CN109365512A - 一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺及装置,具体的工艺包括:筛分调制、氧化脱附、静置分离、射流气浮、絮凝气浮、油水分离。该工艺以类芬顿试剂为氧化药剂,利用反应过程中产生的微气泡粘附石油烃分子,微气泡上浮到水面后,负载的油滴汇聚形成油膜,静置分离后,采用刮油装置刮除水面浮油,之后再利用射流装置把表面除油后的泥浆打入气浮分离装置,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜被刮油装置去除,实现油水分离。利用本发明的工艺处理石油污染土壤,具有脱油效率高、处置时间短的特点,该装置可实现撬装化,形成移动式快速洗脱石油污染土壤的成套装备。

Description

一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺及装置。
背景技术
油田开采及储运过程中产生的石油污染土壤对环境及人体健康具有严重危害,已被列入我国《国家危险废物目录》,且《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对其进行无害化处理。开发适合我国国情的石油污染土壤修复技术与装备已刻不容缓。
以往处理石油污染土壤的方法主要为表面活性剂清洗法及热脱附法。表面活性剂清洗法是通过选用适当的清洗剂,实现对土壤中石油烃的增溶洗脱,目前常用的清洗剂为小分子阴离子、非离子表面活性剂,已有研究表明小分子阴离子、非离子表面活性剂清洗石油污染土壤存在两个主要问题:(1)形成胶束的疏水内核小,导致其对土壤中高浓度石油污染物的清洗效率较低;(2)清洗土壤中的石油烃需要较高的温度(60-90℃),因此需要外加热源,不利于移动式洗脱设备开发。近年来,热脱附因其具有处理彻底、资源利用率高的特点被用于石油污染土壤的深度修复,但尚存在能耗过高、稳定性差、二次污染严重及可移动性差等亟待解决的问题。油田石油污染场地大都较为分散,目前修复污染土壤的做法是将被石油烃污染的土壤挖掘出来,转运到集中处理站点,利用固定式处理设备对石油污染土壤进行异位处理,导致被污染的土壤不能得到及时有效的修复,开发修复石油污染土壤的移动式快速洗脱工艺及装置具有紧迫的现实需求,但还未见报道。
发明内容
本发明的目的是,提供一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺及装置,将其应用石油污染土壤的快速无害化处理。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺,包括下述步骤:
1)筛分调制:对石油污染土壤进行筛分除杂、物料研磨和固液比调控处理;
2)氧化脱附:以类芬顿试剂为氧化药剂,将筛分调制后的石油污染土壤、氧化药剂加入氧化脱附装置中,经充分搅拌,实现石油烃从土壤固体颗粒物表面脱附;
3)静置分离:停止搅拌后,用泵将泥浆打入沉降分离装置,经静置沉降,脱附出来的油层浮于泥浆水面之上;
4)初级油水分离:采用刮油机刮除浮于水面上的油层;
5)射流气浮:利用射流泵将刮除水面浮油的泥浆,打入气浮分离装置;
6)次级油水分离:采用刮油机刮除射流气浮后漂浮于水面上的油层。
上述的工艺,在步骤6)之后,再进行下述步骤7)和8),
7)絮凝气浮:加入絮凝剂进行絮凝反应;
8)三级油水分离:利用溶气释放装置释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除。
一种移动式快速洗脱石油污染土壤的装置,其特征在于,该洗脱石油污染土壤的装置包括:预处理装置(1)、氧化脱附装置(2)、沉降分离装置(3)、第一油渣收集桶(4)、气浮分离装置(5)以及第二油渣收集桶(6);所述的氧化脱附装置(2)左侧通过第一泥浆泵(7)与预处理装置(1)相连接,右侧通过第二泥浆泵(8)与沉降分离装置(3)相连;
预处理装置(1)包括上料斗(10)、滚筒筛(11)、均质罐(12)及废物收集桶(13);
沉降分离装置(3)通过油渣排放口(15)与第一油渣收集桶(4)相连,沉降分离装置(3)和第一油渣收集桶(4)分别通过沉降分离泥砂排放口(16)、收集桶泥砂排放口(17) 经射流泵(9)和管道混合器(18)与气浮分离装置(5)相连;气浮分离装置(5)通过油渣排放口(23)与第二油渣收集桶(6)相连;
所述氧化脱附装置(2)配备减速搅拌机(14),且同时配有第一加药装置(Ⅰ)和第二加药装置(Ⅱ);气浮分离装置(5)的进料管道上安装第三加药装置(Ⅲ)和第四加药装置(Ⅳ);沉降分离装置(3)和气浮分离装置(5)上面分别安装能沿导轨移动的第一刮油机(24)、第二刮油机(25);气浮分离装置(5)配备溶气释放装置;
氧化脱附装置(2)、沉降分离装置(3)及气浮分离装置(5)底部分别设置氧化脱附排泥口(26)、沉降分离排泥口(27)、气浮分离排泥口(28);第一油渣收集桶(4)和第二油渣收集桶(6)分别设置第一排油口(29)、第二排油口(30)。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
