重金属污染土壤旋流洗脱设备的设计及性能评估

针对高浓度重金属污染土壤,尤其是污染负荷较高的黏土土壤,传统的物化方法难以实现其高效的洗脱。利用旋流场中土壤颗粒高速自转/公转,实现土壤颗粒污染物的强化快速脱附。土壤旋流洗脱实验分为旋流器的分离性能和单一/复合污染物的脱附性能2部分。在土壤-水体系下,旋流器的最优操作条件为:进口流量0.7 m~3·h~(-1),分流比0.12,固液比为1:20。对于Pb污染物,底流脱附效率均能达到近85%,溢流也能够达到70%,对于Cu污染物,底流和溢流脱附均能达到90%左右。对于Cr(Ⅵ)污染物,底流脱附最高能达到60%左右,但溢流洗脱效率极低。复合污染能够在单次通过后脱除Pb、Cu、Cr(Ⅵ)等多种重金属污染,且洗脱效果与单一污染洗脱时基本一致。对实际的场地修复具有指导意义。     

热脱附技术在修复石油烃污染土壤中的应用研究

采用热脱附技术处理实际石油烃污染土壤,考察影响热脱附效率的影响因素,并结合工程实际,初步确定热脱附技术的最优工艺参数.实验结果表明,热脱附技术可有效修复石油烃污染土壤,其中加热温度、停留时间是影响修复效果的关键因素.相同热脱附条件下,石油烃组分相对分子质量越大,饱和蒸气压越低,与土壤有机质结合能力越强,越不易脱附.当加...     

载气含氧量及污染物浓度对土壤石油烃热脱附效率的影响

石油烃(TPHs)在土壤中难以降解,并具有生物毒性,异位热脱附(ESTD)在修复石油烃污染土壤方面极具应用潜力。采用实验室模拟异位热脱附装置,研究了热脱附载气含氧量及土壤石油烃污染浓度对可萃取石油烃(EPHs)中柴油段(DRO)和重油段(ORO)的5种组分去除率的影响。结果表明:在初始浓度为5 000～20 000mg·kg~(-1)时,在20 min内的脱附率均不超过50%;当初始浓度增加到40 000 mg·kg~(-1)、脱附时间为20 min时脱附率可以达到68.2%。热脱附时间为50 min时,40 000 mg·kg~(-1)污染土壤的残余浓度为407.1 mg·kg~(-1)。DOR组分相同时间的脱附率随污染浓度的升高而升高,ORO组分在50 min之内不能完全脱附,脱附率随着污染物浓度上升会出现先增大后减小的趋势。在250℃时,DRO中3个组分的去除率均随着气氛含氧量的增加而呈现明显的增长趋势。在400℃条件下,ORO中2个组分分别在含氧量为12%和15%时达到最高的去除率。本研究结果可为ESTD技术修复不同浓度的石油烃污染土壤的工程设计参数提供参考。     

油浸泥土热脱附修复小试实验条件的探索

针对油浸泥土中石油烃去除机制不清的问题,利用自制热解炉小试装置,研究了不同条件下油浸泥土中石油烃的处理效果,通过调节加热温度、时间、初始含油率和初始含水率等参数,模拟油浸泥土热脱附过程。结果表明:利用小试装置,当初始含油率为11.3%、初始含水率为20%时,热脱附温度300°C、热脱附时间4 h为最佳处理工艺,处理后油浸泥土中的含油率可降低至0.7%,远低于《油气田含油污泥综合利用污染控制要求》(DB 65/T 3998-2017)中2%的修复标准,石油烃的去除率可达到93.8%;在常见油浸泥土含水率20%及最佳处理工艺下,随着初始含油率的升高,热脱附处理后的固相含油率逐渐升高,但石油烃去除率基本保持不变。适中的油浸泥土含水率有利于热脱附处理,最佳初始含水率为10%～20%。     

氯苯污染土壤低温原位热脱附修复

为了考察低温原位热脱附技术对土壤中氯苯的修复效果,以土壤中氯苯为目标污染物,控制热脱附设备设定温度、土壤粒径、土壤含水率,对不同条件下土壤中的氯苯进行测定分析,研究其对热脱附效果的影响。结果表明:原位热脱附过程中土壤温度变化以加热棒为中心,随着距离增加而呈现时间和空间上的滞后效应;原位热脱附设定温度越高,土壤修复效果越好,当土壤设定温度为100℃时,90%土壤样品氯苯去除率达99%以上,与设定温度130℃修复效果相当;土壤粒径越小,其比表面积大,对污染物吸附效率越高,所需热脱附时间越长;含水率影响氯苯在土壤中的挥发速率、有效孔隙率和透气率,含水率过高或过低都不利于氯苯污染土壤原位热脱附修复。热脱附设备设定温度、土壤粒径、土壤含水率对低温原位热脱附技术去除土壤中氯苯的效果具有较大的影响。     

