CN102698402B - 一种臭氧对路面漏油中丁酸的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种臭氧对路面漏油中丁酸的处理方法，在臭氧水溶液pH值10~12、丁酸温度20℃~30℃、紫外光条件下，利用臭氧溶于水生成的具有强氧化性的羟基自由基氧化分解丁酸，根据反应方程式计算臭氧水溶液的量，并针对漏油厚度和面积灵活设计不同的清洗方案，反应最终产物为水和二氧化碳，不会长期残留在路面上，从而保持路面摩擦系数，实现了对路面漏油的高效、无污染清洗，减少车辆打滑事故。

Description

一种臭氧对路面漏油中丁酸的处理方法
技术领域
本发明涉及一种路面漏油的臭氧处理方法，特别是针对油脂中的重要组成部分丁酸的臭氧处理，属于道路交通车辆行驶安全技术领域。
背景技术
近年来随着社会的发展，公路运输业日益繁荣，由运输货品油泄露引发的问题日益严重，特别是由路面漏油引起的车辆打滑事故频发，每年由于路面漏油引起的事故多达几十起，由于日常生活的需要，货品油主要包括石油，动、植物油等，这些油不溶于水、不易挥发，稳定性强，通常很难处理，一旦发生泄露会使路面的摩擦系数急剧下降，如果不及时处理，会引起车辆打滑相撞，交通拥堵，甚至燃烧爆炸等大型事故，对人们的生活危害极大，丁酸（C4H8O2）是脂肪酸，在动物脂肪和植物油中以丁酸酯形式存在，常温下呈无色至浅黄色透明油状液体。
文献“王庆国.高压水射流在我国隧、桥维护中的应用[J].中国安全科学学报，1999.z1”介绍了一种路面油污高压水射流清洗方法，该方法利用高压水发生设备产生的高压水，从而使喷嘴将压力转变为高度聚集的水射流流动，实现清洗工作。该方法对设备要求很高，且不能与油污反应，清洗后的水里仍然含有油污，并未得到清洁作用，残留油污中的丁酸还会被空气氧化继续腐败污染环境。
发明内容
为了克服现有技术对丁酸的处理不完全、存在严重污染的缺陷，本发明提出了一种丁酸的臭氧处理方法，该方法利用臭氧溶于水生成的具有强氧化性的羟基自由基，将丁酸氧化分解，产物易溶于水，便于清洗，不会长期残留在路面上，从而保持路面摩擦系数，降低引起打滑的可能性，对环境危害小。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案：一种臭氧对路面漏油中丁酸的处理方法，其特点是包括以下步骤：
1、将臭氧通入水中产生具有强氧化性的羟基自由基，得到反应方程式： 
式中：
HO2：超氧化氢
·OH：羟基自由基
在臭氧水溶液pH值10~12、丁酸温度20℃~30℃、紫外光条件下得到羟基自由基与丁酸的反应方程式：
式中：
C4H8O2：丁酸
羟基自由基具有强氧化性，可将丁酸最终氧化为水和二氧化碳，不会降低路面摩擦系数；
2、根据反应方程建立两个关系式：
（a）2摩尔臭氧溶于水产生1摩尔羟基自由基；
（b）氧化1摩尔丁酸需要4摩尔羟基自由基；
根据以上两个关系式可以推导出氧化1摩尔丁酸需要耗费8摩尔臭氧的关系式，依据该关系式可以确定所需的臭氧量，配置pH值10~12的臭氧水溶液，使臭氧水溶液中的羟基自由基能充分将泄漏的丁酸氧化；
3、检测路面漏油量及丁酸的含量，确定氧化反应所需臭氧水溶液的体积；将路面漏油情况分别按照厚度、面积分为5个等级，等级每增加一级，清洗次数也增加一次；根据清洗次数均分臭氧水溶液，使羟基自由基分次氧化丁酸，达到清洗的效果。
本发明的有益效果是：通过确定反应最有利条件，利用羟基自由基氧化处理丁酸，结合臭氧生成羟基自由基的反应式确定反应所需臭氧量，并针对漏油量灵活设计不同的清洗方案，实现了对漏油路面的高效、无污染清洗，减少车辆打滑事故。
下面结合实施例对本发明作详细说明。
具体实施方式
1.在紫外光照条件下，根据反应原理，调节臭氧水溶液的pH值、丁酸温度等因素，确定最有利反应条件，具体步骤如下；
①配置不同pH值的碱性溶液，通入等量臭氧，在同等环境条件下测量溶液中羟基自由基的浓度，将丁酸混入不同的pH臭氧水溶液中，混合搅拌使羟基自由基和丁酸反应，静置10min，再次测量混合溶液中羟基自由基和丁酸的浓度，通过实验可知pH在10～12时丁酸与臭氧水溶液中羟基自由基的反应最快最充分；
②  保持pH值不变，分别实验使羟基自由基与0℃～10℃、10℃～20℃、20℃～30℃、30℃～40℃、40℃～50℃、50℃～60℃的丁酸反应，可确定，当丁酸的温度在20℃～30℃时，氧化反应最快；
由此得到以下反应式：
式中：
C4H8O2：丁酸
2. 在上述建立的最有利实验条件下，根据关系式（a）、（b）计算臭氧量；丁酸的分子量为87.0977，臭氧的分子量为48，假设氧化1g的丁酸，所需的臭氧质量为，有如下等式：
计算可得：             
配置臭氧水溶液，使羟基自由基浓度为2g/L，氧化1g的丁酸所需臭氧水溶液的体积为V，计算可得：
3. 在臭氧水溶液pH值10~12、丁酸温度20℃~30℃、紫外光的反应条件下，在路面上进行漏油处理实验，根据油污检测其中丁酸的含量，计算处理这些丁酸所需要的臭氧量并配置臭氧水溶液，根据油污面积、厚度等级分次清洗，等级划分方式和清洗次数如下表所示：
①在油污面积100cm2时进行清洗实验，将漏油厚度分为5个等级，获得清洗次数和油污厚度关系如表1所示：
等级数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
厚度（cm） [0，0.1） [0.1，0.2） [0.2，0.3） [0.3，0.4） [0.4，0.5）
清洗次数 1 2 3 4 5
表1
②在油污厚度0.1cm时进行清洗实验，将漏油面积分成5级进行清洗实验，获得清洗次数和油污关系如表2所示：
等级数 1 2 3 4 5
面积cm2 [0,100） [100,500） [500,2000） [2000,5000） [5000,10000）
清洗次数 1 2 3 4 5
表2
对路面漏油厚度超出0.5cm，面积超出10000 cm2的情况，可以预先采用传统吸附或燃烧的办法进行处理，再利用臭氧溶于水产生羟基自由基进行氧化的方式。

