CN114101316A - 磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法 - Google Patents
磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114101316A CN114101316A CN202111505506.4A CN202111505506A CN114101316A CN 114101316 A CN114101316 A CN 114101316A CN 202111505506 A CN202111505506 A CN 202111505506A CN 114101316 A CN114101316 A CN 114101316A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- steel slag
- magnetic induction
- mixture
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 281
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 169
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 169
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 142
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 19
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 abstract description 22
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 86
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 16
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 14
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 13
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 10
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 6
- -1 persulfate ions Chemical class 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 3
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 3
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及污染土壤修复技术领域，公开了一种磁感应钢渣‑过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法包括如下步骤：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过30～50目筛得到土壤粉末；取废弃的钢渣，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；将土壤粉末与钢渣均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，反应完成后，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，得到修复后的土壤。本发明磁感应钢渣‑过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，能有效改善土壤环境，还可以拓宽钢渣再利用的途径，有效实现钢渣资源化，防止其带来的危害。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤修复技术领域，具体涉及一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法。
背景技术
土壤是人类、动植物和微生物赖以生存的物质基础，是自然界物质和能量交换、迁移，储存的重要场所。健康的土壤环境不仅对人类生存发展意义重大，对于整个自然界的稳定运转和持续发展都具有不可替代的作用。可是，随着城市化的发展和产业的更新换代，导致土壤质量受到严重破坏。特别是工业化企业的搬迁改造，是快速提高城市发展水平，推动产业升级改造并实现经济向更高质量发展的重要措施，但在过程中会遗留下大量的复杂、多样的污染场地，受到污染的土壤也会通过地表水、地下水、大气污染等途径，进入人类的食物链，威胁人类的健康。
目前土壤具体修复方法主要是热脱附法、焚烧法、化学氧化、微生物修复等。
热脱附法、焚烧法设备复杂，能源消耗大，在处理过程中会产生有毒气体，土壤性质改变较大。微生物法的修复周期较长，效果不显著，修复受土壤性质，环境制约大。化学氧化修复是化学修复技术中最常用的修复技术，利用氧化剂的强氧化性将污染物的结构进行破坏，使其转变为无毒无害的物质。化学氧化耗能较小，操作简单、降解周期短，去除污染物的效率较高，但是化学反应对土壤性质有很大的改变，而且会导致二次污染问题，这也是需要得到进一步改进的地方。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，能有效改善土壤环境，还可以拓宽钢渣再利用的途径，有效实现钢渣资源化，防止其带来的危害。
为实现上述目的，本发明所设计的磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过30～50目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将所述步骤A)取得的土壤粉末与所述步骤B)取得的钢渣均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，在0.6～4.8kw的功率下反应0.5～4h后，取出所述土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，得到修复后的土壤。
优选的，所述步骤C)中，所述氧化剂溶液为过硫酸钠溶液。
优选的，所述步骤C)中，所述氧化剂溶液的浓度为0.05～1mol/L。
优选的，所述步骤B)中，所述钢渣是未被磁选的钢渣，所述恒温振荡器的转速为120～200r/min。
优选的，所述步骤B)中，所述钢渣的掺量为5～80％，所述钢渣的最大粒径为0.075～1.18mm。
优选的，所述步骤C)中，所述磁感应设备的工作电压为100～500V。
优选的，所述步骤C)中，所述土壤混浊液中的水土重量比为4～0.5:1。
优选的，所述步骤C)中，所述非铁质容器中液面与所述磁感应设备的距离为1～2cm。
本发明的原理如下：
过硫酸盐溶于水溶液中会由于电离作用产生有较强氧化性的过硫酸根离子，在正常条件下化学稳定性较好，存在时间长，易于运输，氧化性强，能有效降解各种污染物，反应生成无毒害的二氧化碳和水，无毒性，环境友好型氧化剂。但是由于其反应速率较缓慢，为了应用于各种治理需求，一般采用活化的方式提高反应速率和降解效率。因为其易传质，能适用的PH范围大，活化方式较多：热活化，碱活化，过渡金属离子活化，紫外光，碳材料，微波活化以及其他活化方式或者联合多种活化方式。
