CN115138675A

CN115138675A - 一种石油污染土壤的催化氧化修复方法

Info

Publication number: CN115138675A
Application number: CN202210720790.5A
Authority: CN
Inventors: 李强; 张晓杰; 黄趾海; 王旭亮
Original assignee: Dingbian Guanbo Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Dingbian Guanbo Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-23
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2022-10-04

Abstract

本发明提供一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，包括：在预处理后的石油污染土壤中加入0.1%~0.5%（wt%）的生物表面活性剂、0.05%~0.5%（wt%）催化剂，再加入清水，使其含水率≥25%，然后将石油污染土壤和药剂混匀，并使其静置；然后添加2%~15%过氧碳酸钠，搅拌均匀，并使其静置。本发明使用过氧碳酸钠替代过氧化氢，缓慢释放出的过氧化氢同时在二价铁的催化作用下产生羟基自由与石油烃进行芬顿反应，使反应体系中的过氧化氢维持在一个较低的浓度，减少了过氧化氢的自身降解，提高石油烃的去除效率。

Description

一种石油污染土壤的催化氧化修复方法

技术领域

本发明涉及环保、土壤修复等技术领域，尤其涉及一种石油污染土壤的化学氧化修复方法。

背景技术

油田在生产过程中，由于原油开采，储存，集输，加工，以及原油采出液处理过程中，由于措施不当，导致石油泄漏至土壤，形成石油污染土壤。被油污染的土壤理化性质发生变化，如土壤孔隙被堵塞，土壤有机质组成（碳氮比和碳磷比等）和结构改变等；同时，土壤微生物、土壤动物及植物也会被显著的影响，最终危及人类健康。污染土壤中的石油污染物还会持续向周边土壤、地下水和大气迁移，造成大范围的污染。

化学氧化技术具有普适性强、处理效果好，修复时间短的优势，而且可以进行原位修复，受场地地面建筑影响较小，可以和物理、微生物技术联合修复，具有广泛的应用前景。

目前常用的化学氧化药剂主要高锰酸盐、过硫酸盐、芬顿试剂。其中高锰酸盐和过硫酸盐处理后会有大量的化学药剂残留，造成二次污染，而芬顿试剂后主要产物为水和二氧化碳，可以看作是一种相对绿色的化学氧化药剂，所以过氧化氢将是一种值得被优先考虑的氧化药剂。

但是，在实际应用中过氧化氢存在以下缺陷：

过氧化氢属于危化品，在运输、贮存、使用过程总有较大安全隐患，限制了其使用；

传统芬顿体系修复油土过程中，往往需要用添加较高浓度的过氧化氢，而过高的过氧化氢浓度使过氧气自身分解加快，取代芬顿反应成为主要反应。

因此，如何控制过氧化氢浓度，并使其在修复土壤过程中的化学氧化反应不受影响，已经成为石油污染土壤修复技术中必须面临的技术难题。

发明内容

发明内容描述段落针对现有技术的不足，本发明提供一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其能减少过氧化氢的自身降解，提高石油烃的去除效率。

一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其特征在于：包括：

1、石油污染土壤预处理

将石油污染土壤挖出，对石油污染土壤进行预处理；

2、添加药剂

将预处理后的石油污染土壤，置于围堰内；加入0.1%~0.5%（wt%）的生物表面活性剂、0.05%~0.5%（wt%）催化剂，再加入清水，使其含水率≥25%，然后将石油污染土壤和药剂混匀，并使其静置；

3、添加过氧碳酸钠

根据石油污染土壤中石油含量，加入2%~15%的过氧碳酸钠，并搅拌均匀，并使其静置；

4、将处置完成的石油污染土壤回填原位，完成石油污染土壤的修复。

进一步的，步骤1中，所述预处理包括：粉碎、除杂。

进一步的，步骤2中，所述催化剂的水溶液由柠檬酸和硫酸亚铁制成，二者摩尔比为1：1；

进一步的，步骤2中，所述静置的时间为2小时左右；

进一步的，步骤3中，所述静置的时间为5~7天。

有益效果

本发明的有益效果：

1、本发明使用过氧碳酸钠替代过氧化氢，过氧碳酸钠溶于水后再缓慢释放过氧化氢，缓慢释放出的过氧化氢同时在二价铁的催化作用下产生羟基自由与石油烃进行芬顿反应，使反应体系中的过氧化氢维持在一个较低的浓度，这样减少了过氧化氢的自身降解，提高石油烃的去除效率。

