[发明专利]一种高浓度石油污染土壤的清洗-热处理耦合工艺

说明书

本发明属于高浓度石油污染土壤修复工艺研发与应用领域，进一步的说是开发了一种高浓度石油污染土壤的清洗‑热处理耦合工艺，该工艺实现针对高浓度石油污染土壤的治理过程。利用不含表面活性剂类药剂的清洗体系对待处理污染土壤进行清洗预处理，通过考察污染土壤的粒径组成变化、污油分布变异系数、中低碳数污油组分含量及土壤含水量等指标变化，判定处置工艺变更时间节点；再耦合热脱附处置方式，进而实现对待处理高浓度石油污染土壤治理。本发明通过将清洗预处理过程与热脱附处置技术进行有机结合，实现在针对高浓度石油污染土壤高效、低耗的处置过程，具有良好的推广应用前景。

技术领域

本发明属于高浓度石油污染土壤修复工艺研发与应用领域，进一步的说是开发了一种高浓度石油污染土壤的清洗-热处理耦合工艺，该工艺实现针对高浓度石油污染土壤的治理过程。

背景技术

高浓度石油污染土壤通常来源于油田区钻探井喷、输油泄漏、开采事故等过程，早期通常采用就地掩埋等手段快速处置，以免耽误生产活动。然而，高浓度污油在土壤中可跟随土壤水气迁移而发生扩散，且随着氧化程度的不断加重，污油的老化程度不断提高，极性不断增强，亲水性减弱，促使其在土壤团聚体等颗粒表面及内部的吸附作用愈发增强，使得治理修复过程更加困难。

对此，对于一般温和型的物理与生物修复技术而言，很难获得良好的修复效果。如针对生物修复技术而言，高浓度老化的污油可生化性很差，且具有更高的毒性作用，故而使功能微生物代谢污油的能力很弱，难以达到修复目的；土壤淋洗技术通常是污油土壤修复常用的物理修复方法，然而高浓度老化污油的疏水性导致其清洗脱附效果不明显；化学氧化技术是一种较为强效的修复手段，对于高浓度污油土壤治理而言具氧化药剂的强氧化性有更加显著的效果，然而，土壤的异质性导致化学药剂的实际作用效率甚低，且难以进入土壤团聚体内部与污油物质接触，故而工程应用效果与治理成本成为该技术应用的限制性因素。面对上述修复技术应用过程中的瓶颈问题，热脱附修复技术逐渐显现出更加显著的处置优势。采用高温处置过程进行污油脱附，具有快速强效的优点，然而，高温过程所需的高能耗与较高成本也是限制热脱附修复技术大规模应用的主要因素。对此，许多研究机构与公司企业力求通过改良供热方式、脱附气处置方式、温程控制工艺等措施，提高热脱附效率，实现节能降耗的目的。但现阶段而言，热脱附修复技术的高效处置过程仍然难以符合从业人员的目标需求。

如何降低热脱附处置负荷并较好地利用热脱附工艺的强效处置过程，是改良热脱附修复成本、实现其更广泛应用所要解决的首要问题。对此，可尝试采用联合修复技术，即增加前处理措施，再与热脱附修复技术结合应用，有望为热脱附处置过程减负，从而降低能耗，节约成本，并优化处置效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种高浓度石油污染土壤的清洗-热处理耦合工艺。

为实现上述目的本发明采用的技术方案为：

一种高浓度石油污染土壤的清洗-热处理耦合工艺，利用不含表面活性剂类药剂的清洗体系对待处理污染土壤进行清洗预处理，通过考察污染土壤的粒径组成变化、污油分布变异系数、中低碳数污油组分含量及土壤含水量等指标变化，判定处置工艺变更时间节点；再耦合热脱附处置方式，进而实现对待处理高浓度石油污染土壤治理。

所述不含表面活性剂类药剂的清洗体系为由含油无机盐助剂的碱性热水溶液组成；其中，含油无机盐助剂为0.5～2.0mol/LNa₂CO₃或NaHCO₃，清洗体系pH为11～13，热水温度为65-85℃。

所述清洗体系温度为65～85℃，待处理土壤固体与清洗体系比例为1:5～1:8(W/V，g/mL)。

所述判定处置工艺变更时间节点满足下述四种参数要求为：

①经过清洗预处理后，污染土壤的粒径组成变化，油污土壤中石砾组分(粒径＞2.0mm)与粗砂粒中大粒径组分(2.0mm≥粒径≥1.0mm)(统称大颗粒组分)吸附的污油残留量占初始含量的30％～40％；