CN107363087A - 一种石油类污染土壤的处理方法 - Google Patents

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卢喜瑞
胡启军
舒小艳
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    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally

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Abstract

本发明公开了一种石油类污染土壤的处理方法，属于污染土壤处理领域。本发明的方法是采用微波烧结技术对石油类污染土壤进行处理。本发明的处理方法操作简单、高效快速、重复性好、安全可靠、无二次污染、适用各种环境，可广泛用于石油类重度污染土壤的处理。

Description

一种石油类污染土壤的处理方法
技术领域
本发明涉及污染土壤处理领域，尤其涉及的是一种石油类污染土壤的处理方法。
背景技术
石油主要由多种烃类及少量其他有机物和微量金属元素组成。石油在开采、运输、加工、储存过程中不可避免地会发生石油泄露，造成土壤及水体的严重污染。石油类污染泛指原油和石油初加工产品及各类油的分解产物所引起的污染，属于有机污染。世界上每年约800万吨石油类物质进入坏境，其中大部分进入了土壤，对土壤造成严重污染。石油类物质进入土壤，会堵塞了土壤孔隙，改变土壤有机质的组成和结构，引起土壤微生物群落、微生物区系的变化。石油中的芳香烃类物质对人及动物的毒性极大，尤其是双环和三环为代表的多环芳烃毒性更大。石油类物质进入土壤后随着生物圈的活动可通过多种途径进入人体，影响肝、肾等器官的正常功能，严重时甚至引起癌变。石油类物质进入土壤后还通过雨水和地下水的流动对整个生存环境造成影响。因土壤有机污染具有隐蔽性和滞后性的特点，导致其修复难度、对人类的危害程度远大于大气污染和水环境污染。
几十年来，研究者提出了许多修复污染土壤的方法，主要分为物理法、化学法和生物修复法。其中因为生物修复法(植物、微生物修复法)可以基本保持土壤的理化特性、污染物降解完全、处理成本低等特点被广泛采用。但由于生物修复法的周期长，容易受到环境的影响。化学法需要向土壤中投加化学试剂，有二次污染的风险，且化学试剂费用昂贵，不利于推广使用。传统的物理法是将污染物从土壤中转移出来，只能暂时防止了污染物的迁移，未能从根本上解决污染物。对需要快速处理的石油类重度污染土壤，传统方法不能快速，有效进行处理。因此，急需一种可以快速，高效的石油类污染土壤处理方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对传统方法处理石油类污染土壤见效慢，有二次污染风险等缺点，提供了一种石油类污染土壤的处理方法。该方法采用微波烧结技术对石油类污染土壤进行处理，具有快速、高效、无二次污染、工艺流程简单等特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供的石油类污染土壤的处理方法，包括如下步骤：采用微波烧结技术对石油类污染土壤进行处理。
上述的处理方法中，所述石油类污染土壤是指被泄露石油类物质污染的土壤。
上述的处理方法中，所述处理是在微波烧结炉中进行的。
上述的处理方法中，所述处理是在常压和空气气氛下进行的。
上述的处理方法中，所述处理的温度为200℃～1600℃；具体可为500℃～1400℃；更具体为500℃、700℃、900℃、1100℃或1400℃；所述处理的时间为3min～600min；具体可为10min～110min；更具体为10min、30min、60min、90min或110min。
上述的处理方法中，所述处理的升温速率为5℃/min～100℃/min；具体可为10℃/min～90℃/min；更具体为10℃/min、20℃/min、40℃/min、60℃/min或90℃/min。
上述的处理方法中，所述石油类污染土壤的一次性处理量为0kg～2000kg，但不为0。
上述的处理方法中，所述的处理方法最终得到土壤烧结体。
本发明的处理方法尤其可适用于石油类重度污染土壤的处理；所述石油类重度污染土壤指的是含有石油类物质、污染物毒性大，引起土壤的组成、结构和功能发生严重变化，微生物活动受到抑制的土壤。
本发明中所用的微波烧结技术是利用微波的特殊波段与材料自身基本细微结构耦合产生热量，从而使污染土壤中的有机污染物充分燃烧去除，同时使被污染土壤烧结形成固化体。微波烧结时材料整体均匀加热，材料内部温度梯度很小，升温时间短，烧结速度快，形成的烧结体致密性好。微波烧结过程无需热传导，没有热惯性，热源可即时发热或瞬时停止，高效节能，处理量大，处理成本低。
本发明的处理方法具有处理速度快、处理量大、工艺过程简单、产生二次废物少、安全可靠等特点。本发明的处理方法具有良好的应用前景，有助于对石油类污染土壤的应急处理。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
