一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法技术

本发明专利技术涉及石油污染土壤修复技术领域，具体说是一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法。将待处理石油污染土壤经过机械组成特性分析、初筛分及清洗体系中的污油脱附速率特征分析，根据分析数据建立针对不同质地土壤的特异性两级清洗流程，明确清洗级别更替时间节点，实现对不同粒径下石油污染土壤的清洗过程，同时各级清洗液进行循环利用。本发明专利技术实现了高浓度石油污染土壤的高效低耗清洗治理过程。

An ectopic cleaning method for oil contaminated soil remediation

【技术实现步骤摘要】
一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法
本专利技术涉及石油污染土壤修复
，具体说是一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法。
技术介绍
随着工业化的不断推进，石油化工行业发展迅速，随着而来的石油类污染问题也愈发突出。石油污染土壤体量每年递增，治理需求愈发迫切。现有技术中，多种物理、化学及生物修复方法得到发展运用，但高成本、低效率、多风险的治理技术缺陷始终制约着每种修复技术的工程化应用。土壤清洗技术作为一种传统的物理修复技术，采用水相结合药剂施用的方法，增强石油污染物亲水性，洗脱土壤胶体表面粘附的石油分子，并针对清洗液进行集中治理，从而达到将石油污染物从土壤环境中去除的目的，实现石油污染土壤的修复。目前，关于石油污染土壤的清洗治理中，原位淋洗技术具有适用于大规模修复的优势，但同时又受到土壤渗透性及淋洗液去向难以控制等的限制。原位淋洗技术只有面向水力传到系数>10-3cm/s的多孔隙、渗透性土壤时才具有消耗的污染物去除效率，且淋洗液的流向不定又易造成地下水的污染。土壤异位清洗技术是将污染土壤挖掘后利用清洗设备及构筑物进行污染物洗脱处理，具有处理负荷高、使用性广、规范性强、处理周期短等优势。然而，目前的土壤异位淋洗技术多以土壤整体性的药剂清洗为主，缺乏针对土壤结构性质的针对性清洗，且洗脱废液多为集中治理后排放，造成能耗、水力资源浪费，增加运营成本的同时也提高了清洗质量保障难度。与此同时，在近些年来针对多级清洗技术的开发中，普遍存在各级清洗过程的清洗目标不明确，多级清洗过程冗余，各级清洗液无回用或混乱回用，各级清洗过程间衔接的时间节点不明确、不准确，以及各级清洗体系各相间的分离手段不明晰等不足之处，造成多级清洗实施效率不高、作用有限，清洗液混乱回用引起污染土壤清洗负荷加重、清洗成本增加等不良效果。本专利拟针对上述问题进行针对性清洗工艺设计，实现高效资源化的石油污染土壤清洗治理目标。
技术实现思路
本专利技术目的在于建立一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，将待处理石油污染土壤经过机械组成特性分析、初筛分及清洗体系中的污油脱附速率特征分析，根据分析数据针对不同质地土壤的特异性两级清洗流程，以及清洗级别更替时间节点，实现对不同粒径下石油污染土壤的清洗过程，同时各级清洗液进行循环利用。进一步说，将待处理石油污染土壤进行机械组成特性分析，由此确定土壤两级清洗流程；再依据清洗体系中的石油污染物一级洗脱速率变化特征确定清洗级别更替时间节点，实现对不同粒径下石油污染土壤的清洗。所述待处理石油污染土壤的机械组成特性，为当砂粒组分(0.05-2mm)≥25％且黏粒组分(<0.002mm)≤35％时，定义为砂质土，选择两级减量清洗流程；当砂粒组分(0.05-2mm)＜25％或黏粒组分(<0.002mm)＞35％时，定义为非砂质土，选择两级清洗流程。所述依据清洗体系中的石油污染物洗脱速率变化特征确定清洗级别更替时间节点，为当洗脱体系中污油的一级洗脱速率降低到最大洗脱速率的0-20％时，转为二级清洗。在进一步的说，(1)土壤特性分析：将石油污染土壤进行机械组成分析，判断污染土壤为砂质型或非砂质型土壤，以确定清洗工艺流程择选；(2)清洗预处理：将油污土壤与一级清洗液热碱水(一般按1:5～1:20体积比混合)混合并充分搅混制浆，浆体转移至机械振荡筛中进行湿法振荡筛分；分离粒径>5mm的洁净石砾组分，过筛浆体进入清洗罐内进行一级清洗；(3)一级清洗：根据待处理土壤的属性(机械组成及清洗级别更替时间节点)所确定的清洗工艺路线进行一级清洗；将砂质土壤过筛浆体在一级清洗罐内按既定时间进行搅混清洗，再通过旋流分离器进行固/液两相分离，筛分出0.2-5mm粒径洁净土壤组分，含有<0.2mm粒径土壤的浆体混合物进入二级清洗；或，将非砂质土壤过筛浆体在一级清洗罐内按既定时间与热碱水进行搅混清洗，再通过卧式螺旋离心机进行固/液/液三相分离，分离出<5mm的全部土壤固体、清洗液相及污油相，<5mm的全部土壤固体进入二级清洗罐进行二级清洗；(3)二级清洗：所述处理砂质土壤时，一级清洗出料浆体在二级清洗罐内通过热碱继续进行充分搅混清洗，出料进入叠片离心机进行固/液二相分离，分离出0.01-0.2mm粒级洁净土壤组分，残留油/水/土混合相经破乳处理后进入浮选机分离出清洗水相及污油相，浮选机内的残余渣土为<0.01mm组分，进入酸化罐处理，出土与叠片分离的0.01-0.2mm粒级洁净土壤组分合并进行叠螺脱水处理，最终出料为<0.2mm组分洁净土壤；或，所述非砂质土壤处理，<0.5mm的全部土壤固体在二级清洗罐内经与添加表面活性剂类药剂的清洗液混合并进行充分搅混清洗，出料进入叠片离心机进行固/液二相分离，分离出0.01-5mm粒级洁净土壤组分，残留油/水/土混合相(<0.01mm土壤组分)进入油水分离罐进行油/水分离处理，油水分离罐残留出料经破乳后进入浮选机，浮选机获得残留渣土经酸化罐处理后与上述叠片分离的0.01-5mm粒级洁净土壤组分合并进行叠螺脱水处理，最终出料为<5mm土壤组分，即为洁净土壤。所述在两级减量清洗流程中，分别收集二级清洗后浮选分离水相及叠螺脱水水相，回收后作为一级清洗的清洗液回用；所述两级清洗流程中将一级清洗后经卧螺分离的清洗液相回用于一级清洗罐的热碱洗液中，将二级清洗后的油水分离罐中分离水相、浮选机中分离水相及叠螺脱水水相回收作为二级清洗罐的清洗液组成部分，清洗液循环回用的模式，并实现零排放。更进一步的说，清洗工艺流程设计如下：(1)土壤特性分析：高浓度石油污染土壤经挖掘与破碎处置后进行土壤质地分析，采用清洗液体系进行土壤清洗小试试验，明确污油洗脱速率特征，确定清洗流程择选；(2)清洗预处理：油污土壤与一级清洗液热碱水以既定比例在制浆罐中混合并充分搅混制浆，浆体转移至机械振荡筛中进行湿法振荡筛分；分离粒径>5mm的洁净石砾组分，过筛浆体进入清洗罐内进行进一步清洗处理；(3)一级清洗：针对砂质土壤处理，浆体在一级清洗罐内进行搅混清洗，再通过旋流分离器进行固/液两相分离，筛分出0.2～5mm粒级洁净土壤组分，残留组分亦为含少量水分的油/水/土混合相，进入二级清洗罐进行二级清洗；针对非砂质土壤处理，浆体在一级清洗罐内与热碱水进行搅混清洗，再通过卧式螺旋离心机进行固/液/液三相分离，分离出<5mm的全部土壤固体、清洗液相及污油相，清洗液与热碱水洗液混合调制，回用于新一批污染土壤一级清洗，污油相进入污油罐内收集，<5mm的全部土壤固体进入二级清洗罐进行二级清洗。(4)二级清洗：针对砂质土壤处理，一级清洗出料浆体在二级清洗罐内继续进行充分搅混清洗，出料进入叠片离心机进行固/液二相分离，分离出0.01～0.2mm粒级洁净土壤组分，残留油/水/土混合相经破乳处理后进入浮选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，其特征在于：将待处理石油污染土壤经过机械组成特性分析、初筛分及清洗体系中的污油脱附速率特征分析，根据分析数据建立针对不同质地土壤的特异性两级清洗流程，明确清洗级别更替时间节点，实现对不同粒径下石油污染土壤的清洗过程，同时各级清洗液进行循环利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，其特征在于：将待处理石油污染土壤经过机械组成特性分析、初筛分及清洗体系中的污油脱附速率特征分析，根据分析数据建立针对不同质地土壤的特异性两级清洗流程，明确清洗级别更替时间节点，实现对不同粒径下石油污染土壤的清洗过程，同时各级清洗液进行循环利用。


