新型脱附剂的制备及在石油开采区污染土壤修复中的应用

发布时间：2017-05-23 11:09

  本文关键词：新型脱附剂的制备及在石油开采区污染土壤修复中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石油已成为人类最主要的能源之一,随着石油的生产和消费量的不断增加,在开采、炼制、贮运、使用过程中石油及各种石油产品进入环境而造成的污染问题日益严重。随着石油工业的发展,我国石油开采地区污染土壤面积不断扩大,导致土壤生态功能退化、生物多样性受损,因此石油开采地区土壤石油污染问题亟待解决。由于石油是疏水性的有机化合物,在土壤中降解缓慢,因此需要采用特殊方式对其进行修复。在众多修复方式中,基于表面活性剂的增效修复技术,成为当前的热点。本论文以五种不同的表面活性剂为对象,通过对表面活性剂在土壤中的吸附特征及其影响因素进行探究,采用正交设计选取适宜的脱附剂,进一步研究其对石油污染土壤的脱附效果、脱附液中的脱附剂的分离回收及脱附工艺的优化,取得的主要结果如下：1.吸附试验表明,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)在滨海盐土上的吸附动力学可以用一级动力学模型较好的描述,曲拉通(TX-100)、吐温80(Tween80)在滨海盐土上的吸附动力学可以用二级动力学模型较好的描述,而皂角苷(Saponin)在土壤上的吸附动力学分别可用内扩散模型较好的描述。五种表面活性剂都在2h内达到吸附平衡,而且Tween80在滨海盐土上的吸附量最多,为6.89 mg g-1；皂角苷在滨海盐土上的吸附量最少,仅为2.17 mg g-1。SDS、TX-100、皂角苷三种表面活性剂的等温吸附曲线都可用Sips模型较好的描述。复合条件下,一种表面活性剂加入可以减少土壤对另一种表面活性剂的吸附量；当pH从2增加至10时,SDS与TX-100在土壤上吸附量不断降低,而皂角苷的吸附量变化不明显；当温度从10℃上升至50℃时,SDS、TX-100、皂角苷在土壤上的吸附量均有不同程度的增加。基于上述结果,最终选取SDS、TX-100、皂角苷作为后续试验所需的表面活性剂。2.应用化学热洗原理与正交实验设计,研究了不同硅酸钠浓度(1g L-1、3gL-1、5 g L-1)、不同温度(50℃、60℃、70℃)、不同振荡时间(40 min、50min、 60min)条件下,石油污染土壤脱附的最适试验条件。研究结果表明,当助剂硅酸钠浓度为5g L-1,温度70℃、振荡50min时,脱附率最高,为52.72%。通过表面活性剂的组配获得了新型脱附剂的组配方案：SDS的浓度为0.5 g L-1,皂角苷的浓度为0.5 g L-1,硅酸钠浓度为5 g L-1。该脱附剂对石油的脱附率比传统脱附剂提高了约15～20个百分点。脱附剂的分离回收试验表明,经过3次淋洗后,脱附剂的残留量从2537 mg kg-1下降到1769 mg kg-1;利用有机溶剂可以有效的分离脱附液中的脱附剂与石油,其中三氯甲烷的对石油的去除效果最好,去除率为78.36%,正己烷的去除效果最差,去除率仅为69.27%。3.通过调节脱附液pH、温度、振荡时间等,获得新型脱附剂在滨海盐土中的最适脱附条件即：pH 8,温度60℃,振荡时间80min。回用试验表明,脱附液中仍含有有效的表面活性剂成分,对石油污染物仍具有一定的脱附效果。当回用次数为两次时,石油脱附率为16.53%。
【关键词】：石油污染土壤 强化作用 SDS TX-100 皂角苷 脱附剂
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X741
【目录】：

