石油污染土壤清洗药剂筛选及脱附试验研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:moon818882003
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化学清洗是修复油田地区石油污染土壤的重要方法之一,其核心是与石油类污染物结构组成相匹配的清洗药剂的选择。针对不同油田污染土壤的油品组分构成,筛选出适宜的表面活性剂及配伍助剂,是提高油污土壤清洗修复效果的关键。本文根据辽河油田石油污染土壤的特点,采用人工模拟配制土壤与实际污染土壤相结合的实验方法,考察不同类型表面活性剂及与配伍助剂洗脱石油污染物效果及其影响因素的探究,筛选出某一特定石油组分污染土壤的高效清洗药剂;采用人工配制模拟辽河油田污染土壤,探究表面活性剂对石油污染物的解吸实验,为土壤石油污染物修复提供工艺参数及科学依据。研究主要内容和结果如下:(1)选取9种表面活性剂,对实际石油污染土壤进行清洗,筛选高效药剂,优化洗脱参数,并将阴-非表面活性剂混合复配清洗,考察清洗效果。结果表明,筛选出的SDBS、SYO-1、TX-100、AEO等药剂对石油类洗脱效果较好;增大表面活性剂浓度、升高清洗温度可提高石油洗脱率,延长搅拌时间和增加震荡强度可改善清洗效果;在得到最佳清洗工艺(温度65℃、时间60 min、强度500 r/min)下4种表面活性剂的清洗能力顺序是TX-100(0.25 wt%)>SYO-1(0.25 wt%)>AEO(0.75 wt%)>SDBS(0.25 wt%),SDBS和AEO复配具有协同增溶能力,且洗脱石油效果最好,洗脱率达到81.69%,比SDBS、AEO单独清洗分别提高了13.6%、8%。(2)选择表面活性剂最佳清洗条件,在清洗体系内添加助剂Na2CO3、Na2Si O3、Na OH,对实际油污土壤进行清洗,测定添加助剂前后溶液的表面张力,考察助剂对表面活性剂的助洗效果,分析增效原理;并分析石油不同族组分的洗脱率,考察助剂对石油不同组分的去除效果。结果表明:添加助剂有利于表面活性剂对石油的增溶,增效作用最好的助剂是Na2Si O3,与SDBS复配使用时增溶效果最突出,洗脱率提高了21.52%;石油组分中饱和烃和芳香烃较容易洗脱,最难洗脱的是胶质沥青质,Na2Si O3与SDBS复配可以脱附掉大量的胶质沥青质组分;加入助剂可使阴离子表面活性剂溶液体系的表面张力降低,进而提高了表面活性剂的增溶能力;而非离子表面活性剂溶液体系的表面张力变化不大,甚至在加入助剂后表面张力变大,主要靠“盐溶”作用使其更易形成胶束,增加了胶束个数,从而使洗脱率增加。(3)根据表面活性剂模拟解吸配制土壤中石油污染物的实验,分别选用一级动力学方程、双常数方程、抛物线扩散方程、Elovich方程拟合表面活性剂解吸石油污染物动力学曲线,拟合度由高到低是Elovich方程>双常数方程>抛物线方程>一级动力学方程。Elovich、及抛物线方程均能达极显著水平,其中以Elovich方程的拟合度最高,其相关系数为0.9860~0.9962,说明表面活性剂对石油在土壤中的解吸主要是以先快速后缓慢的非均质的颗粒扩散为主要控制步骤。
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