冻融、固化、机械离心、微生物修复、化学清洗等^[4]。Chen和He^[5]研究了润滑油精炼厂油泥的冷冻和融化，发现最佳破乳温度为-40℃，除水率从40%升至70%。Zhang等人^[6]制备了一种新型聚合物固化含油污泥，结果表明固化剂可以处理含油量为20-80%的含油污泥，固化后污泥浸出液中的含油量低于GB 8978-1996标准，下降95%左右。Cambiel等人l^[7]发现添加少量固化盐可以改善水油分离过程，分离效率达到92-96％，进行三级处理，可以去除水溶液中大部分残留油。Cerqueira等人^[8]采用微生物修复技术，分别降解油中91%和52%的脂肪烃和芳香烃。Elumalai^[9]研究了微生物对烃类降解和表面活性剂产生的影响，在这项研究中，使用由三种细菌菌株（枯草芽孢杆菌 A1、施氏假单胞菌 NA3 和鲍曼不动杆菌 MN3）组成的细菌联合体降解不同类型的有毒疏水烃，原油、柴油、C32和C40的生物降解效率分别计算为90%、84%、76%和72%。Chen等人^[5]用壬基酚钠聚氧乙烯醚硫酸盐AEOS和KOH溶液对含油污泥进行化学清洗，发现污泥中的残油含量从14.3%下降到0.9%。上述技术在含油污泥处理方面各有优势，但仍存在处理周期长、技术难度大、二次污染等问题。

      溶剂萃取和表面活性剂清洗结合的方法可解决上述问题。溶剂萃取利用沥青质在溶剂中溶解度或分配系数的不同，使沥青质从固体表面转移到另外溶剂中的方法。表面活性剂清洗是降低水的表面张力使得油水分离的方法，表面活性剂清洗处理难度较低，不易造成二次污染。表面活性剂是由亲水头和疏水尾组成的两亲分子，根据其亲水基团的不同分为离子型和非离子型，对于工业应用，离子表面活性剂根据它们在中性pH值的水中解离时所带的电荷可分为阴离子、阳离子和两性离子。我们使用了溶剂萃取和表面活性剂清洗相结合的方法，此法使用单个溶剂或溶剂混合物（加入分散剂十二烷基苯磺酸DBSA增强分散效果）从土壤中将沥青质均匀的分散在液相中，固相再进行化学清洗达到最低排放标准。

      前期实验我们已经找出较优的分散剂DBSA^[10]，DBSA属阴离子表面活性剂，它与沥青质以酸-碱相互作用结合，DBSA吸附在沥青分子的侧面，尾链的空间作用可防止沥青质进一步聚集。

      接下来我们将研究不同的溶剂和不同的油泥清洗效果的影响，以探究烷烃稀释的油泥体系中沥青质的聚集和分散性能调控。

2. 实验部分

2.1. 油泥清洗

      我们选择表面活性剂直接水洗法与溶剂清洗-清洗剂水洗法两种方法进行清洗，探求最优的实验条件。

      表面活性剂直接水洗法使用以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、三次水、硅酸钠复配（浓度为2.5wt%）的表面活性剂溶液进行清洗，在500 rpm下搅拌30分钟后离心，固体经水洗离心后烘干。

      溶剂清洗-清洗剂水洗法首先使用正庚烷、环己烷对三种油泥（青海、大庆、胜利）进行清洗并设置十二烷基苯磺酸（DBSA）对照，再加入配制好的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS) 溶液清洗，表面活性剂溶液配制方法与表面活性剂直接水洗法相同，在8000 rpm，5 min条件下离心水洗后烘干得清洗后固体。