(1)制备质量分数为5％石油污染土壤，将0.50g克拉玛依采油厂所产石油与0.95g的土壤充分进行混合，得到混合均匀的10.00g石油污染土壤。
(2)将所述的石油土壤放入微波烧结炉中，在空气气氛、常压条件下，以10℃/min的加热速率由室温25℃加热至500℃，然后在500℃保温110min。
(3)结束工艺程序，按粒径分类收集反应生成气体以及粉尘，关闭设备电源，炉内冷却至室温。
本实施例的石油污染土壤中的有机污染物被充分燃烧去除，剩余土壤形成烧结体，石油污染土壤中的有害物去除率为95％以上。
实施例2
(1)制备质量分数为10％石油污染土壤，将1.00g的克拉玛依采油厂所产石油与9.00g土壤进行混合，得到混合均匀的10.00g石油污染土壤。
(2)将所述的石油污染土壤放入微波烧结炉中，在空气气氛、常压条件下，以20℃/min的加热速率由室温25℃加热至700℃，然后在700℃保温90min。
(3)结束工艺程序，按粒径分类收集反应生成气体以及粉尘，关闭设备电源，炉内冷却至室温。
本实施例的石油污染土壤中的有机污染物被充分燃烧去除，剩余土壤形成烧结体，石油污染土壤中的有害物去除率为95％以上。
实施例3
(1)制备质量分数为15％石油污染土壤，将1.50g的克拉玛依采油厂所产石油与8.50g的土壤进行混合，得到混合均匀的10.00g石油污染土壤。
(2)将所述的石油污染土壤放入微波烧结炉中，在空气气氛、常压条件下，以40℃/min的加热速率由室温25℃加热至900℃，然后在900℃保温60min。
(3)结束工艺程序，按粒径分类收集反应生成气体以及粉尘，关闭设备电源，炉内冷却至室温。
本实施例的石油污染土壤中的有机污染物被充分燃烧去除，剩余土壤形成烧结体，石油污染土壤中的有害物去除率为95％以上。
实施例4
(1)制备质量分数为20％石油污染土壤，将2.00g的克拉玛依采油厂所产石油与8.00g的土壤进行混合，得到混合均匀的10.00g石油污染土壤。
(2)将所述的石油污染土壤放入微波烧结炉中，在空气气氛、常压条件下，以60℃/min的加热速率由室温25℃加热至1100℃，然后在1100℃保温30min。
(3)结束工艺程序，按粒径分类收集反应生成气体以及粉尘，关闭设备电源，炉内冷却至室温。
本实施例的石油污染土壤中的有机污染物被充分燃烧去除，剩余土壤形成烧结体，石油污染土壤中的有害物去除率为95％以上。
实施例5
(1)制备质量分数为25％石油污染土壤，将2.50g的克拉玛依采油厂所产石油与7.50g的土壤进行混合，得到混合均匀的10.00g石油污染土壤。
(2)将所述的石油污染土壤放入微波烧结炉中，在空气气氛、常压条件下，以90℃/min的加热速率由室温25℃加热至1400℃，然后在1400℃保温10min。
(3)结束工艺程序，按粒径分类收集反应生成气体以及粉尘，关闭设备电源，炉内冷却至室温。
本实施例的石油污染土壤中的有机污染物被充分燃烧去除，剩余土壤形成烧结体，石油污染土壤中的有害物去除率为95％以上。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种石油类污染土壤的处理方法，包括如下步骤：采用微波烧结技术对石油类污染土壤进行处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述石油类污染土壤是指被泄露石油类物质污染的土壤。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述处理是在微波烧结炉中进行的。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述处理是在常压和空气气氛下进行的。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述处理的温度为200℃～1600℃；所述处理的时间为3min～600min。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述处理的温度为500℃～1400℃；所述处理的时间为10min～110min。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述处理的升温速率为5℃/min～100℃/min。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于：所述处理的升温速率为10℃/min～90℃/min。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述石油类污染土壤的一次性处理量为0kg～2000kg，但不为0。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述的处理方法最终得到土壤烧结体。
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