土壤中石油污染物的脱附研究.pdf

第 4 5 卷第 3期 2 0 1 6年 3月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e m i c a l I n d u s t r y V o 1 ． 4 5 ．N o ． 3 M a r c h，2 0 1 6 土壤中石油污染物的脱附研究 李 宗 蔚 东北石油大学， 黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 8 摘 要 使用有机溶剂萃取法 O S E ， 对高浓度石油污染土壤进行修复。经过精馏操作，以有效回收原油， 建立脱附等温曲线 ，得出了石油污染物在土壤一 有机溶剂两相间的迁移规律。实验结果表明，液固比在 3 1 到 51 的情况下时，能够达到较好的脱附效果。 关键词石油污染物；脱附；研究 中图分类号T E 9 9 1 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 6 0 3 0 5 1 7 0 2 S t r i p p i n g P r o c e s s o f Pe t r o l e u m P o l l u t a n t s i n S o i l LIZo n g- we i No r t h e a s t P e t r o l e u mUn i v e r s i t y , H e i l o n g j i a n g Da q i n g 1 6 3 3 1 8 ，C h i n a Ab s t r a c t O r g a n i c s o l v e n t e x t r a c t i o n O S E 1 wa s u s e d t o r e me d i a t e h i g h c o n c e n tr a t i o n o f p e t r o l e u m c o n t a mi n a t e d s o i l ． Fi r s t h o w t o e ff e c t i v e l y r e c y c l e o i l b y d i s t i l l a t i o n o p e r a t i o n wa s d i s c u s s e d ， a n d t h e n s t r i p p i n g i s o the r ma l c u r v e wa s e s t a b l i s h e d ．fi n a l l y the mi g r a t i o n p a t t e r n o f O i l p o l l u t a n t s b e t we e n s o i l and o r g a n i c s o l v e n t wa s s t u d i e d ．T h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t ， wh e n l i q u i d - s o l i d r a t i o i s i n the r a n g e o f 3 1 t o 5 1 ，g o o d s t r i p p i n g e f f e c t C an b e a c h i e v e d ． Ke y wo r d s Oi l p o l l u t an t s ； S t r i p p i n g ； Re s e a r c h 在油田开采区域的周围，无论是对石油资源进 行勘探、开采还是存储的过程中，都极有可能会使 周 围的土壤受到石油的污染 。通过研究发现 ，在油 田周边 的土 壤 当中 ，含油 量一般 会达 到 1 2 0 0 0 m g ‘k g 以上，远远大于临界值 5 0 0 mg ‘k g 【l J 。 当石油污染物与土壤混合到一起之后，相互之 间就会发生很多化学作用。其中最明显的一个作用 就是吸附一 脱附作用，这个作用对于污染物在土地 中的运送和降解都有着有一定的影响 。 本文主要调查 了我 国油 田地 区 的石油污染情 况，利用有机溶剂，对其中的石油进行萃取，通过 精馏操作，来将原油进行回收处理，同时确定了脱 附类型。 1 实验部分 1 ． 1 土壤样品采集和处理 实验材料正己烷、正戊烷、乙酸乙酯 分析 纯 、被石油污染的土壤等。 1 ． 2 实验方法 1 脱附动力学实验 利用溶剂 一般为乙酸乙酯、正己烷和正戊烷 的混合物 在 2 0 1 q C 的温度下，采取的实验方法 是批实验法，对所检验的土样进行萃取，做好实验 数据记录。 2 等温脱附实验 实验步骤 首先要称取 1 0 g 的试样， 然后向样 品中加入 8 0 m L的乙酸乙酯和复合溶剂，设定的实 验温度为2 0 1 ℃，对样品进行萃取，萃取 1 h 后， 抽取上层的清液，运用重量法分析其内的含油量， 同时测定液固比 体积质量比 为 4 l和 6 l 下的含油量 ，重复上述实验 。 2 计算方法 本文主要的计算方法有 H e r n y线性平衡模型 和 F r e u n d l i c h平衡模型， 用以对土壤中的数据进行 处理 。 