石油污染土壤的碳材料增強微波熱修復研究.pdf

1、本論文針對石油污染土壤，采用碳材料增強的微波熱修復方法，利用微波加熱技術的加熱速度快、內(nèi)外同時加熱以及選擇性加熱等特點，將石油污染物從土壤中快速去除，同時將其絕大部分回收；通過對不同類型石油污染土壤的修復研究，考察該修復方法的實用可行性。研究工作主要包括以下幾個方面： 1.以顆粒活性碳增強的微波熱修復方法處理柴油污染土壤。首先研究了土壤的微波加熱行為，并向土壤中加入顆?；钚蕴伎疾炱鋵ν寥牢⒉訜岬脑鰪娦Ч辉诖嘶A上，以污染濃

2、度為10.20wt％的柴油污染土壤為研究對象，采用惰性氣體(N2)保護、微波輻照加熱、氣態(tài)產(chǎn)物冷凝回收等工藝過程對污染土壤進行修復，考察了土壤修復效果的影響因素以及修復過程的污染油回收和顆?；钚蕴贾貜褪褂们闆r等。 研究結(jié)果顯示，顆?；钚蕴技尤胪寥乐心軌蛴行岣咄寥赖奈⒉訜崮芰Γ梢杂糜谠鰪娢⒉嵝迯臀廴就寥?；當柴油污染土壤中加入5.0wt％顆粒活性碳時，800W微波輻照10min即可將土壤加熱到500℃左右，土壤中的污染油可

3、去除99％以上；同時約有96.2％的污染油可以得到回收，回收油與初始污染油比較，化學組成及物理性質(zhì)沒有明顯改變；顆?；钚蕴伎梢灾貜陀糜谠鰪娢廴就寥赖奈⒉嵝迯?，修復過程中顆?；钚蕴技s有1-3％的質(zhì)量損失，但其增強土壤微波加熱的能力沒有明顯改變；修復過程對土壤組成破壞較小。 2.分別以顆?；钚蕴己吞祭w維增強的微波熱修復方法處理污染濃度約為8wt％的實際原油污染土壤。在原油污染土壤的顆?；钚蕴荚鰪娢⒉嵝迯椭校蛭廴就寥乐屑尤胍欢?/p>

4、量的顆粒活性碳，采用惰性氣體保護、微波輻照加熱、適當真空減壓、氣態(tài)產(chǎn)物冷凝回收等工藝過程對污染土壤進行修復，對修復過程相關參數(shù)及污染油的回收等進行了考察。結(jié)果顯示，當顆?；钚蕴继砑觿┝繛?0.0wt％時，該方法在15min內(nèi)可將土壤中污染油去除99％以上；修復過程在快速去除土壤中污染油的同時也可以將其有效回收，回收率約為91％。 在原油污染土壤的碳纖維增強微波熱修復中，將不同吸波材料加入到土壤中，考察其對土壤微波加熱的增強效果

5、；并根據(jù)此實驗結(jié)果，以碳纖維增強的微波熱修復方法處理原油污染土壤，考察了土壤中污染油的去除、回收以及碳纖維的重復使用等情況。研究表明，碳纖維可以通過電導損耗和界面損耗聯(lián)合的方式顯著提高土壤體系的有效介電損耗因子，從而更加有效地提高土壤在微波場中的加熱升溫能力；在一定條件下，當碳纖維添加劑量為0.10wt％時對原油污染土壤進行微波熱修復，即可將土壤加熱到700℃左右、污染油去除99％以上，污染油回收率可達94％以上，且污染油在去除及回收過

6、程中同樣沒有發(fā)生明顯的化學組成變化。 3.探討了污染土壤的碳材料增強微波熱修復過程中污染物的去除機制。以C10、C16、C28為模擬污染物，分別對其污染土壤進行碳材料增強的微波熱修復，通過分析修復過程中土壤的加熱升溫、污染物的去除、回收以及修復產(chǎn)物等情況，探討了修復過程中不同類型污染物在不同濃度下的去除機制。實驗結(jié)果表明：污染物的去除機制與污染物的類型及其在土壤中的濃度有關；揮發(fā)性、半揮發(fā)性污染物，無論濃度高低，污染物主要以微

7、波誘導蒸汽蒸餾、蒸發(fā)及熱解吸等方式從土壤中去除，基本不發(fā)生熱解；難揮發(fā)或不揮發(fā)性污染物，濃度較低時(如1wt％左右)，主要以熱解吸、高溫熱解的方式從土壤中去除，熱解比例大，濃度較高(如10wt％左右)時，主要以蒸發(fā)和熱解吸的方式從土壤中去除，熱解比例小。 4.比較了碳材料增強的微波熱修復與微波誘導蒸汽蒸餾及傳統(tǒng)電加熱修復方法對原油污染土壤的修復效果。分別以微波誘導蒸汽蒸餾及傳統(tǒng)電加熱技術對同一原油土壤樣品進行熱修復，并將其修復