超声波净化石油污染土壤实验研究

为研究超声波技术处理石油污染土壤的影响因素,选取了土壤含油量、土水比、土壤类型、超声处理时间和超声功率5个因素进行了具有交互作用的正交实验,并讨论了各因素对土壤中石油污染物清除率的影响。实验结果表明超声波对土壤中石油污染物的净化效果明显,总石油烃(TPH)的清除率在23.0%到77.3%之间,土壤类型对净化效果的影响最为显著,粘土中的TPH清除率显著低于砂土。由超声空化引起的解吸作用和真空抽滤是实验过程中土壤TPH减少的主要途径。研究结果表明超声波技术用于石油污染土壤修复是可行并且有效果的。     

表面活性剂CMC对石油烃污染土壤的增溶

研究了表面活性剂羧甲基纤维素钠(carboxyl methyl cellulose,CMC)对土壤中石油污染物的增溶作用。通过批实验,对比研究了CMC和十二烷基苯磺酸钠SDBS 2种表面活性剂的增溶效果,探究了CMC浓度、pH、盐度及回用次数对土壤中石油烃增溶效果的影响。研究结果表明,当CMC浓度为0.5%,增溶时间为24 h时,对TPHs浓度为17 695 mg·kg~(-1)的污染土样,TPHs洗脱率高达60%以上。碱性环境有利于石油烃的洗脱,酸性体系会抑制石油烃的洗脱;增溶作用随盐度的增大而显著增大。在利用CMC对污染土壤进行增溶洗脱时,对于TPHs高浓度污染土壤,可以选择将其洗脱液回用1次或者2次;对于TPHs较低浓度污染土壤,可以选择将其洗脱液回用于较高浓度的污染土壤。     

基于超声波-微波耦合效应的石油烃类污染土壤的热脱附规律与参数优化

以邻二甲苯为石油烃类污染物代表,以污染土壤质量的减少量以及冷凝液质量的增加量表征土壤污染物的平均脱附效率,研究了微波-超声波耦合热源处理石油烃类污染土壤的脱附规律。结果表明,在超声波功率恒定(800 W)情况下,增大微波功率(从200 W增到400 W),能显著提升装置内反应温度(从128.3℃增到270.1℃),显示了微波较强的热效应;在微波功率恒定(350 W)情况下,增大超声波功率(从600 W增到1 400 W),对装置升温效果影响不明显(从169.4℃增加到187.9℃),表明了超声波较弱的热效应。超声波/微波耦合热源修复壤土的最优工艺参数为土水比20∶1、超声波功率800 W、微波功率350 W、辐照10 min,相应的最高污染物平均脱附率为77.28%,处理效果优于单热源条件。对于不同的土壤粒径及有机质含量,不同类型土壤的平均脱附率排序为砂土(88.36%)壤土(64.29%)黏土(52.61%);综合考虑土壤介电损耗因子、土壤比热容、土壤通透性影响的结果,土水比最优值设为10∶1;综合考虑土壤颗粒单层吸附/多层吸附作用的结果,土壤污染物浓度最优值为8%(砂土)、4%(壤土、黏土)。     

土壤修复的热脱附技术特征尾气模块化处理工艺研究进展

污染土壤热脱附修复后,尾气处理是不可忽视的重要环节.论述了热脱附技术特征尾气模块化处理工艺的总体概况,探讨了污染物、土壤性质和处理工艺等对尾气处理工艺的影响,总结了针对4类污染物的典型热脱附技术特征尾气模块化处理工艺,并对催化氧化、非热等离子体、高能电晕等新兴模块进行了简介.最后提出了热脱附技术特征尾气模块化处理工艺的...     

