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。     

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.     

油基岩屑热脱附处理工艺参数优化

为了探究热脱附装置降低能耗的方法,对新疆油田某井油基岩屑热脱附处理工艺参数进行了研究。结果表明:在残渣的含油率≤2%的标准下,当加热温度、停留时间、油基岩屑固相含量这3个关键因素变量分别为350～550℃、35～55 min、60%～90%时,油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率能达到标准要求;在以上条件下,以能耗为考核指标,通过响应曲面法研究发现,单因素变量的交互项均对能耗影响显著;将加热温度由550℃降低至430℃时,停留时间由45 min降至40 min,能耗可节约17.47%,残渣的含油率0.3%;通过调整热脱附工艺参数,可在油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率达标的基础上,实现节能降耗。上述研究结果可为合理设置油基岩屑热脱附装置的运行工艺参数提供参考。     

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。     

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...     

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。     

PDMDAAC改性膨润土对石油类污染物脱附行为的研究

石油类污染是水体环境主要的污染源之一,并且石油是不可再生资源,用吸附法处理含有石油类污染的废水有较好的处理效果。膨润土是一种优良的吸附剂,对其进行改性能提高其吸附石油类污染物的性能。改性膨润土在在含油废水处理方面得到广泛的应用,但其对石油类污染物脱附行为的研究还较少。本实验考察了搅拌时间、搅拌速度、p H、温度和盐度的变化对饱和吸附含油废水的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)改性膨润土脱附行为的影响,并通过正交实验优化了最佳脱附条件:搅拌时间为25 min,搅拌速度为200 r/min,p H为3,温度为35℃,在此条件下,脱附率可达92.05%。在最佳脱附条件下使其再生,并和原土进行了比较,通过脱附动力学研究了其脱附的过程。结果表明,饱和吸附含油废水的PDMDAAC改性膨润土在最优条件下,脱附率可达92.05%,可以用来回收石油;再生得到的改性膨润土用于处理含油废水,去除率在82.84%左右,可以重复使用来处理含油废水;准二级脱附动力学能较好地描述脱附过程。旨在探索改性膨润土的吸附及脱附的规律,为膨润土用于含油废水处理奠定基础。     

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。     

微波催化氧化修复技术处理有机氯污染土壤

采用微波催化氧化修复技术处理常州某农药厂有机氯农药污染场地和南通某化工厂有机氯污染场地土壤,考察不同参数条件下实验装置对污染土壤的处理效能。结果表明,在微波功率18kW、微波辐射时间20min、土壤处理量400kg/h、土壤含水率15%、活性炭添加量0.03kg/kg的最佳条件下,实验装置运行稳定,有机氯农药污染土壤中氯丹去除率可达70%左右;有机氯污染土壤中邻二氯苯、石油烃总量、1,2-二氯乙烷、苯酚去除率分别可达到99.98%、91.29%、98.52%、74.74%。研发的污染土壤微波催化氧化修复技术及实验装置对有机氯污染土壤的修复具有一定的普适性。     

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。     

滩涂石油污染高级氧化修复技术

在模拟原沉积物弱碱性及含水率的条件下,分别研究了2种高级氧化反应体系:H_2O_2辅助加入催化剂Fe SO4或Fe2(SO4)3及Na2S2O8辅助加入催化剂Fe SO4或Ca O及热催化对污染滩涂沉积物中石油烃的去除效果及其影响因素。同时,还模拟研究了长江口潮汐作用对滩涂石油污染修复效果的影响。研究表明:H_2O_2与样品的质量投加比为0.05,FeSO4和Fe2(SO4)3与H_2O_2摩尔投加比均为0.1时,石油烃去除率分别达到48.9%和57.4%;Na2S2O8本身氧化能力较强,单一Na2S2O8与样品的质量比大于0.01时,石油烃去除率达到46%以上;而在Na2S2O8最佳投加比条件下,Fe SO4、Ca O与Na2S2O8摩尔比为0.05和0.9时,去除率分别达到60.4%和51.3%以上,同时最佳催化温度为50℃。潮汐作用对芬顿试剂氧化修复滩涂石油污染具有促进作用,而高浓度污染滩涂区域建议采用阻隔修复。     

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...     

电解液对直流电场处理石油污染土壤的影响

直流电场处理石油污染土壤技术是一种发展中的土壤修复技术,有诸多优点。在该修复过程中,电解液的成分、电解液p H值控制对通过土壤的电流、土壤含水率、土壤含油率产生了影响。直流电场处理中通过土壤的电流与电解液成分、电解液p H值、土壤电导率和土壤湿度等因素密切相关。采用直流电场处理石油污染土壤效果明显,最低石油去除率达到73.6%。当电解液为0.1 mol/L的Na2CO3时,通过调节p H值,可使通过土壤的电流达到1.6 A、土壤电导率达到0.9S/m。处理后阴极、阳极和中间3个位置的土壤含油率分别从0.4672%降到0.0696%、0.0684%、0.0625%,石油去除率达到了85.1%。     