利用本发明的工艺及处理石油污染土壤,具有脱油效率高、处置时间短的特点,本发明涉及的处理石油污染土壤的设备可实现撬装化,形成移动式快速洗脱石油污染土壤的成套装备。
附图说明
图1为本发明移动式快速洗脱石油污染土壤的装置的结构示意图。
具体实施方式
为更好理解本发明的内容,下面通过实施例对本发明作进一步的说明,但所举之例并不限制本发明的保护范围。
本发明移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺,具体包括下述步骤:
1)筛分调制:对石油污染土壤进行筛分除杂、物料研磨和固液比调控处理;
2)氧化脱附:以类芬顿试剂为氧化药剂,将筛分调制后的石油污染土壤、氧化药剂加入氧化脱附装置中,经充分搅拌,实现石油烃从土壤固体颗粒物表面脱附;
3)静置分离:停止搅拌后,用泵将泥浆打入沉降分离装置,经静置沉降,脱附出来的油层浮于泥浆水面之上;
4)初级油水分离:采用刮油机刮除浮于水面上的油层;
5)射流气浮:利用射流泵将刮除水面浮油的泥浆,打入气浮分离装置;
6)次级油水分离:采用刮油机刮除射流气浮后漂浮于水面上的油层;
7)絮凝气浮:加入絮凝剂进行絮凝反应;
8)三级油水分离:利用溶气释放装置释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除。
所述类芬顿试剂包括氧化剂和氧化助剂。氧化剂为过氧化氢。氧化助剂组分包括:柠檬酸、氢氧化钠、氯化氢和二价铁盐。
氧化药剂中各组分,占氧化药剂和泥砂(筛分调制后的石油污染土壤)总质量的质量分数(以投加前物质质量计算)分别为:过氧化氢占0.02~2.8%;柠檬酸占0.15~0.35%;氢氧化钠占0.12~0.28%;氯化氢占0.05~0.3%;二价铁盐占0.2~0.8%。
步骤2)中进入氧化脱附装置的石油污染土壤预先经过调制,进入氧化脱附装置的物料的固液比(这里的固液比指筛分调制后的石油污染土壤与水之比)为1g/1mL-1g/30mL。
步骤3)中静置沉降时间为10-60min。
所述步骤5)中射流泵扬程为10-100m,释放速度快。
步骤7)中,以聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,以聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂,混凝剂和助凝剂构成絮凝剂。PAC用量为5-500mg/L,PAM用量为0.1-50mg/L。
步骤8)中溶气释放装置的溶气压力为0.1-0.4Mpa。
石油污染土壤经筛分除杂、研磨调制后,注入氧化脱附装置,加入类芬顿试剂,经充分搅拌,利用反应过程中产生的微气泡粘附石油烃分子,微气泡上浮到水面后,负载的油滴汇聚形成油膜,实现石油烃从土壤固体颗粒物表面脱附;停止搅拌后,用泵将泥浆打入沉降分离装置,经静置沉降,脱附出来的油层浮于泥砂水面上层;采用刮油机刮除浮于水面上的油层;利用射流泵将刮除水面浮油的泥浆,打入气浮分离装置,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜被刮油装置去除;采用刮油机刮除经射流气浮漂浮于水面上的油层;加入絮凝剂进行絮凝反应;利用溶气释放装置释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除,实现油水分离。
本发明还保护一种移动式快速洗脱石油污染土壤的装置,该洗脱石油污染土壤的装置包括:预处理装置(1)、氧化脱附装置(2)、沉降分离装置(3)、第一油渣收集桶(4)、气浮分离装置(5)以及第二油渣收集桶(6);所述的氧化脱附装置(2)左侧通过第一泥浆泵(7)与预处理装置(1)相连接,右侧通过第二泥浆泵(8)与沉降分离装置(3)相连;
预处理装置(1)包括上料斗(10)、滚筒筛(11)、均质罐(12)及废物收集桶(13),均质罐12的上端安装滚筒筛(11),滚筒筛的进口连接上料斗(10),均质罐和滚筒筛相连通,细料落入均质罐(12)中,均质罐的出口连接第一泥浆泵(7),滚筒筛连接废物收集桶 (13),将废物除去;
沉降分离装置(3)通过油渣排放口(15)与第一油渣收集桶(4)相连,沉降分离装置(3)和第一油渣收集桶(4)分别通过沉降分离泥砂排放口(16)、收集桶泥砂排放口(17) 经射流泵(9)和管道混合器(18)与气浮分离装置(5)相连;气浮分离装置(5)通过油渣排放口(23)与第二油渣收集桶(6)相连;
所述氧化脱附装置(2)配备减速搅拌机(14),且同时配有第一加药装置(Ⅰ)和第二加药装置(Ⅱ);气浮分离装置(5)的进料管道上安装第三加药装置(Ⅲ)和第四加药装置(Ⅳ);沉降分离装置(3)和气浮分离装置(5)上面分别安装能沿导轨移动的第一刮油机(24)、第二刮油机(25);气浮分离装置(5)配备压力溶气罐(19)、空气压缩机(20)、增压泵(21)及释放器(22);增压泵21的进口连接压力溶气罐和空气压缩机(20),增压泵的出口连接释放器,利用增压泵(21)将压力溶气罐(19)与空气压缩机(20)产生的气体通过释放器(22)排入气浮分离装置中从而释放微气泡;压力溶气罐(19)、空气压缩机 (20)、增压泵(21)及释放器(22)构成溶气释放装置;