异位热脱附技术与设备在我国污染场地修复工程中的应用

异位热脱附技术具有污染物去除率高、修复周期短、普适性强等显著优势,是目前修复有机污染土壤最有效的技术之一。通过资料、文献查阅及现场调研,梳理了异位热脱附技术及设备在国内外的研究现状及在我国的应用发展历程,结合工程案例,分析了典型直接热脱附设备、间接热脱附设备的工艺技术路线,进而提出开展实际污染场地修复时的设备选择建议,以及热脱附技术的理论研究和设备发展方向,为我国有机污染土壤异位热脱附修复技术的推广和应用提供参考。     

典型禾本科植物对石油污染土壤的修复作用

石油类污染物对土壤生态系统的结构与功能造成了较为严重的破坏,影响植物的生长,甚至直接影响到人类健康。选择典型禾本科植物-高粱和玉米,通过盆栽实验,种植于模拟石油污染的土壤中,植物成熟收割后,通过测定土壤中总石油烃的含量,植物体中多环芳烃和直链烷烃的含量,研究高粱和玉米对石油污染土壤的修复作用。结果显示:在种植高粱、玉米后,土壤中总石油烃含量明显降低,并且在收获的高粱、玉米植物体中直链烷烃和多环芳烃含量明显高于空白对照组(未检出)。说明高粱、玉米对石油烃具有一定的去除作用,且高粱对土壤中石油烃的去除作用高于玉米;高粱、玉米对土壤中的多环芳烃和直链烷烃具有一定的积累与富集作用。     

原地异位建堆热脱附技术和设备在石油污染土壤修复中的应用

利用杰瑞环保科技有限公司自主研发生产的原地异位建堆热脱附设备对新疆某地区506 t石油污染土壤进行了修复处理实验,并在此基础上探讨了原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域应用的相关技术问题。通过温度场模拟,为设备投入及修复堆体的搭建提供了参考数据;通过项目现场温升曲线,分析了升温效率与物料属性的关系。结果表明,含水率越低的物料升温速率越快。此外,通过对设备投入、石油污染土壤修复效果、修复过程运行能耗等方面进行综合分析,评估了原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域的有效性和实用性。本研究可为原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域的工业化应用提供参考。     

原位电热脱附技术在某有机污染场地修复中的应用效果

以某退役化学试剂厂土壤及地下水中氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、苯、氯苯为目标污染物,基于电热脱附技术开展了中试规模的修复研究。结果表明:经电热脱附处理后,土壤中氯乙烯、氯苯的平均去除率分别达到100%、99%,均低于北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》中污染场地(住宅用地)中土壤筛选值;地下水中氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、苯、氯苯的平均去除率分别为90.5%、93.5%、96.4%、99.3%。此外,加热井设计间距对土壤温度变化有明显影响,间距为3.0 m的加热井布设方案下的升温时间短且升温效果好,优于间距为4.0 m的加热井布设方案,但两者均可达到去除污染物的目标;加热边界有效热传递范围可达2.0 m;止水帷幕与加热边界的最佳间距至少为3.0 m;目标温度越高,热脱附时间越长,热脱附效率则越高。同时,还讨论了土壤含水率及渗透性等因素对脱附效果的影响。电热脱附技术对修复氯代烃类有机物污染场地具有良好的效果,可进行大规模的工程应用。     

绝缘油污染土壤微波热脱附的影响因素

为探究绝缘油污染土壤微波热脱附的影响条件,考察了温度、停留时间、土壤含水率、污染物初始浓度和微波功率对土壤中绝缘油去除效果的影响.结果表明,温度和停留时间显著影响土壤中绝缘油的去除率,在400℃、微波处理时间5 min的条件下,土壤中绝缘油的去除率为98.6％.当土壤含水率为5％时,土壤中绝缘油的去除率达到最佳.在微波处理15 min内,土壤中绝缘油的去除率随着绝缘油初始浓度的升高逐渐降低.微波功率越高,土壤中绝缘油的微波热脱附效率越高,综合考虑能耗和去除率,微波功率为1 000 W时较优.绝缘油污染土壤微波热脱附机理研究表明,脂肪烃主要通过蒸汽蒸馏和热解吸两种方式从土壤中脱除.本研究结果可为高浓度绝缘油污染土壤微波热脱附技术应用提供参考.     

热强化气相抽提法修复半挥发性石油烃污染土壤的影响因素

热强化气相抽提技术(T-SVE)在修复半挥发性石油烃污染土壤方面极具应用潜力。本文基于实验室模拟T-SVE装置,研究了加热温度及土壤含水量、有机质对4种半挥发性石油烃(正十三烷、正十四烷、正十五烷和正十六烷)去除效率的影响,并对石油烃去除动力学进行了拟合。结果表明,温度决定性地影响了石油烃污染土壤的修复效率,污染土壤残留率与加热温度基本呈反比。石油烃去除过程符合Elovich和Freundlich热脱附动力学方程。加热温度为140℃时,土壤含水量(5%~30%)的增加降低了石油烃去除效率;当温度上升到180℃,石油烃去除率在土壤含水量5%~20%时也表现出降低趋势,但在土壤含水量为30%时反而达到最高值。土壤有机质含量增加明显降低了石油烃去除率,尤其对于辛醇-水分配系数值高的石油烃;当加热温度从140℃升高到220℃,土壤有机质对石油烃污染去除的限制明显降低。实验获得结果可为T-SVE技术修复石油烃污染的工程设计提供参考。     

