低含油固廢化學(xué)氧化影響因素室內(nèi)研究

肖峰 馬文杰

摘 ?要：化學(xué)氧化法清洗油泥是通過化學(xué)氧化反應(yīng)或其他增強氧化的方法將油泥中的有機污染物轉(zhuǎn)化成無毒害形態(tài)的一種處埋過程?；瘜W(xué)氧化反應(yīng)中影響總石油烴降解效果的因素主要有pH，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時間，氧化劑用量，催化劑，氧化助劑，氧化劑類別等，本次實驗對各影響因素進(jìn)行研究，評價出本次最佳的反應(yīng)條件。

關(guān)鍵詞：含油污泥;化學(xué)氧化;總石油烴降解

一、室內(nèi)實驗情況

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

主要試劑：總石油烴、助劑、助劑、氧化劑、催化劑、NaOH、濃鹽酸、丙酮、環(huán)已烷，試劑均為分析純。

主要儀器：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（6890N GC-5973N MSD、美國Agilent科技公司）、電子分析天平（AL204型、美國Mettler-Toledo公司）、微波催化合成/萃取儀（XH100B、北京祥鵠科技發(fā)展有限公司）。

1.2 土壤樣品

土樣采自河北某總石油烴污染場地土壤表層（0-20 cm），質(zhì)地為粘土，有機質(zhì)含量為1.37%，pH值為6.80，將采集的土壤置于陰涼處自然風(fēng)干，去除植物殘體，用玻璃研缽研細(xì)，全部過110目篩，分別裝入玻璃瓶中，于4℃冰箱儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 土壤染毒

總石油烴標(biāo)樣配制

取0.05 mL總石油烴溶于50 mL乙醇，于容量瓶中定容，得到12000 ppm的總石油烴-乙醇溶液。再取4.2 mL總石油烴-乙醇溶液，溶于50mL水中，于容量瓶中定容，得到1000 ppm總石油烴溶液，再經(jīng)一次稀釋得到100 ppm總石油烴溶液，即為總石油烴標(biāo)樣。

1.4 緩沖溶液的配制

取2.1 g催化劑、0.8 g NaOH、1.16 mL濃鹽酸分別溶于適量水中，將三種溶液加入100 mL容量瓶中定容，即配制得到pH為3.1的緩沖溶液。可用相同方法配制一系列不同pH值的緩沖溶液。

1.5 氧化實驗

稱取10g染毒土壤和0.97 g助劑加入到100 mL燒杯中，然后加入60mL緩沖溶液到上述土壤中混合均勻，形成泥漿。然后在恒溫磁力攪拌下逐滴加入0.84 mL氧化劑，在恒溫磁力攪拌條件下反應(yīng)1 h，反應(yīng)結(jié)束后將泥漿轉(zhuǎn)移至離心管中，經(jīng)離心使土壤和反應(yīng)液分離，棄去上層清液，將土壤放入烘箱中65℃干燥6h，冷卻至室溫后加入4.0 g助劑混合均勻待用。

1.6實驗結(jié)果

泥漿在3000r/min的離心機中進(jìn)行離心分離10min，去除上清液，將下層泥漿置于烘箱中65℃烘干。采用重量法測量石油含量，測量結(jié)果表明，采用本研發(fā)的技術(shù)工藝對油泥中總石油烴的去除率為84%。

二、影響因素分析

2.1 pH對氧化效果的影響

由圖2-1可知，pH對氧化效果影響較大，當(dāng)pH值小于3時，降解率隨pH的增大而增大?？赡芘cpH=3時，能夠保證自由基的有效生成有關(guān)，與大量研究結(jié)果，反應(yīng)體系在pH 3～4時效果最佳，相一致。

2.2 時間對氧化效果的影響

選取條件：30 min、1 h、2 h、3 h、4 h。由圖中數(shù)據(jù)可看出，隨時間的增長降解率增大，時間愈長，降解愈完全，但考慮到時間成本和效率問題，本實驗最終選取1h為實驗時間。

2.3 溫度對氧化效果的影響

選取條件：20 oC、30 oC、40 oC、50 oC（夏天室溫地面最高溫度為50oC）。由圖中數(shù)據(jù)可知，30℃之前，降解率隨溫度的增大而增大，30℃時降解率最大;30℃之后，降解率呈下降趨勢?？赡苁且驗檠趸瘎┑幕钚栽?0℃之前隨溫度的增大而增強，當(dāng)溫度高于30℃之后氧化劑部分分解。

三、結(jié)束語

綜上所述，針對本次模擬染毒土壤，研發(fā)工藝試驗最佳條件為：pH=3、氧化劑用量0.5 mL、助劑用量 2.91 g、催化劑用量0.6 g、反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時間1h。

本實驗室內(nèi)確定的化學(xué)氧化工藝可在常溫條件下實現(xiàn)對油泥儲存池內(nèi)油泥的快速安全無害化處理，同時回收部分高濃度原油，在實現(xiàn)對含油固廢無害化、減量化的同時，可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。

參考文獻(xiàn)

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[2] ?余蘭蘭，宋健，鄭凱，等. 有機陽離子絮凝劑的制備及用于含油污泥脫油效果研究[J].化工進(jìn)展，2014，33（5）：1285-1289.

[3] ?HJ637-2012，水質(zhì)石油類和動植物油的測定紅外分光光度法[S].

作者簡介：肖峰，男，漢族，遼寧省營口市，1983年出生，研究方向：含油固廢處理工藝研究以及工程化應(yīng)用。單位：中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司。