氧化脱附装置(2)、沉降分离装置(3)及气浮分离装置(5)底部分别设置氧化脱附排泥口(26)、沉降分离排泥口(27)、气浮分离排泥口(28);第一油渣收集桶(4)和第二油渣收集桶(6)分别设置第一排油口(29)、第二排油口(30)。
本发明洗脱石油污染土壤的装置均安装在集装箱内,或安装在移动车体上,实现撬装化,形成移动式快速洗脱石油污染土壤的成套装备。本发明工艺无需加热,不需要大功率大体积锅炉,氧化药剂的加入能够自产热,为快速脱附提供了可能,整套装置体积小,可以实现撬装化。
实施例1
本实施例将0.6m3石油污染土壤(土壤含水率60%,含油率16%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3.4m3水,持续搅拌使其调制均匀。用第一泥浆泵7将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液9L,0.6mol/L的氢氧化钠溶液9L,1.2mol/L的盐酸90L和0.3mol/L的硫酸亚铁溶液18L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入54L质量浓度为28%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用第二泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝200g,助凝剂聚丙烯酰胺40g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达88.7%,含油率为 1.80%。
实施例2
将0.6m3石油污染土壤(土壤含水率60%,含油率16%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3.4m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液6L,0.6mol/L 的氢氧化钠溶液6L,1.2mol/L的盐酸60L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液12L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入54L质量浓度为28%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝150g,助凝剂聚丙烯酰胺40g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达88.1%,含油率为 1.91%。
实施例3
将0.6m3石油污染土壤(土壤含水率50%,含油率15%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3.4m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液9L,0.6mol/L 的氢氧化钠溶液9L,1.2mol/L的盐酸90L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液18L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入90L质量浓度为14%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝170g,助凝剂聚丙烯酰胺50g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达87.5%,含油率为 1.88%。
实施例4
将0.6m3石油污染土壤(土壤含水率60%,含油率15%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3.4m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液9L,0.6mol/L 的氢氧化钠溶液9L,1.2mol/L的盐酸90L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液18L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入54L质量浓度为28%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2.5h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置35min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝250g,助凝剂聚丙烯酰胺50g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达89.8%,含油率为 1.53%。
