超聲輔助-表面活性劑清洗重度石油污染土壤.pdf

1、石油作為一種重要的資源,在被人們不斷開采利用的同時(shí),也給土壤環(huán)境帶來越來越多的污染。石油烴類物質(zhì)多屬于疏水性有機(jī)物,在水相中的溶解度較小,能長時(shí)間地停留在土壤環(huán)境中,既破壞了土壤結(jié)構(gòu)和功能,又成為地表水和地下水的長期污染源。此外,石油類污染物的疏水特性,也嚴(yán)重制約了微生物對(duì)其的降解作用和其他修復(fù)工作的進(jìn)行。因此,增加疏水性石油烴類污染物的溶解性,使其從土壤中轉(zhuǎn)移到水相中,是石油污染土壤修復(fù)的重要環(huán)節(jié)之一。
　　 表面活性劑是一類

2、具有兩親性質(zhì)的特殊物質(zhì),能通過膠束的分配作用和改變界面張力顯著增加疏水性有機(jī)物在水中的溶解度。利用這一性質(zhì),使用表面活性劑溶液對(duì)石油污染土壤進(jìn)行清洗處理,已經(jīng)成為一種有前途修復(fù)方式,并受到廣泛關(guān)注。
　　 本論文的工作主要分為兩部分,實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和裝置中試試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)主要選取了幾種陰離子和非離子表面活性劑,對(duì)勝利油田重度石油污染土壤進(jìn)行清洗處理,考察了不同表面活性劑組合比例和濃度、助劑濃度、溫度等條件參數(shù)對(duì)石油烴類污染物去除效

3、果的影響。裝置中試試驗(yàn)主要是設(shè)計(jì)制造一種裝置,并進(jìn)行了一系列對(duì)實(shí)際修復(fù)參數(shù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn),為實(shí)際的工程修復(fù)奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果歸納如下:
　　 實(shí)驗(yàn)表明,在使用常用表面活性劑對(duì)污染土壤進(jìn)行化學(xué)熱清洗處理時(shí),最優(yōu)去除率為76.31％,其反應(yīng)條件是:SDS質(zhì)量濃度為1.0g／L,TW20質(zhì)量濃度為1.0g／L,助劑Na2SiO3質(zhì)量濃度為6g／L,固液比是1g／20 mL,磁力攪拌并75℃水浴加熱

4、1h,去除率為76.31％,三次清洗一共去除掉84.77％的石油污染物,使污染土壤中TPH含量從32.16％下降到4.89％。洗滌污水回用實(shí)驗(yàn)表明:洗滌污水中仍含有有效清洗成分,對(duì)石油烴類污染物仍然具有一定的清洗效果；污水回用既可以降低清洗成本,又可以減少廢水排放,降低對(duì)環(huán)境的污染。
　　 本文還考察了在不同溫度下超聲和攪拌對(duì)石油污染土壤樣品的清洗效果,結(jié)果顯示超聲輔助清洗能顯著提高清洗效果,原理是基于超聲波清洗的空化作用,使液

5、體中壓力變化而迅速形成無數(shù)微小的真空泡并迅速內(nèi)爆,瞬間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖激能,破壞石油烴類物質(zhì)和土壤的結(jié)合,使之容易脫附。
　　 中試試驗(yàn)證明,自行設(shè)計(jì)制造的中試試驗(yàn)裝置對(duì)石油污染土壤確實(shí)有很好的清洗效果,達(dá)到對(duì)土壤中石油進(jìn)行脫附并回收的目的。最佳清洗條件為:LAS質(zhì)量濃度為2.4g／L,TX100質(zhì)量濃度為0.6g／L,助劑Na2SiO3質(zhì)量濃度為5g／L,固液比為1 g／20 mL,75℃加熱條件下超聲30 min,攪拌60 m

6、in,去除率為65.80％,使污染土壤中TPH含量從18.59％下降到6.36％,接下來就可以對(duì)土壤進(jìn)行生物修復(fù)的工作。
　　 紅外光譜分析和紫外可見吸收光譜分析的結(jié)果表明,表面活性劑-化學(xué)熱清洗石油污染土壤樣品,對(duì)石油烴的四種極性組分均具有一定的清洗效果；該中試試驗(yàn)的清洗效果也已經(jīng)達(dá)到中試試驗(yàn)要求,明顯降低了重度石油污染土壤中的石油烴類污染物,驗(yàn)證了本論文建立清洗方法的可靠性及自行設(shè)計(jì)制造中試試驗(yàn)裝置的可行性,為實(shí)際的工程修復(fù)