2.按权利要求1所述的用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，其特征在于：将待处理石油污染土壤进行机械组成特性分析，由此确定土壤两级清洗流程；再依据清洗体系中的石油污染物一级洗脱速率变化特征确定清洗级别更替时间节点，实现对不同粒径下石油污染土壤的清洗。


3.按权利要求2所述的用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，其特征在于：所述待处理石油污染土壤的机械组成特性，为当砂粒组分(0.05-2mm)≥25％且黏粒组分(<0.002mm)≤35％时，定义为砂质土，选择两级减量清洗流程；当砂粒组分(0.05-2mm)＜25％或黏粒组分(<0.002mm)＞35％时，定义为非砂质土，选择两级全量清洗流程。


4.按权利要求2所述的用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，其特征在于：所述依据清洗体系中的石油污染物洗脱速率变化特征确定清洗级别更替时间节点，为当洗脱体系中污油的一级洗脱速率降低到最大洗脱速率的0-20％时，转为二级清洗。


5.按权利要求1-4任意一项所述的用于石油污染土壤修复的异位清洗方法，其特征在于：
(1)土壤特性分析：将石油污染土壤进行机械组成分析，判断污染土壤为砂质型或非砂质型土壤，以确定清洗工艺流程择选；采用清洗体系进行土壤清洗小试试验，依据污油洗脱速率变化特征，确定清洗级别更替时间节点；
(2)清洗预处理：将油污土壤与一级清洗液热碱水混合并充分搅混制浆，浆体转移至机械振荡筛中进行湿法振荡筛分；分离粒径>5mm的洁净石砾组分，过筛浆体进入清洗罐内进行一级清洗；
(3)一级清洗：根据待处理土壤的属性，将砂质土壤过...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭书海，王卅，吴波，程凤莲，李刚，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21