实施例5
将1m3石油污染土壤(土壤含水率65%,含油率17%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液11L,0.6mol/L的氢氧化钠溶液11L,1.2mol/L的盐酸110L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液22L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入66L质量浓度为28%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝210g,助凝剂聚丙烯酰胺45g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达88.5%,含油率为 1.96%。
实施例6
将0.6m3石油污染土壤(土壤含水率50%,含油率8%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3.4m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液6L,0.6mol/L 的氢氧化钠溶液6L,1.2mol/L的盐酸60L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液12L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入36L质量浓度为28%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝150g,助凝剂聚丙烯酰胺30g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达83.4%,含油率为 1.33%。
实施例7
将0.8m3石油污染土壤(土壤含水率70%,含油率12%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3.4m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液9L,0.6mol/L 的氢氧化钠溶液9L,1.2mol/L的盐酸90L和0.5mol/L的硫酸亚铁溶液20L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入100L质量浓度为14%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝300g,助凝剂聚丙烯酰胺70g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达85.6%,含油率为 1.73%。
实施例8
将1m3石油污染土壤(土壤含水率60%,含油率1.9%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入3m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液3L,0.6mol/L的氢氧化钠溶液3L,1.2mol/L的盐酸30L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液6L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入48L质量浓度为6%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置 30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝100g,助凝剂聚丙烯酰胺 35g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达75.8%,含油率为 0.46%。
实施例9
将1.5m3石油污染土壤(土壤含水率65%,含油率1.7%)加入到上料斗中,经过滚筒筛去除杂质后进入均质罐,同时在均质罐中加入5.5m3水,持续搅拌使其调制均匀。用泥浆泵将筛分调制后的泥浆打入氧化脱附装置中,依次加入0.6mol/L的柠檬酸溶液2.5L,0.6mol/L 的氢氧化钠溶液2.5L,1.2mol/L的盐酸25L和0.6mol/L的硫酸亚铁溶液5L,开启搅拌机混合搅拌均匀,最后在泥浆中缓慢加入65L质量浓度为6%的双氧水,持续搅拌使其充分反应,其中原位氧化和气浮的时间为2h,反应结束后,用泥浆泵将泥浆打入沉降分离装置,静置30min后,采用刮油装置将水面浮油刮除至泥浆收集桶中,完成初级油水分离。用射流泵将沉降分离装置和油渣收集桶中表面除油后的泥浆通过管道打入气浮分离装置中,将泥砂中的微小气泡快速汇集成大气泡,释放到水层表面,气泡粘附的石油烃在水面形成油膜,采用刮油装置将油膜刮除至泥浆收集桶中,完成次级油水分离。反应结束后,将次级油水分离后的泥浆用泥浆泵再次打入气浮分离装置中,投加混凝剂聚合氯化铝125g,助凝剂聚丙烯酰胺25g,进行絮凝反应。利用增压泵将压力溶气罐与空气压缩机产生的气体通过释放器排入气浮分离装置中从而释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除至泥浆收集桶,完成三级油水分离。