铁元素具有低毒性，较其他金属元素具有易传质，对环境破坏性小等特点。亚铁离子在溶液中溶解后能为溶液提供电子，氧化还原电位下降，增强溶液的还原性，亚铁离子用于活化过硫酸盐的过程中，活化过硫酸盐生成氧化电位更高的硫酸根自由基，氧化污染土壤中的石油烃。
在电磁作用下的钢渣-过硫酸盐体系，适用于一系列现实中的化学氧化应用，钢渣的金属元素在磁感应设备下能产生感应热，提高反应的温度，同时钢渣中含有大量的亚铁离子和碱性氧化物，亚铁离子可作为高级氧化反应的活化剂，提高石油烃去除效率，又因为其碱性的影响，对于修复后的土壤呈酸性的危害有一定的改善。另外，钢渣表面疏松多孔，对土壤中的石油烃也有一定吸附作用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、能有效改善土壤环境，还可以拓宽钢渣再利用的途径，有效实现钢渣资源化，防止其带来的危害；
2、钢渣是冶金产生的固废物，将钢渣作为固体废弃物，以添加剂加入到过硫酸盐的降解反应之中可以有效地去除柴油污染土壤里的石油烃，一方面钢渣中含有大量的亚铁离子，可以作为过硫酸盐的活化剂，活化过硫酸根离子产生硫酸根自由基，加速降解土壤中的柴油污染物，提高高级氧化体系对于柴油污染土壤的去除率，另一方面钢渣中的铁及其氧化物在磁感应的作用下可以产生感应热，提高氧化体系中的温度，促进反应的正向进行，同时在磁场的作用下，铁氧化物的腐蚀速率会加快，可以促进亚铁离子的溶解，诱导过硫酸根离子产生更多的硫酸根自由基，提高石油烃去除率，本发明利用钢渣的特性，将过渡金属离子活化和热活化结合在一起联合活化过硫酸盐修复柴油污染土壤，有效提高了对于土壤石油烃的去除率；
3、钢渣本身具有疏松多孔、比表面积大等特点，有一定的孔隙结构，对于土壤中的石油烃有一定的吸附作用，钢渣含有较多有益于农作物的生长的元素，如硅，锰，磷等，为土壤提供充足的养分，为动植物的生长提供必备的营养成分，同时钢渣中还含有CaO、Ca(OH)2、MgO等碱性氧化物,可以缓慢中和改良土壤，降低土壤酸化风险，提高土壤的肥力，钢渣作为催化剂、感应介质、吸附剂，建立电磁感应增强钢渣-过硫酸盐高级氧化体系，不仅提高土壤石油烃去除率，对于土壤修复后的生态风险小，理化性质也有较明显的改善。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过50目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为80％，钢渣的最大粒径为1.18mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为200r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣2g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为1mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为1.5:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为1cm，磁感应设备的功率为4.8kw，磁感应设备的工作电压为500V，磁感应催化氧化反应时间为4h，电磁感应加热时间为2h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为40.2％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为2.8。
实施例2
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为60％，钢渣的最大粒径为1.05mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为180r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣1g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为0.8mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为2:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为2cm，磁感应设备的功率为4kw，磁感应设备的工作电压为400V，磁感应催化氧化反应时间为3h，电磁感应加热时间为1.5h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为44.5％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为3.9。
实施例3
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过30目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为40％，钢渣的最大粒径为0.5mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为120r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为1mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为2:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为1cm，磁感应设备的功率为0.6kw，磁感应设备的工作电压为100V，磁感应催化氧化反应时间为4h，电磁感应加热时间为2h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为30.6％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为3.6。
实施例4
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过30目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为80％，钢渣的最大粒径为1.18mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为150r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为1mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为1:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为1cm，磁感应设备的功率为4.8kw，磁感应设备的工作电压为500V，磁感应催化氧化反应时间为4h，电磁感应加热时间为2h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为55.5％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为7.5。
实施例5