2.2.测定残油率

根据中国石油行业标准 HJ 1051-2019清洗油泥，土壤用四氯乙烯提取，提取液经硅酸镁吸附，除去动植物油等极性物质后，测定石油类。石油类的含量由波数分别为2930 cm^-1（CH₂基团中C—H键的伸缩振动）、2960 cm^-1（CH₃基团中C—H键的伸缩振动）和3030 cm^-1（芳香环中C—H键的伸缩振动）处的吸光度A₂₉₃₀、A₂₉₆₀和A₃₀₃₀，根据校正系数进行计算。称取待测样品0.1000g（±0.0030g）于25ml玻璃瓶中，加入25.00ml四氯乙烯并放入磁子。将玻璃瓶放到磁力搅拌器上，搅拌至少30min（500rpm）。充分溶解后将样液移入25ml离心管中离心5min，用移液枪取上清液2.5ml于25ml比色管中，用四氯乙烯定容，混匀后于红外分光测油仪测定残油率。

表1.不同清洗方法下残油率的实验数据表

3. 结论

      经过前期的实验研究计划，基本完成了实验内容，通过设计实验探究不同清洗方法的效果，得到使用溶剂水洗-清洗剂清洗法，加入分散剂 DBSA 的情况下清洗效果较好，目前清洗后残油率可以达到1%以下，达到预期实验目标。但因实验误差，需对胜利油泥进行再次测试，进行分析。后期需要进行实验总结，撰写结题报告。

4. 现存问题

    1、基础理论知识不够，很难深入解释现象和机理 

    2、实验过程缺乏绿色化学思维，溶剂回收不理想。

参考文献

[1] 热依拉木·热夏提. 油田含油污泥处理技术 [J]. 化工设计通讯, 2018, 44(04): 39.

[2]Junyan Wang, Yun Bai, Guoqiang Ma, et al. Recent Advances in Separation and Recovery of Oil from Heavy Oil-solid Systems [J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2019, 38(01): 649-663.

[3] Hongyang Ren, Dianxia Hou, Shanyu Zhou, et al. Study on the Effect of Petroleum Components on the Elution of Oily Sludge by a Compound Biosurfactant [J]. Langmuir, 2022, 38, 6: 2026-2037.

[4]Duan Ming, Xiaodong Wang, Shenweng Fang, et al. Treatment of Daqing Oily Sludge by Thermochemical Cleaning Method [J]. Colloids & Surfaces A Physicochemical & Engineering Aspects, 2018, 554: 272-278. 

[5]Zhiyong Zhang, Han Li, Junjie Zhang, et al. Solidification of Oily Sludge [J]. Petroleum Science & Technology, 2018, 36(04): 1-7.

[6]Vanessa S Cerqueira, Emanuei B Hollenbach, Franciele Maboni Siqueire, et al. Biodegradation Potential of Oily Sludge by Pure and Mixed Bacterial Cultures [J]. Bioresource Technology, 2011, 102(23): 11003-11010.

[7]Cambiella, Jose Manuel Benito, Carmen Pazos, et al. Centrifugal Separation Efficiency in the Treatment of Waste Emulsified Oils [J]Chemical Engineering Research and Design, 2006, 84(01): 69-76.

[8]Vanessa S Cerqueura, Emanuel B Hollenbach, Franciele Maboni Siqueira, et al. Biodegradation Potential of Oily Sludge by Pure and Mixed Bacterial Cultures [J]. Bioresource Technology, 2011, 102(23): 11003-11010.

[9]Diego Ramirez, Chris, Collins, et al. Maximisation of Oil Recovery From an Oil-water Separator Sludge: Influence of Type, Concentration, and Application Ratio of Surfactants [J].Waste Management, 2018, 82: 100-110. 

[10]Dominik Kosior, Edwina Ngoo, Yuming Xu. Aggregates in Paraffinic Froth Treatment: Settling Properties and Structure [J]. Energy Fuels, 2018, 32: 8268−8276.

2022年4月 进行补充实验，测试油泥基础数据，重复测试胜利油泥相关数据。

2022年5月 整理实验数据，总结实验内容，撰写项目结题报告，预计2022年5月20日前结束项目。

      从选题、开题、实施、研究,到如今实验基本结束，马妍与高延同学积极主动地参与课题研究活动，能及时将自己的实验过程和情况反馈，与指导教师经常保持联系。该小组能较好地分工合作，基本达到研究目的，取得了比较好的研究结果，在项目实施过程中遵守实验室相关规章，并自觉维护实验室安全与卫生。项目经费使用合理，两位同学综合表现优异。