上述石油污染土壤经本发明工艺处理后,对土壤中石油烃的去除率达73.5%,含油率为 0.45%。
本发明未述及之处适用于现有技术,所涉及的装置设备均可通过商购获得。

Claims (10)

1.一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺,包括下述步骤:
1)筛分调制:对石油污染土壤进行筛分除杂、物料研磨和固液比调控处理;
2)氧化脱附:以类芬顿试剂为氧化药剂,将筛分调制后的石油污染土壤、氧化药剂加入氧化脱附装置中,经充分搅拌,实现石油烃从土壤固体颗粒物表面脱附;
3)静置分离:停止搅拌后,用泵将泥浆打入沉降分离装置,经静置沉降,脱附出来的油层浮于泥浆水面之上;
4)初级油水分离:采用刮油机刮除浮于水面上的油层;
5)射流气浮:利用射流泵将刮除水面浮油的泥浆,打入气浮分离装置;
6)次级油水分离:采用刮油机刮除射流气浮后漂浮于水面上的油层。
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,在步骤6)之后,再进行下述步骤7)和8),
7)絮凝气浮:加入絮凝剂进行絮凝反应;
8)三级油水分离:利用溶气释放装置释放微气泡,将比水轻的悬浮物及油类污染物粘附在气泡上带至液面,在液面上形成含油浮渣,经刮油机刮除。
3.根据权利要求1或2所述的工艺,其特征在于,所述类芬顿试剂包括氧化剂和氧化助剂,氧化剂为过氧化氢;氧化助剂组分包括:柠檬酸、氢氧化钠、氯化氢和二价铁盐。
4.根据权利要求3所述的工艺,其特征在于,氧化药剂中各组分,占氧化药剂和筛分调制后的石油污染土壤总质量的质量分数(以投加前物质质量计算)分别为:过氧化氢占0.02~2.8%;柠檬酸占0.15~0.35%;氢氧化钠占0.12~0.28%;氯化氢占0.05~0.3%;二价铁盐占0.2~0.8%。
5.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤2)中进入氧化脱附装置的筛分调制后的石油污染土壤与水的固液比为1g/1mL-1g/30mL。
6.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤3)中静置沉降时间为10-60min。
7.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述步骤5)中射流泵扬程为10-100m。
8.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于,步骤7)中,以聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,以聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂,混凝剂和助凝剂构成絮凝剂,PAC用量为5-500mg/L,PAM用量为0.1-50mg/L;步骤8)中溶气释放装置的溶气压力为0.1-0.4Mpa。
9.一种移动式快速洗脱石油污染土壤的装置,其特征在于,该洗脱石油污染土壤的装置包括:预处理装置(1)、氧化脱附装置(2)、沉降分离装置(3)、第一油渣收集桶(4)、气浮分离装置(5)以及第二油渣收集桶(6);所述的氧化脱附装置(2)左侧通过第一泥浆泵(7)与预处理装置(1)相连接,右侧通过第二泥浆泵(8)与沉降分离装置(3)相连;
预处理装置(1)包括上料斗(10)、滚筒筛(11)、均质罐(12)及废物收集桶(13);
沉降分离装置(3)通过油渣排放口(15)与第一油渣收集桶(4)相连,沉降分离装置(3)和第一油渣收集桶(4)分别通过沉降分离泥砂排放口(16)、收集桶泥砂排放口(17)经射流泵(9)和管道混合器(18)与气浮分离装置(5)相连;气浮分离装置(5)通过油渣排放口(23)与第二油渣收集桶(6)相连;
所述氧化脱附装置(2)配备减速搅拌机(14),且同时配有第一加药装置(Ⅰ)和第二加药装置(Ⅱ);气浮分离装置(5)的进料管道上安装第三加药装置(Ⅲ)和第四加药装置(Ⅳ);沉降分离装置(3)和气浮分离装置(5)上面分别安装能沿导轨移动的第一刮油机(24)、第二刮油机(25);气浮分离装置(5)配备溶气释放装置;
氧化脱附装置(2)、沉降分离装置(3)及气浮分离装置(5)底部分别设置氧化脱附排泥口(26)、沉降分离排泥口(27)、气浮分离排泥口(28);第一油渣收集桶(4)和第二油渣收集桶(6)分别设置第一排油口(29)、第二排油口(30)。
10.根据权利要求9所述的移动式快速洗脱石油污染土壤的装置,其特征在于该洗脱石油污染土壤的装置能实现撬装化。
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