一种石油污染土壤无害化及资源化的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种石油污染土壤无害化及资源化的处理方法，将石油污染土壤与水溶性锰混合均匀后在限氧条件下进行共热解，加速了石油污染土壤的热解，缩减热解所需时间，制得富含锰氧化物的无害化土壤，总石油烃去除率可达99.5％以上。制得的无害化土壤作为吸附剂应用于废水中的重金属吸附，具有高效稳定性能，处理效果好，实现了石油污染土壤的增值转化与资源化利用。源化利用。源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种石油污染土壤无害化及资源化的处理方法


[0001]本专利技术属于土壤污染防治
，具体涉及到一种石油污染土壤无害化及资源化的处理方法。

技术介绍

[0002]石油污染土壤可简单分类生物修复法和物化修复法。生物修复法包括植物降解和微生物降解等，修复成本较低但速度较慢，所需修复周期较长，主要适用于低浓度石油污染土壤修复；物化修复法，包括热处理、高级氧化和淋洗等，其中高级氧化和淋洗均可快速去除土壤中的石油烃污染物，但需要投入大量外源化学药剂，成本高且容易造成二次污染；焚烧和热脱附等热处理方法效率更高，是目前重度石油污染土壤修复中广泛应用的方法，但能耗和成本也较高，降低能耗和成本是热处理技术成功应用的关键。
[0003]热解也是一种重要的热处理方法，对石油污染土壤进行热解处理，石油烃类污染物中的轻质烃可以通过挥发而迅速去除，重质烃可裂解成为轻质烃后挥发去除。挥发出来的轻质烃通过冷凝处理可以回收热值高、品质好的液态油，回用于热解处理过程可降低其净能耗。此外，残留土壤中的固态有机碳主要为稳定性较好、无生态毒性的无定形炭或石墨化炭，使石油污染土壤转化为炭化土壤，实现安全处置。因此，热解对于石油污染土壤修复具有效率高、净能耗低、二次污染风险小等优势。
[0004]同时，如何处置石油污染土壤热解修复后得到的炭化土壤是一个值得关注的问题。炭化土壤因无生态毒性可以安全回归农用，不会对后续农作物种植造成负面影响。该策略成本低，操作方便，便于大规模处置炭化。然而，该方法未能充分利用炭化土壤中的有益功能组分及其环境功能，资源化利用价值较低，因此迫切需要高值资源化新方法。
[0005]常规清洁土壤中通常含有粘粒矿物、碳酸盐、金属氧化物和有机质等具有吸附性能的功能组分，使土壤本身具有一定的自净能力和环境容量，因此广泛用作人工湿地、生态浮岛的基质。与常规清洁土壤相比，热解并不会减少除土壤中除有机质以外的其它功能组分，甚至会激活部分组分的吸附性能，还会增加无定形炭或石墨化炭的含量。因此，石油污染土壤热解后得到的炭化土壤可视为矿物/炭复合吸附材料，预期具有良好的吸附性能，若应用于废水处理，可以形成新土
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水污染协同治理循环经济模式，同步实现石油污染土壤的高效修复与高值资源化，推动石油污染治理模式的革新，实现环境经济的共赢。
[0006]提升PCS热解所得炭化土壤的吸附性能是进一步提高收益并补偿热解修复成本的必然选择，也是推动石油污染土壤高值资源化的关键。常规清洁土壤自身吸附重金属的主要机制通常为碳酸盐结合和金属氧化物结合，其次为粘粒矿物吸附和有机质络合，其中金属氧化物吸附性能通常更佳。此外，添加外源金属氧化物与石油污染土壤进行共热解还可以提升热解效率、降低能耗和缩短处理时间。金属掺杂量过高或结合不稳定也可能导致其在使用过程中浸出而产生风险。因此，研发能够同时促进热解效率和提升炭化土壤吸附性能的共热解物质并对其掺杂量和热解参数进行优化，对于石油污染土壤的高效修复与高值资源化具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0008]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0009]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种石油污染土壤无害化的处理方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0011]石油污染土壤加入水溶性锰溶液中浸渍，混合均匀后离心取沉淀，干燥即得石油污染土壤