Claims (1)

1.一种臭氧对路面漏油中丁酸的处理方法，其特点是包括以下步骤：
（1）将臭氧通入水中产生具有强氧化性的羟基自由基，得到反应方程式： 
式中：
HO2：超氧化氢
·OH：羟基自由基
在臭氧水溶液pH值10~12、丁酸温度20℃~30℃、紫外光条件下得到羟基自由基与丁酸的反应方程式：
式中：
C4H8O2：丁酸
羟基自由基具有强氧化性，可将丁酸最终氧化为水和二氧化碳，不会降低路面摩擦系数；
（2）根据反应方程建立两个关系式：
（a）2摩尔臭氧溶于水产生1摩尔羟基自由基；
（b）氧化1摩尔丁酸需要4摩尔羟基自由基；
根据以上两个关系式可以推导出氧化1摩尔丁酸需要耗费8摩尔臭氧的关系式，依据该关系式可以确定所需的臭氧量，配置pH值10~12的臭氧水溶液，使臭氧水溶液中的羟基自由基能充分将泄漏的丁酸氧化；
（3）检测路面漏油量及丁酸的含量，确定氧化反应所需臭氧水溶液的体积；将路面漏油情况分别按照厚度、面积分为5个等级，等级每增加一级，清洗次数也增加一次；根据清洗次数均分臭氧水溶液，使羟基自由基分次氧化丁酸，达到清洗的效果。
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