用于修复石油烃类污染土壤的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于修复石油烃类污染土壤的方法，它包括：在干燥的石油烃类污染土壤中加入去离子水混合均匀并静置、密封；在石油烃类土污染壤中加入木炭与石墨以及K3[Fe(C2O4)3]

【技术实现步骤摘要】
用于修复石油烃类污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及土壤修复
，具体地说是一种用于修复石油烃类污染土壤的方法。

技术介绍

[0002]土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，具有维持系统生态平衡的自动调节功能。随着高强度的社会生产和工业发展，对土地资源的不合理处置和随意排放危害物导致了土壤质量的急剧恶化，此外城市规划、布局调整、“进二退三”等措施实施，致使大量化工厂、钢铁厂、炼油厂等搬迁至工业区和郊区，从而遗留了大量污染场地，这些被污染的土壤就如同一个个“毒瘤”，危害着周边地区人类身体健康及环境安全，也使其二次开发隐患重重，因此土壤修复成为国内外环境修复领域研究热点之一。近年来随着城市化和工业化的加速，石油烃类污染土壤近年来受到越来越多的关注。污染土壤中石油烃主要来源储油罐和输油管道泄露，石油意外溢出、人为疏忽或故意排放等。土壤中石油烃不仅具有毒性和致死性，而且会阻碍或降低植物对水和矿物质盐的摄入量，阻塞植物气孔，导致植物生长发育受阻，此外石油烃也会导致土壤孔隙阻塞、影响土壤的物化性质、若渗透到地下水同时会危害饮用水水质安全。石油烃可被土壤有机质强烈吸附并包裹在土壤矿物中，各种微生物和植物残体等会影响石油烃的传质过程，这使得石油烃很难从土壤中分离出来，这种污染具有长期性，且修复过程十分困难，因此，寻求高效可推广的石油烃类污染土壤的修复方法迫在眉睫。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于修复石油烃类污染土壤的方法，采用该能够有效去除污染土壤中石油烃类有机污染物，较好地恢复污染土壤的活性，且该方法成本低廉，二次污染风险较低，适用于有机类污染土壤的修复。
[0004]按照本专利技术提供的技术方案，所述用于修复石油烃类污染土壤的方法，该方法包括以下步骤：
[0005]步骤1、在干燥的石油烃类污染土壤中加入去离子水混合均匀，使石油烃类土污染壤含水率增至15％～25％，将混合后的石油烃类土污染壤在18～28℃温度条件下静置于室内并密封48～72小时；
[0006]步骤2、在石油烃类土污染壤中加入木炭与石墨以及K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O或者Ca(OH)2中的一种后搅拌均匀，形成污染土壤混合物，在污染土壤混合物中，木炭与石墨一起所占的质量分数为10％～15％，K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O或者Ca(OH)2所占的质量分数为0.5％～1.5％，其余为石油烃类土污染壤；
[0007]步骤3、将污染土壤混合物置于管式炉，管式炉进行升温，将污染土壤混合物温度提升至400～500℃后进行20～40min热脱附，热脱附期间通入载气气流，载气气流的通入量控制在200～300ml/min，载气气流的成分为体积浓度为10％～21％的O2以及90％～79％的
N2，热脱附结束后进行冷却，冷却结束得到修复后的土壤。
[0008]作为优选，在步骤1之前还设有石油烃类污染土壤预处理步骤，具体为：首先，在石油烃类污染土壤中加入体积分数为10％～20％H2O2溶液并搅拌均匀，石油烃类污染土壤与H2O2溶液的质量配比为15～25:1；然后，将石油烃类污染土壤于60～90℃水浴中加热氧化10～30min，直至无明显气泡产生，期间需不断搅拌土样；加热氧化完成后，石油烃类污染土壤冷却至15～28℃再进行自然风干；最后，将石油烃类污染土壤在400～600℃的马弗炉中灼烧8～16h。
[0009]作为优选，步骤2中，木炭与石墨的质量配比为1～5:1。
[0010]作为优选，步骤2中，在石油烃类土污染壤中加入木炭与石墨以及K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O或者Ca(OH)2中的一种后搅拌5～10min，形成污染土壤混合物。