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过30目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为30％，钢渣的最大粒径为0.2mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为120r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为0.05mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为4:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为1.5cm，磁感应设备的功率为3kw，磁感应设备的工作电压为300V，磁感应催化氧化反应时间为1h，电磁感应加热时间为0.5h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为44.8％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为9。
实施例6
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为5％，钢渣的最大粒径为0.075mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为120r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为0.05mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为4:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为2cm，磁感应设备的功率为0.6kw，磁感应设备的工作电压为100V，磁感应催化氧化反应时间为0.5h，电磁感应加热时间为0.2h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为28.2％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为2.7。
实施例7
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为40％，钢渣的最大粒径为0.6mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为140r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为0.4mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为2:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为1.5cm，磁感应设备的功率为2kw，磁感应设备的工作电压为200V，磁感应催化氧化反应时间为2h，电磁感应加热时间为1h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为46.3％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为5.6。
实施例8
一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为60％，钢渣的最大粒径为0.8mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为180r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为0.6mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为2:1，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，非铁质容器中液面与磁感应设备的距离为1.5cm，磁感应设备的功率为3kw，磁感应设备的工作电压为300V，磁感应催化氧化反应时间为3h，电磁感应加热时间为1.5h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为38.6％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为4.6。
表一：实施例1～8土壤的去除率和修复后反应体系的PH
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 去除率 | 40.20％ | 44.50％ | 30.60％ | 55.50％ | 44.80％ | 28.20％ | 46.30％ | 38.60％ |
| PH | 2.8 | 3.9 | 3.6 | 7.5 | 9 | 2.7 | 5.6 | 4.6 |
由表一可知，采用本发明时柴油污染土壤中石油烃的去除率可以达到28％～55％，土壤PH的波动比较大，但是实施例4可以达到接近中性的状态，在将水土比控制在1:1，钢渣掺量为4g时，磁感应催化氧化反应时间为4h，电磁感应加热时间为2h，可以达到55％的去除率，在将水土比控制在4:1，钢渣掺量为4g时，土壤石油烃的去除率较低，只能达到28％。
对比例1
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为40％，钢渣的最大粒径为0.5mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为120r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为1mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为2:1，均匀搅拌使土壤、钢渣、氧化剂充分接触，反应总时间为4h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为16％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为6.6。
对比例2
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，钢渣是未被磁选的钢渣，钢渣的掺量为80％，钢渣的最大粒径为1.18mm，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，恒温振荡器的转速为150r/min，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g与步骤B)取得的钢渣4g均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为1mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为1:1，均匀搅拌使土壤、钢渣、氧化剂充分接触，反应总时间为4h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为15.8％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为7.3。
对比例3
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过40目筛得到土壤粉末；
B)土壤修复：将步骤A)取得的土壤粉末10g，添加2gFeSO4·7H2O，均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，氧化剂溶液为过硫酸钠溶液，浓度为1mol/L，土壤混浊液中的水土重量比为2:1，均匀搅拌使土壤、钢渣、氧化剂充分接触，反应总时间为4h，取出土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，充分研磨测石油烃含量，去除率为30.6％，得到修复后的土壤，其中，离心取出的溶液PH为3.1。