• 致谢6-10
• 中文摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 文献综述14-26
• 1.1 石油污染现状及危害14-15
• 1.1.1 石油污染现状14
• 1.1.2 石油污染危害14-15
• 1.2 石油污染土壤的修复15-19
• 1.3 表面活性剂在石油污染土壤修复领域中的应用19-21
• 1.3.1 表面活性剂种类19-20
• 1.3.2 表面活性剂的修复机理20-21
• 1.4 影响表面活性剂修复石油烃污染土壤的因素21-23
• 1.4.1 表面活性剂的类型对其修复石油污染土壤的影响21-22
• 1.4.2 表面活性剂的结构对其修复石油污染土壤的影响22
• 1.4.3 土壤特性对表面活性剂修复石油污染土壤的影响22
• 1.4.4 温度对表面活性剂修复石油污染土壤的影响22-23
• 1.4.5 无机电解质对表面活性剂修复石油烃污染土壤的影响23
• 1.5 脱附剂的回收23
• 1.6 论文主要研究内容23-26
• 1.6.1 研究意义23-24
• 1.6.2 研究内容24-25
• 1.6.3 技术路线25-26
• 第二章 表面活性剂在土壤上的吸附特征及影响因素26-39
• 2.1 引言26
• 2.2 试验材料与方法26-30
• 2.2.1 试验材料及来源26-27
• 2.2.2 表面活性剂浓度的测定方法27-29
• 2.2.3 表面活性剂吸附动力学试验29
• 2.2.4 单一表面活性剂在土壤上的等温吸附试验29
• 2.2.5 复合型表面活性剂在土壤上的等温吸附曲线29-30
• 2.2.6 温度对滨海盐土吸附表面活性剂的影响30
• 2.2.7 pH对滨海盐土吸附表面活性剂的影响30
• 2.2.8 不同土壤对吸附表面活性剂的影响30
• 2.3 结果与分析30-38
• 2.3.1 不同表面活性剂在天津滨盐土的吸附动力学试验30-32
• 2.3.2 不同表面活性剂的等温吸附曲线32-34
• 2.3.3 复合型表面活性剂的等温吸附曲线34-35
• 2.3.4 不同pH对天津滨海盐土吸附表面活性剂影响35-36
• 2.3.5 不同温度对天津滨海盐土吸附表面活性剂的影响36-37
• 2.3.6 不同土壤对表面活性剂吸附的影响37-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 复合表面活性剂的制备及其对石油脱附的影响39-50
• 3.1 引言39
• 3.2 试验材料与方法39-42
• 3.2.1 试验材料39-40
• 3.2.2 正交试验40-41
• 3.2.3 脱附剂对石油污染土壤的脱附试验41
• 3.2.4 淋洗试验及脱附剂残留量的检测41
• 3.2.5 萃取试验41-42
• 3.2.6 石油含量的测定方法42
• 3.3 结果与分析42-47
• 3.3.1 正交试验条件优化42-43
• 3.3.2 单一脱附剂对石油脱附的影响43-44
• 3.3.3 复合型脱附剂组分中皂角苷对石油脱附的影响44-46
• 3.3.4 淋洗法对土壤中表面活性剂的去除效果46-47
• 3.3.5 萃取法对脱附液中石油的去除效果47
• 3.4 本章小结47-50
• 第四章 脱附剂脱附工艺的优化与应用50-59
• 4.1 引言50
• 4.2 试验材料与方法50-53
• 4.2.1 试验材料及来源50
• 4.2.2 不同pH值条件下的脱附试验50-51
• 4.2.3 不同振荡温度条件下的脱附试验51
• 4.2.4 不同振荡时间条件下的脱附试验51-52
• 4.2.5 不同脱附次数条件下的脱附试验52
• 4.2.6 不同石油污染浓度条件下的脱附试验52
• 4.2.7 石油含量的测定方法52-53
• 4.3 结果与分析53-58
• 4.3.1 不同pH值对滨海盐土石油污染土壤脱附效果的影响53-54
• 4.3.2 不同温度对滨海盐土石油污染土壤脱附效果的影响54-55
• 4.3.3 不同振荡时间对滨海盐土石油污染土壤的脱附效果的影响55-56
• 4.3.4 不同回用次数对滨海盐土石油污染土壤脱附效果的影响56-57
• 4.3.5 不同石油污染浓度对脱附效果的影响57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 结论与展望59-62
• 5.1 主要结论59-60
• 5.2 主要创新点60
• 5.3 研究展望60-62
• 参考文献62-71
• 硕士期间研究成果71

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本文编号：387757