[0011]作为优选，步骤3中，将污染土壤混合物置于管式炉后，先用N2气流吹扫污染土壤混合物20～40min，吹扫完成后管式炉以5～25℃/min的速度进行升温。
[0012]通过步骤1，可以确保去离子水水分在石油烃类污染土壤中充分扩散分配。其原理是：强极性的水分子将占据吸附在石油烃类污染土壤表层的石油烃分子的吸附点位，使得石油烃在热脱附过程中更易从土壤表层脱附，从而提高脱附效率。
[0013]在步骤2中，在石油烃类土污染壤中加入木炭与石墨的作用是：
①
木炭和石墨都具有极强的导热性，可加强热脱附过程中的传热效率，特别是热脱附起始阶段，提高热脱附效率；
②
木炭作为石油烃热分解气相态的吸附剂且与土壤充分混合，作为燃烧热源为热脱附过程补充热量，减少外部热量供给，减少二次污染物产生。
[0014]在步骤2中，在石油烃类土污染壤中加入K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O或者Ca(OH)2的作用是：
①
K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O中的K
+
、Fe
3+
或碱基中的Ca
2+
是良好的土壤胶合剂，可使土壤疏松，促进土壤的结构变化，从而改善土壤热脱附过程中的板结状况，从而增加传质过程；
②
在络合物配位键或碱基及高温作用下，石油烃会发生热催化加氢断链的现象，部分高分子量烷烃会加氢裂化生成分子量较小的烷烃而进行降解，从而增加了热脱附最终去除率；
③
高温热脱附形成的最终土壤中留存有Fe
3+
或Ca
2+
，使得样本的岩土系数有所增强，具有用于建筑施工的潜力；K
+
还可作为土壤营养剂的存在，于后续添加相应有机物便能实现资源再生。
[0015]步骤3中，用N2气流吹扫污染土壤混合物，可以使得污染土壤混合物更松散，便于后续处理时受热更均匀。
[0016]在步骤3的热脱附期间通入的载气气流，可以提高污染物的挥发速率从而提高热脱附效率。
[0017]石油烃类污染土壤预处理步骤中，在石油烃类污染土壤中加入体积分数为10％～20％H2O2溶液，初步去除部分易于氧化的有机质；将石油烃类污染土壤于60～90℃水浴中加热氧化，可以进一步氧化去除有机质。
[0018]有机质的去除，使土壤微孔吸附的量减少且具有较多的吸附位；有机质的去除，后续热脱附过程中减少有机质分解对热能的需求。
[0019]故有机质去除的增益效果为：增强相同时间内的脱附效率并减短热脱附时间，从而有效地减少热脱附能源成本。
[0020]采用本专利技术的方法该能够有效去除污染土壤中石油烃类有机污染物，较好地恢复
污染土壤的活性，且该方法成本低廉，二次污染风险较低。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0022]实施例1
[0023]一种用于修复石油烃类污染土壤的方法，该方法包括以下步骤：
[0024]步骤1：首先，在石油烃类污染土壤中加入体积分数为20％H2O2溶液并搅拌均匀，石油烃类污染土壤与H2O2溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于修复石油烃类污染土壤的方法，其特征是该方法包括以下步骤：步骤1、在干燥的石油烃类污染土壤中加入去离子水混合均匀，使石油烃类土污染壤含水率增至15%~25%，将混合后的石油烃类土污染壤在18~28℃温度条件下静置于室内并密封48~72小时；步骤2、在石油烃类土污染壤中加入木炭与石墨以及K3[Fe(C2O4)3]
•
3H2O或者Ca(OH)2中的一种后搅拌均匀，形成污染土壤混合物，在污染土壤混合物中，木炭与石墨一起所占的质量分数为10%~15%，K3[Fe(C2O4)3]
•
3H2O或者Ca(OH)2所占的质量分数为0.5%~1.5%，其余为石油烃类土污染壤；步骤3、将污染土壤混合物置于管式炉，管式炉进行升温，将污染土壤混合物温度提升至400~500℃后进行20~40min热脱附，热脱附期间通入载气气流，载气气流的通入量控制在200~300ml/min，载气气流的成分为体积浓度为10%~21%的O2以及90%~79%的N2，热脱附结束后进行冷却，冷却结束得到修复后的土壤。2.如权利要求1所述的用于修复石油烃类污染土壤的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平岳，滕玉婷，徐东骏，黄求实，赵啸，胡青龙，陈星宇，黄钰轩，
申请(专利权)人：无锡市政设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：