表二：对比例1～3土壤的去除率和修复后反应体系的PH
| 检测项目 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 去除率 | 16％ | 15.80％ | 30.60％ |
| PH | 6.6 | 7.3 | 3.1 |
由表二可知，在现行的对比方法中，柴油污染土壤的的去除率不高，只能达到16％～30％的去除率。对比例1中，未加入电磁感应装置，与实施例3形成对比，电磁感应的加入产生感应热，提高了体系的温度，同时加速了亚铁离子的溶解，活化效率显著提高，实施例3较之总去除率提高了14％。
对比例2中水土比为1:1，且未加入电磁感应设备，去除率为15.8％，与实施例4中55％相比，去除效率较低，由此可见磁感应设备的加入对于钢渣氧化体系的改良有较大的影响。
对比例3中将钢渣替换为七水硫酸盐铁，直接提供亚铁离子，未加入磁感应设备，其去除率比单独加入钢渣要高，但比钢渣磁感应结合体系的去除率低。
本发明中，通过磁感应设备催化钢渣过硫酸盐氧化体系，钢渣中有较多亚铁离子，活化过硫酸盐氧化反应。磁感应设备的加入一方面促进亚铁离子的腐蚀，提高钢渣中亚铁离子的溶解率，另一方面与钢渣形成感应加热，提高体系的温度，即联合活化过硫酸盐氧化体系，显著提高氧化速率和土壤中石油烃的降解效率，同时钢渣中的大量碱性氧化物和硅、锰、磷等元素，可以避免土壤酸化，对于土壤性质的改善也有较大帮助，从而避免二次污染等影响。在电磁作用下的钢渣-过硫酸盐高级氧化体系同样适用与对于废气，污水等环境问题的修复。
本发明为钢渣的资源化利用提供了一个新的方法，不仅可以作为土壤有机污染中的吸附剂和催化剂，能有效改善土壤环境，还可以拓宽钢渣再利用的途径，有效实现钢渣资源化，防止其带来的危害，对于环保理念的发展有重大意义。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、能有效改善土壤环境，还可以拓宽钢渣再利用的途径，有效实现钢渣资源化，防止其带来的危害；
2、钢渣是冶金产生的固废物，将钢渣作为固体废弃物，以添加剂加入到过硫酸盐的降解反应之中可以有效地去除柴油污染土壤里的石油烃，一方面钢渣中含有大量的亚铁离子，可以作为过硫酸盐的活化剂，活化过硫酸根离子产生硫酸根自由基，加速降解土壤中的柴油污染物，提高高级氧化体系对于柴油污染土壤的去除率，另一方面钢渣中的铁及其氧化物在磁感应的作用下可以产生感应热，提高氧化体系中的温度，促进反应的正向进行，同时在磁场的作用下，铁氧化物的腐蚀速率会加快，可以促进亚铁离子的溶解，诱导过硫酸根离子产生更多的硫酸根自由基，提高石油烃去除率，本发明利用钢渣的特性，将过渡金属离子活化和热活化结合在一起联合活化过硫酸盐修复柴油污染土壤，有效提高了对于土壤石油烃的去除率；
3、钢渣本身具有疏松多孔、比表面积大等特点，有一定的孔隙结构，对于土壤中的石油烃有一定的吸附作用，钢渣含有较多有益于农作物的生长的元素，如硅，锰，磷等，为土壤提供充足的养分，为动植物的生长提供必备的营养成分，同时钢渣中还含有CaO、Ca(OH)2、MgO等碱性氧化物,可以缓慢中和改良土壤，降低土壤酸化风险，提高土壤的肥力，钢渣作为催化剂、感应介质、吸附剂，建立电磁感应增强钢渣-过硫酸盐高级氧化体系，不仅提高土壤石油烃去除率，对于土壤修复后的生态风险小，理化性质也有较明显的改善。
Claims (8)
1.一种磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：包括如下步骤：
A)土壤准备：取得土壤，自然风干，研磨去除杂物，过30～50目筛得到土壤粉末；
B)钢渣水洗：取废弃的钢渣，与足量去离子水混合，放入恒温振荡器振荡均匀后静置，留下沉没在底部的钢渣并烘干，过筛保存；
C)土壤修复：将所述步骤A)取得的土壤粉末与所述步骤B)取得的钢渣均匀混合放于非铁质容器中，加入氧化剂溶液均匀搅拌形成土壤混浊液，然后放置于磁感应设备之下，进行磁感应催化氧化反应，在0.6～4.8kw的功率下反应0.5～4h后，取出所述土壤混浊液，离心后在自然条件下风干，得到修复后的土壤。
2.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤C)中，所述氧化剂溶液为过硫酸钠溶液。
3.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤C)中，所述氧化剂溶液的浓度为0.05～1mol/L。
4.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤B)中，所述钢渣是未被磁选的钢渣，所述恒温振荡器的转速为120～200r/min。
5.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤B)中，所述钢渣的掺量为5～80％，所述钢渣的最大粒径为0.075～1.18mm。
6.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤C)中，所述磁感应设备的工作电压为100～500V。
7.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤C)中，所述土壤混浊液中的水土重量比为4～0.5:1。
8.如权利要求1所述磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法，其特征在于：所述步骤C)中，所述非铁质容器中液面与所述磁感应设备的距离为1～2cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111505506.4A CN114101316A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111505506.4A CN114101316A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114101316A true CN114101316A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80364708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111505506.4A Pending CN114101316A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114101316A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114014486A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-08 | 江苏伟恒土壤治理科技有限公司 | 一种磁热电声集成催化过氧化物的装置及其废水处理方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105983570A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 李泽唐 | 用于污染场地修复的电磁热解吸修复方法及装置 |
| CN105983569A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 李泽唐 | 磁分离强化电磁热解吸土壤修复方法及装置 |
