新型脫附劑的制備及在石油開采區(qū)污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:新型脫附劑的制備及在石油開采區(qū)污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:石油已成為人類最主要的能源之一,隨著石油的生產(chǎn)和消費(fèi)量的不斷增加,在開采、煉制、貯運(yùn)、使用過程中石油及各種石油產(chǎn)品進(jìn)入環(huán)境而造成的污染問題日益嚴(yán)重。隨著石油工業(yè)的發(fā)展,我國石油開采地區(qū)污染土壤面積不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致土壤生態(tài)功能退化、生物多樣性受損,因此石油開采地區(qū)土壤石油污染問題亟待解決。由于石油是疏水性的有機(jī)化合物,在土壤中降解緩慢,因此需要采用特殊方式對其進(jìn)行修復(fù)。在眾多修復(fù)方式中,基于表面活性劑的增效修復(fù)技術(shù),成為當(dāng)前的熱點(diǎn)。本論文以五種不同的表面活性劑為對象,通過對表面活性劑在土壤中的吸附特征及其影響因素進(jìn)行探究,采用正交設(shè)計(jì)選取適宜的脫附劑,進(jìn)一步研究其對石油污染土壤的脫附效果、脫附液中的脫附劑的分離回收及脫附工藝的優(yōu)化,取得的主要結(jié)果如下:1.吸附試驗(yàn)表明,十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基硫酸鈉(SDS)在濱海鹽土上的吸附動力學(xué)可以用一級動力學(xué)模型較好的描述,曲拉通(TX-100)、吐溫80(Tween80)在濱海鹽土上的吸附動力學(xué)可以用二級動力學(xué)模型較好的描述,而皂角苷(Saponin)在土壤上的吸附動力學(xué)分別可用內(nèi)擴(kuò)散模型較好的描述。五種表面活性劑都在2h內(nèi)達(dá)到吸附平衡,而且Tween80在濱海鹽土上的吸附量最多,為6.89 mg g-1;皂角苷在濱海鹽土上的吸附量最少,僅為2.17 mg g-1。SDS、TX-100、皂角苷三種表面活性劑的等溫吸附曲線都可用Sips模型較好的描述。復(fù)合條件下,一種表面活性劑加入可以減少土壤對另一種表面活性劑的吸附量;當(dāng)pH從2增加至10時,SDS與TX-100在土壤上吸附量不斷降低,而皂角苷的吸附量變化不明顯;當(dāng)溫度從10℃上升至50℃時,SDS、TX-100、皂角苷在土壤上的吸附量均有不同程度的增加;谏鲜鼋Y(jié)果,最終選取SDS、TX-100、皂角苷作為后續(xù)試驗(yàn)所需的表面活性劑。2.應(yīng)用化學(xué)熱洗原理與正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),研究了不同硅酸鈉濃度(1g L-1、3gL-1、5 g L-1)、不同溫度(50℃、60℃、70℃)、不同振蕩時間(40 min、50min、 60min)條件下,石油污染土壤脫附的最適試驗(yàn)條件。研究結(jié)果表明,當(dāng)助劑硅酸鈉濃度為5g L-1,溫度70℃、振蕩50min時,脫附率最高,為52.72%。通過表面活性劑的組配獲得了新型脫附劑的組配方案:SDS的濃度為0.5 g L-1,皂角苷的濃度為0.5 g L-1,硅酸鈉濃度為5 g L-1。該脫附劑對石油的脫附率比傳統(tǒng)脫附劑提高了約15~20個百分點(diǎn)。脫附劑的分離回收試驗(yàn)表明,經(jīng)過3次淋洗后,脫附劑的殘留量從2537 mg kg-1下降到1769 mg kg-1;利用有機(jī)溶劑可以有效的分離脫附液中的脫附劑與石油,其中三氯甲烷的對石油的去除效果最好,去除率為78.36%,正己烷的去除效果最差,去除率僅為69.27%。3.通過調(diào)節(jié)脫附液pH、溫度、振蕩時間等,獲得新型脫附劑在濱海鹽土中的最適脫附條件即:pH 8,溫度60℃,振蕩時間80min;赜迷囼(yàn)表明,脫附液中仍含有有效的表面活性劑成分,對石油污染物仍具有一定的脫附效果。當(dāng)回用次數(shù)為兩次時,石油脫附率為16.53%。
【關(guān)鍵詞】:石油污染土壤 強(qiáng)化作用 SDS TX-100 皂角苷 脫附劑
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:X53;X741
【目錄】:
- 致謝6-10
- 中文摘要10-12
- ABSTRACT12-14
- 第一章 文獻(xiàn)綜述14-26
- 1.1 石油污染現(xiàn)狀及危害14-15
- 1.1.1 石油污染現(xiàn)狀14
- 1.1.2 石油污染危害14-15
- 1.2 石油污染土壤的修復(fù)15-19
