低含油固廢化學氧化影響因素室內研究

肖峰 馬文杰

摘 ?要：化學氧化法清洗油泥是通過化學氧化反應或其他增強氧化的方法將油泥中的有機污染物轉化成無毒害形態的一種處埋過程。化學氧化反應中影響總石油烴降解效果的因素主要有pH，反應溫度，反應時間，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行研究，評價出本次最佳的反應條件。

關鍵詞：含油污泥;化學氧化;總石油烴降解

一、室內實驗情況

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、環已烷，試劑均為分析純。

主要儀器：氣相色譜-質譜聯用儀（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），質地為粘土，有機質含量為1.37%，pH值為6.80，將采集的土壤置于陰涼處自然風干，去除植物殘體，用玻璃研缽研細，全部過110目篩，分別裝入玻璃瓶中，于4℃冰箱儲存備用。

1.3 土壤染毒

總石油烴標樣配制

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，再經一次稀釋得到100 ppm總石油烴溶液，即為總石油烴標樣。

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1 h，反應結束后將泥漿轉移至離心管中，經離心使土壤和反應液分離，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實驗結果

泥漿在3000r/min的離心機中進行離心分離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，測量結果表明，采用本研發的技術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pH值小于3時，降解率隨pH的增大而增大。可能與pH=3時，能夠保證自由基的有效生成有關，與大量研究結果，反應體系在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。由圖中數據可看出，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）。由圖中數據可知，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。可能是因為氧化劑的活性在30℃之前隨溫度的增大而增強，當溫度高于30℃之后氧化劑部分分解。

三、結束語

綜上所述，針對本次模擬染毒土壤，研發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、反應溫度30℃、反應時間1h。

本實驗室內確定的化學氧化工藝可在常溫條件下實現對油泥儲存池內油泥的快速安全無害化處理，同時回收部分高濃度原油，在實現對含油固廢無害化、減量化的同時，可產生明顯的經濟、環境和社會效益。

參考文獻

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[3] ?HJ637-2012，水質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用。單位：中海油能源發展股份有限公司安全環保分公司。