| CN107470344A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-15 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 纳米腐殖酸联合亚铁离子活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法 |
| CN108568451A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-25 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种修复多环芳烃污染土壤的方法 |
| CN108706769A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-26 | 西南交通大学 | 一种去除水中痕量有机污染物的方法及其应用 |
| US20190262877A1 (en) * | 2013-05-10 | 2019-08-29 | James Mueller | Situ Ferrate Generation |
| CN209697709U (zh) * | 2019-02-19 | 2019-11-29 | 新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院 | 一种小型石油污染土壤修复装置 |
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202111505506.4A patent/CN114101316A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190262877A1 (en) * | 2013-05-10 | 2019-08-29 | James Mueller | Situ Ferrate Generation |
| CN105983570A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 李泽唐 | 用于污染场地修复的电磁热解吸修复方法及装置 |
| CN105983569A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 李泽唐 | 磁分离强化电磁热解吸土壤修复方法及装置 |
| CN107470344A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-15 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 纳米腐殖酸联合亚铁离子活化过硫酸盐修复有机污染土壤的方法 |
| CN108568451A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-25 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种修复多环芳烃污染土壤的方法 |
| CN108706769A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-26 | 西南交通大学 | 一种去除水中痕量有机污染物的方法及其应用 |
| CN209697709U (zh) * | 2019-02-19 | 2019-11-29 | 新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院 | 一种小型石油污染土壤修复装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 何达等: "高环多环芳烃污染土壤氧化修复", 《污染防治技术》 * |
| 张洛红等: "铁及含铁化合物活化过硫酸盐的研究进展", 《应用化工》 * |
| 徐西蒙等: "钢渣碱活化过硫酸盐降解双酚A", 《中国环境科学》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114014486A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-08 | 江苏伟恒土壤治理科技有限公司 | 一种磁热电声集成催化过氧化物的装置及其废水处理方法 |
| CN114014486B (zh) * | 2021-11-10 | 2022-06-24 | 江苏伟恒土壤治理科技有限公司 | 一种磁热电声集成催化过氧化物的装置及其废水处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103896388B (zh) | 一种利用双催化剂非均相活化过硫酸盐处理有机废水的方法 | |
| CN105457996B (zh) | 一种微波协同过碳酸钠修复有机污染场地土壤的方法 | |
| CN108033657B (zh) | 一种提高污泥热解碳化吸附性能的方法 | |
| CN113929197B (zh) | 一种可见光辅助活化过一硫酸盐处理有机废水的方法 | |
| CN108993475B (zh) | 一种三元复合材料非均相光Fenton催化剂及其制备和应用 | |
| CN110668556B (zh) | 一种可见光催化耦合生物电化学湿地系统及其应用 | |
| CN103880245B (zh) | 一种垃圾渗滤液的处理方法 | |
| CN110845020B (zh) | 一种富营养化水体修复药剂及其制备方法 | |
| CN104438312A (zh) | 一种重度复合污染场地的修复方法 | |
| CN105776371A (zh) | 一种负载型纳米铁地下水修复剂的制备方法 | |
| CN114101316A (zh) | 磁感应钢渣-过硫酸盐体系修复柴油污染土壤的方法 | |
| CN105170135A (zh) | 一种煤气化废水深度氧化催化剂的制备方法 | |
| CN110606539A (zh) | 一种污泥资源化利用处理有机废水的方法 | |
| CN107473303B (zh) | 一种基于垃圾焚烧发电的渗滤液零排放协同超低系统与方法 | |
| WO2018233610A1 (zh) | 一种填埋场内协同处置垃圾焚烧飞灰及铬渣的方法 | |
| CN111333235A (zh) | 一种垃圾渗滤液处理系统和工艺 | |
| CN104418423A (zh) | 一种催化臭氧氧化处理反渗透浓水的方法 | |
| CN112374583A (zh) | 一种功能化污泥基碳三维颗粒电极的制备及其应用 | |
| CN109607935B (zh) | 一种焦化废水中重金属的去除方法 | |
| CN106006765A (zh) | 一种处理土壤洗脱液中多氯联苯的组合物及其应用 | |
| CN114314739B (zh) | 用辉光放电等离子体活化高碘酸盐降解有机污染物的方法 | |
| CN114031250B (zh) | 一种零价铁协同飞灰水热处理生活污泥的方法 | |
| CN109127718A (zh) | 一种土壤电动修复装置 | |
| Guanyi et al. | Removing Heavy Metals from Sludge | |
| CN114195216B (zh) | 一种基于fm-sbc/spc体系处理生物表面活性剂土壤洗脱液的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220301 |