石油烃污染土壤颗粒运动状态与脱附关系数值模拟

针对土壤中石油烃污染的脱附,采用计算模拟方法对污染土壤颗粒的运动状态与脱附关系进行了研究。结果表明,颗粒中污染物的脱附效果与其运动状态有关,脱附效果由低至高排序为颗粒静止直线运动螺旋运动,且颗粒做螺旋运动对污染物的脱附较其他运动状态更为均匀;螺旋运动的脱附效果与旋向无关,但与运动圈数有关,单位时间内螺旋运动的圈数越多,颗粒的脱附效果越好。基于上述结果,设计了一种管式涡流结构以期实现颗粒的螺旋运动,实现了土壤颗粒中石油烃污染物的强化脱附。利用Fluent模拟了不同管式涡流结构的流体流动形态及颗粒运动轨迹,发现螺旋叶片的旋向能够调控颗粒的运动旋向,螺旋叶片的导程能够调控颗粒的运动圈数。     

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。     

矿化垃圾修复石油污染土壤的影响因素及污染物的去除机制

利用矿化垃圾对石油污染土壤进行修复研究,以期在低成本、易操作、修复效果好的前提下达到以废治废的目的。分别研究了矿化垃圾与石油污染土壤的混合比例、土壤含盐量、含油量和含水率对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响,并通过3D-EEM(三维荧光)和GC-MS(气相-质谱)技术分析了体系石油污染物的去除特性。结果表明:矿化垃圾对石油污染土壤具有较好的修复效果,在矿化垃圾与石油污染土壤的混合比例为6:4、土壤不添加盐分、含油量为4%、含水率为30%的条件下,运行94 d后土壤中石油去除率最高可达58.61%;同时,基于3D-EEM分析发现土壤中石油类物质的荧光峰位置在处理前后均出现在Ex/Em=300 nm/330 nm处,其去除率为44.89%,表明矿化垃圾床对三环及其同系物和单环及其同系物的芳烃去除效果较好;另外,基于GC-MS技术分析得出,经矿化垃圾修复后,土壤中石油总去除率为66.57%,除正十八烷去除率(19.84%)较低外,其他烷烃的去除率均高于56.8%。     

有机污染土壤异位直接热脱附装置节能降耗方案

以异位直接热脱附技术的原理、适用范围、工艺流程、优缺点等为基础,建立了输入、输出能量平衡关系式并进行了热平衡计算;针对该工艺能耗过高的问题,分析了系统各部分能耗,提出了节能降耗方案。通过烟气热回用装置,将二燃室后高温烟气余热能量经循环管道输送给土壤预干燥装置,将有机污染土壤含水率降低,从而减少系统总能耗。结果表明:经过热力计算,土壤水分预干燥量越大,系统节能效果越好;烟气余热足够用于土壤预干燥减少17%左右土壤水分的要求。通过土壤预干燥装置将土壤水分从20%降低到15%,可使直接热脱附装置降低能耗20%以上。     

土壤粒径及有机质对多溴二苯醚热脱附的影响

在实验室条件下,研究了土壤粒径与土壤有机质含量对多溴二苯醚(PBDEs)热脱附的影响,以期为PBDEs污染土壤热脱附修复提供理论依据。实验结果表明,300℃停留30 min条件下,粒径为<75、75～125、125～250、250～425和425～850μm的土壤中PBDEs去除率分别为49.53%、73.88%、79.39%、83.56%和87.09%,PBDEs总去除率随粒径的增大而增大,土壤BDE209较BDE206、BDE207和BDE208更易于脱除。此外,温度低于450℃时,H2O2氧化部分去除有机质后土壤中PBDEs的去除率较原土高;表明,土壤有机质可能抑制土壤中PBDEs的热脱附。     

有机污染黏壤土热脱附后热导率的变化特性

为探究有机污染土壤热脱附后热导率的变化特性,采集了苏州市某原位热脱附修复场地编号为G01、G06和G09的示范区域深度为0～3 m的土壤(系黏壤土),并利用实验室的小型热脱附装置在350℃的条件下对污染土壤试样进行了1h热脱附;对其热脱附前后的粒径分布以及热脱附后的化学组成(矿物质和有机质的质量分数)进行了表征,并用探针式导热仪测试了其热导率.结果表明,在高温热脱附处理过程中,土壤颗粒的团聚作用比破碎作用更强,导致热脱附后土壤粒径增大;当密度、含水率和温度等条件保持一致时,热脱附后土壤的热导率较场地原位测试时无显著变化,平均值在1.4～1.5W·(m·℃)-1;随温度升高或干密度增大,土壤热导率均增大,且干密度对热导率的影响比温度更加显著.此外,3个采样区域的土壤热导率呈现一定的差异,其中,G06区域的热导率最大而G01区域最小,最多相差0.055W·(m·℃)-1,这主要是由不同区域土壤中矿物质(其热导率是有机质的3倍以上)质量分数的变化所致.本研究结果可为实际热修复场地的地层温升预测提供参考.     

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。