表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤

为了优化表面活性剂清洗处理重度石油污染土壤的方法和具体洗脱条件参数，采集山东省东营市胜利油田污染土壤，研究了阴离子-非离子混合表面活性剂对该土壤中石油类污染物的去除效果。应用化学热洗原理，主要考查了表面活性剂配比、投加量、清洗温度及清洗助剂对去除效果的影响。实验得到的清洗处理最佳条件为：使用LAS与TX-100质量比为8∶2的组合表面活性剂，总表面活性剂浓度为3 g/L，助剂硅酸钠浓度为5 g/L，75℃条件下搅拌1 h。清洗后土壤含油量从20%下降到4.6%，去除率达到76.9%。废水回用实验表明，清洗处理的废水对土壤中石油烃类物质仍有一定的去除效果。废水回用比从30%到100%时，对土壤中石油烃的去除率都可达到55%以上。对废水进行二次回用时仍能去除18.8%的污染物。     

石油污染含水层介质表面活性剂脱附净化效应

通过批式振荡及溶出模拟实验研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、吐温80(TW80)及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)对石油污染含水层介质的脱附净化效果,考察了振荡时间、SDS浓度、脱附净化流程等对污染物净化效率的影响。结果表明:SDS对石油污染的脱附净化效果优于TW80及AES,适宜的振荡时间为3 h,适宜的SDS浓度为4.0 g·L~(-1);脱附净化流程实验证实,按照流程3(首先采用去离子水脱附,然后采用4.0 g·L~(-1)的SDS溶液进行脱附,最后采用去离子水脱附)进行脱附净化后,污染物溶出浓度最低,推荐流程3作为适宜的脱附净化流程。经上述推荐的实验条件处理后,含水层介质溶出模拟实验中TPH浓度降低了99%以上,接近地下水质量标准Ⅳ类限值;苯浓度降低超过了87%,低于地下水质量标准Ⅳ类限值,污染含水层环境及人体健康风险大大降低。基于SDS的脱附净化技术是一种有工程应用前景的石油污染含水层介质修复技术。     

不同处理条件对石油污染土壤植物修复的影响

针对石油烃植物修复过程中的主要影响因素,研究了不同植物种类、不同土壤调理剂和菌剂使用等不同条件对土壤中石油烃植物修复效果的影响.结果表明,不同种类的植物修复可使总石油烃的年降解率达到37.8％ ～ 73.98％,其中大豆和碱蓬具有较好的修复效果;3种不同土壤调理剂对石油烃污染土壤修复的效果为商业添加剂＞牛粪＞蛭石;先微生物修复后种植植物的处理要优于单独的微生物修复及微生物、植物修复同步进行的处理.     

包气带土壤对石油烃的截留作用研究

包气带土壤对地表污染物的截留作用是地下水免受污染的一道天然屏障.土壤截留污染物的能力对地下水石油烃污染的治理起着关键作用,在对实际污染场地进行调查研究的基础上,采用土柱淋滤、吸附/解吸、石油挥发等室内模拟实验,研究包气带土壤对石油烃的截留作用及其影响因素.结果表明,细砂、中砂和粗砂3种土壤对石油烃的截留率分别为81.0...     

石油烃对翅碱蓬生理特性的影响及植物-微生物联合降解

通过盆栽实验,测定在低浓度石油烃浓度下翅碱蓬的生长生理指标及沉积物和翅碱蓬中石油烃含量的变化,研究石油烃对翅碱蓬生理特性和抗氧化酶系统的影响及植物-微生物联合修复效果。结果表明,翅碱蓬抗氧化酶能够快速提高活性来抵御逆境,植株还可通过增加其叶绿素含量等来适应或补偿逆境造成的损失。同时还发现,当植物处于石油烃污染沉积物时,它体内污染物的分布会与自然情况下有所不同,自然情况下分布为茎>叶>根,受污染时分布为根>茎>叶,该结果可以作为判断沉积物是否受到污染的依据。实验的不同处理(加植物加菌组、只加菌未种植物组、种植物未加菌组)去除率分别为70.87%、63.66%和60.26%,翅碱蓬-降解菌处理的沉积物中石油烃残留浓度最低、去除量最高,表明植物-微生物联合作用更有利于石油烃污染沉积物的修复。