2、除了通过缓慢释放过氧化氢来降低反应体系总过氧化氢浓度，还通过使柠檬酸和亚铁离子反应形成螯合物，使亚铁离子更加稳定，使芬顿反应可以中性条件下缓慢进行，提高修复效率。反应后的土壤保持在中性，消除了原位回填后重金属向环境迁移的风险。

3、本发明还加入一定量的生物表面活性剂，降低了反应体系的表面张力，增加了石油烃在液相中的溶解度，促进了液相中的羟基自由基和溶解石油烃的反应，提高修复效率。

4、将土壤挖出处置，提高了化学修复剂和土壤的混匀，同时还避免了石油污染物在搅拌过程中扩散到环境土壤中。

具体实施方式

为更加清楚理解本发明的目的、技术方案和技术效果，下面对本发明做进一步说明，但并不将本发明的保护范围仅仅限定在以下实施例当中。

由于石油污染土壤的复杂性，以下实施例针对总石油烃含量≤10%的土壤。

实施例1：

一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其包括：

1、场地铺设

设置高度大于等于50cm的围堰，铺设好防渗层，优选防渗膜，防止石油污染土壤中污染物扩散到环境中；

2、石油污染土壤预处理

将石油污染土壤挖出，对石油污染土壤进行粉碎和除杂预处理；

3、添加药剂

将预处理后的石油污染土壤，置于围堰内；加入0.1%~0.5%（wt%）的生物表面活性剂、0.05%~0.5%（wt%）催化剂，再加入一定的清水，确保含水率≥25%，然后将石油污染土壤和药剂混匀，并使其静置2h；

优选，所述催化剂的水溶液由柠檬酸和硫酸亚铁制成，二者摩尔比为1：1；

4、添加过氧碳酸钠

根据石油污染土壤中石油含量，加入2%~15%的过氧碳酸钠，并搅拌均匀，并使其静置5~7天；

5、将处置完成的石油污染土壤回填原位，完成石油污染土壤的修复。

实施例2：

一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其包括：

1.从长庆油田某井站取10kg石油污染土壤，稍微风干后，去除石块等杂质后，碾碎过2mm筛，装土塑料桶中密封待用；

2.取样检测，TPH（C10-C40)=2.03*104mk/kg，含水率15.6%；

3.取5kg土于10L高密度聚乙烯塑料桶中，加入10g生物表面活性剂、15g螯合铁催化剂（536ml0.5mol/L的螯合铁催化剂），再加入500ml清水，搅拌均匀后放置2小时；

4.在步骤3处理的石油污染土壤中加入400g过氧碳酸钠，搅拌均匀；

5.7天后取样检测，TPH（C10-C40)=3.92*103mk/kg。

上述实施例仅仅针对本发明可行实施方式的具体说明，并非用以限定本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims

1.一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其特征在于：包括：

1) 石油污染土壤预处理

将石油污染土壤挖出，对石油污染土壤进行预处理；

2) 添加药剂

将预处理后的石油污染土壤，置于围堰内；加入0.1%~0.5%（wt%）的生物表面活性剂、0.05%~0.5%（wt%）催化剂，再加入清水，使其含水率≥30%，然后将石油污染土壤和药剂混匀，并使其静置；

3) 添加过氧碳酸钠

4) 将处置完成的石油污染土壤回填原位，完成石油污染土壤的修复。

2.如权利要求1所述的一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其特征在于：步骤1中，所述预处理包括：粉碎、除杂。

3.如权利要求1或2任一项所述的一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其特征在于：步骤2中，所述催化剂的水溶液由柠檬酸和硫酸亚铁制成，二者摩尔比为1：1。

4.如权利要求1或2任一项所述的一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其特征在于：步骤2中，所述静置的时间为2小时左右。

5.如权利要求1或2任一项所述的一种石油污染土壤的化学氧化修复方法，其特征在于：步骤3中，所述静置的时间为5~7天。