- 1.3 表面活性劑在石油污染土壤修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用19-21
- 1.3.1 表面活性劑種類19-20
- 1.3.2 表面活性劑的修復(fù)機(jī)理20-21
- 1.4 影響表面活性劑修復(fù)石油烴污染土壤的因素21-23
- 1.4.1 表面活性劑的類型對其修復(fù)石油污染土壤的影響21-22
- 1.4.2 表面活性劑的結(jié)構(gòu)對其修復(fù)石油污染土壤的影響22
- 1.4.3 土壤特性對表面活性劑修復(fù)石油污染土壤的影響22
- 1.4.4 溫度對表面活性劑修復(fù)石油污染土壤的影響22-23
- 1.4.5 無機(jī)電解質(zhì)對表面活性劑修復(fù)石油烴污染土壤的影響23
- 1.5 脫附劑的回收23
- 1.6 論文主要研究內(nèi)容23-26
- 1.6.1 研究意義23-24
- 1.6.2 研究內(nèi)容24-25
- 1.6.3 技術(shù)路線25-26
- 第二章 表面活性劑在土壤上的吸附特征及影響因素26-39
- 2.1 引言26
- 2.2 試驗(yàn)材料與方法26-30
- 2.2.1 試驗(yàn)材料及來源26-27
- 2.2.2 表面活性劑濃度的測定方法27-29
- 2.2.3 表面活性劑吸附動力學(xué)試驗(yàn)29
- 2.2.4 單一表面活性劑在土壤上的等溫吸附試驗(yàn)29
- 2.2.5 復(fù)合型表面活性劑在土壤上的等溫吸附曲線29-30
- 2.2.6 溫度對濱海鹽土吸附表面活性劑的影響30
- 2.2.7 pH對濱海鹽土吸附表面活性劑的影響30
- 2.2.8 不同土壤對吸附表面活性劑的影響30
- 2.3 結(jié)果與分析30-38
- 2.3.1 不同表面活性劑在天津?yàn)I鹽土的吸附動力學(xué)試驗(yàn)30-32
- 2.3.2 不同表面活性劑的等溫吸附曲線32-34
- 2.3.3 復(fù)合型表面活性劑的等溫吸附曲線34-35
- 2.3.4 不同pH對天津?yàn)I海鹽土吸附表面活性劑影響35-36
- 2.3.5 不同溫度對天津?yàn)I海鹽土吸附表面活性劑的影響36-37
- 2.3.6 不同土壤對表面活性劑吸附的影響37-38
- 2.4 本章小結(jié)38-39
- 第三章 復(fù)合表面活性劑的制備及其對石油脫附的影響39-50
- 3.1 引言39
- 3.2 試驗(yàn)材料與方法39-42
- 3.2.1 試驗(yàn)材料39-40
- 3.2.2 正交試驗(yàn)40-41
- 3.2.3 脫附劑對石油污染土壤的脫附試驗(yàn)41
- 3.2.4 淋洗試驗(yàn)及脫附劑殘留量的檢測41
- 3.2.5 萃取試驗(yàn)41-42
- 3.2.6 石油含量的測定方法42
- 3.3 結(jié)果與分析42-47
- 3.3.1 正交試驗(yàn)條件優(yōu)化42-43
- 3.3.2 單一脫附劑對石油脫附的影響43-44
- 3.3.3 復(fù)合型脫附劑組分中皂角苷對石油脫附的影響44-46
- 3.3.4 淋洗法對土壤中表面活性劑的去除效果46-47
- 3.3.5 萃取法對脫附液中石油的去除效果47
- 3.4 本章小結(jié)47-50
- 第四章 脫附劑脫附工藝的優(yōu)化與應(yīng)用50-59
- 4.1 引言50
- 4.2 試驗(yàn)材料與方法50-53
- 4.2.1 試驗(yàn)材料及來源50
- 4.2.2 不同pH值條件下的脫附試驗(yàn)50-51
- 4.2.3 不同振蕩溫度條件下的脫附試驗(yàn)51
- 4.2.4 不同振蕩時間條件下的脫附試驗(yàn)51-52
- 4.2.5 不同脫附次數(shù)條件下的脫附試驗(yàn)52
- 4.2.6 不同石油污染濃度條件下的脫附試驗(yàn)52
- 4.2.7 石油含量的測定方法52-53
- 4.3 結(jié)果與分析53-58
- 4.3.1 不同pH值對濱海鹽土石油污染土壤脫附效果的影響53-54
- 4.3.2 不同溫度對濱海鹽土石油污染土壤脫附效果的影響54-55
- 4.3.3 不同振蕩時間對濱海鹽土石油污染土壤的脫附效果的影響55-56
- 4.3.4 不同回用次數(shù)對濱海鹽土石油污染土壤脫附效果的影響56-57
- 4.3.5 不同石油污染濃度對脫附效果的影響57-58
- 4.4 本章小結(jié)58-59
- 第五章 結(jié)論與展望59-62
- 5.1 主要結(jié)論59-60
- 5.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)60
- 5.3 研究展望60-62
- 參考文獻(xiàn)62-71
- 碩士期間研究成果71
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