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水溶性锰混合物；
[0012]混合物置于热解炉中通入氮气进行慢速热解，反应结束冷却至室温即得富锰的无害化土壤。
[0013]作为本专利技术所述石油污染土壤无害化的处理方法的一种优选方案，其中：所述水溶性锰溶液浓度为10～50g/L，其中，水溶性锰包括高锰酸钾、硫酸锰、硝酸锰中的一种或多种。
[0014]作为本专利技术所述石油污染土壤无害化的处理方法的一种优选方案，其中：所述石油污染土壤与水溶性锰溶液的质量比为1：2～10，浸渍处理时间为30～120min。
[0015]作为本专利技术所述石油污染土壤无害化的处理方法的一种优选方案，其中：所述干燥为自然风干1～5d或105℃烘干6～24h。
[0016]作为本专利技术所述石油污染土壤无害化的处理方法的一种优选方案，其中：所述慢速热解，其中，热解温度为400～600℃，升温速率为5～20℃/min，热解时间为15～120min。
[0017]本专利技术的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种石油污染土壤资源化的处理方法。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述土壤无害化处理后作为吸附材料用于吸附废水中的铅、铜、锌、镉等重金属阳离子。
[0019]作为本专利技术所述无害化土壤的应用的一种优选方案，其中：
[0020]无害化处理后的石油污染土壤与硅砂混合均匀置于柱状容器中；
[0021]在容器的进水口与出水口填充石英砂；
[0022]含重金属的废水通过容器自下而上的进水。
[0023]作为本专利技术所述无害化土壤的应用的一种优选方案，其中：所述无害化土壤与硅砂的质量比为1:0.25～5。
[0024]作为本专利技术所述无害化土壤的应用的一种优选方案，其中：所述废水进水过程中通过恒流泵控制流速使水力停留时间为15～60min。
[0025]作为本专利技术所述无害化土壤的应用的一种优选方案，其中：所述方法对不同类型、不同初始浓度的重金属废水均具有优异的处理效果。
[0026]本专利技术有益效果：
[0027](1)本专利技术利用水溶性锰浸渍石油污染土壤，使之均匀分布于土壤胶体中，热解过程中水溶性锰转化为二氧化锰，具有较好的导热效率，可以加速石油污染土壤的热解，缩减热解所需时间，总石油烃率去除率可达99.5％以上，残留总石油烃含量迅速降至国家相关
环境标准限制值以下，实现达标修复。
[0028](2)本专利技术利用石油污染土壤/水溶性锰共热解方法，可使二氧化锰均匀覆着于炭化土壤表面，形成的富锰炭化土壤不但增加了土壤中具有吸附性能的金属氧化物组分，还显著激发了土壤中天然矿物的反应活性，使其对重金属的吸附显著提升。
[0029](3)本专利技术采用富锰炭化土壤作为吸附剂连续处理含重金属废水，对不同类型、不同初始浓度的重金属废水均具有较好的处理效果，出水水质波动性小，长期稳定性较好，具有规模化应用前景。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石油污染土壤无害化的处理方法，其特征在于：包括，石油污染土壤加入水溶性锰溶液中浸渍，混合均匀后离心取沉淀，干燥即得石油污染土壤
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水溶性锰混合物；混合物置于热解炉中通入氮气进行慢速热解，反应结束冷却至室温即得富锰的无害化土壤。2.如权利要求1所述的石油污染土壤无害化的处理方法，其特征在于：所述水溶性锰溶液浓度为10～50g/L，其中，水溶性锰包括高锰酸钾、硫酸锰、硝酸锰中的一种或多种。3.如权利要求1所述的石油污染土壤无害化的处理方法，其特征在于：所述石油污染土壤与水溶性锰溶液的质量比为1：2～10，浸渍处理时间为30～120min。4.如权利要求1所述的石油污染土壤无害化的处理方法，其特征在于：所述干燥为自然风干1～5d或105℃烘干6～24h。5.如权利要求1所述的石油污染土壤无害化的处理方法，其特征在于：所述慢速热解，其中，热解温度为400～600℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明新，王世泽，凌雪，屈嘉琦，高航，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：