1 H e r n y线性平衡模型H 如果本次实验的最后结果是符合线性平衡模 型，则可以根据下式进行计算 C s C e 1 式中 G为固相浓度， k g s o i l ； 为液相平衡浓 度 ， m - ； 表示污染物的固液相分配系数， 单 位是 m3 ．k g , 。对一系列 G 作图，可以确定分 配系数 。 2 F r e u n d l ie h平衡模型 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 4 2 1 作者筒介李宗蔚 1 9 9 4 一 ，男，河北玉田 人， 研究方向石油工程 。E m a i l 2 8 4 4 3 8 3 7 8 3 q q ． c o m 。 5 1 8 当 代 化 工 2 0 1 6年 3月 F r e u n d l i c h平衡模型的数学计算公式见 2 C s ． 2 式中，常数是K和 。通过线性变换可得式 3 - 。 g l o g ／ 1 ／ 。 g c 3 ， 之后对 l o g C s和 l o g C e进行画图， 数 K和 的数值。 爪I匣定的数值。当大于最大的液固化后，在脱油效 果上 ， 也不会有很大的上升。 通过实验 ， 得出当 S S R 的比例是 6 1 的时候 ， 比较合适。 不过要考虑后期 对于溶剂的 回收方面的价格要算在 内，所 以 ，S S R 的比例最好不要大于6 1 ， 应该维持在 3 1 ～ 5 1 这一个数据段为最佳。 以 此确 定常4 结 论 3 结果与讨论 1 脱附平衡时间 G O ． 0 0 1 5 C e l ／ 1 ． 1 9 7 5 通过设定液固比为 6 1 ， 然后测定了在不同萃 取时间下的脱油率。实验结果发现在 5 分钟内，脱 油率逐渐提高 ， 在 1 0 rai n后 ， 趋于平缓 ，l 5 ～ 2 5 mi n 内不再变化 。由此能够发现 在土壤 中石油含量 ， 以及在溶剂中石油含量处于一个平衡的状态 ，并且 大约有 4 ／ 5的污染物在 5 mi n之 内就 已经脱附，到 了 2 O mi n时 ，基本 已经脱 附完成 ，而实验时间为 3 0 ra i n 左右时，基本已经全部完成脱附的过程。 2 S S R对等温脱附线的影响 在不同 S S R 情况下 ，固液相分配系数与 S S R 成正比例的关系， 当S S R从 6 1 的比例上升到 8 1的时候 ，在分配系数方面 出现 的变化不是很大。 当 S S R增加到一定的数值后， 分配系数才会出现一 本文主要通过实验验证了液固比S S R对萃取的 影响。试验结果表 明土壤 中的石油污染物可以在 五分钟之 内进行脱 附， 到 2 0 m i n后即可达到一个脱 附平衡 ，综合考虑后期溶剂 回收成本 ，最后得出液 固比在 3 1 到 5 1 是最好的。 参考文献 [ 1 ] 廉景燕，郭敏，李鑫钢． 静态条件下石油污染物在水一 土壤体系中的 脱附特性[ J 】 ．化工进展， 2 0 0 9 0 8 2 3 3 6 ． [ 2] 李国玉， 马巍 穆彦虎， 李兴柏， 毛云程．多年冻土区石油污染物迁移 过程试验研究[ J ] l 岩土力学， 2 0 1 1 5 1 6 7 7 0 ． [ 3] 胡红亮， 刘国东， 余世娇，李龙国．石油污染物在滨海潜水层中的迁 移预测f J ] ． 人民黄河， 2 0 1 1 0 8 5 3 5 7 ． [ 4 ] 陈虹， 陈颖， 全燮， 等． 土壤一 水体系中固／ 液 比对溶解性石油烃吸附的 影响 ． 环境科学．．2 0 0 7 ， 2 8 6 1 2 9 5 1 2 9 9 ． [ 5 ] 陶雪琴， 党志， 卢桂宁．等． 污染土壤中多环芳烃的微生物降解及其机 理研究进展 矿物岩石地球化学通报， 2 0 0 3 ， 2 2 4 3 5 6 3 6 0 上接 第 5 1 6页 2 ． 4 不同硫化体 系对胶料力学性能的影响 由表 6可知，硫化胶料性能较好是体系 7和 体系 8 。 对比体系 7和体系 8 ， 虽然体 8的性能都比 体系 7好 ，但是体系 8的硫化时间长 ，且硬度比 不上体系 7 ， 所以体系 7 是氯丁橡胶理想硫化促进 剂体 系。 3 结 论 1 硫化温度升高，硫化速度加快。 2 在氯丁橡胶硫化促进剂体系中加入 1份 N A 一 2 2 、 0 ．5 份 T M T D要比0 ．5 份 N A 一 2 2 、 0 ．5 份 D M 获得更短的硫化时间。 3 以4份氧化镁、 5份氧化锌、 1 份 N A 一 2 2 、 0 ．5份 T M T D为氯丁橡胶的硫化体系， 可使胶料具备 较长焦烧时间、 硫化速率快的特点，硫化胶的综合性 能较好。 参考文献 [ 1 ]蒋峰耐热氯丁橡胶电缆护套配方研制[ J l _世界橡胶工艺，2 0 0 4 ， 3 1 6 2 3 - 2 6 ． [ 2 ]谢遂志 ，刘登样，周呜峦．橡胶工业手册第一分册 第六章氯丁 橡胶【 M] ． 北京 化学工业出版社 ，1 9 8 9 0 9 3 2 1 3 2 7 ． 【 3 ] 刘印文，刘振华． 氯丁橡胶配合加工与应用l M 】 ．北京 化学工业出 版社，2 0 0 2 0 1 2 4 ． [ 4]张殿荣．橡胶基础知识现代橡胶配方设计[ M] ． 第二版． 北京 化学工、 l 出版社 ，2 0 0 1 0 5 ．