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含油污泥理化性质
其中对人类生存环境危害较大的就是含油污泥,简称“油泥”,已被列为国家危险
废物名录,据估计,每年的油泥量约为1.6亿吨,全球油泥累积量超过10亿吨,
油泥的组成成分及其复杂,一般含有大量原油、重金属、苯系物、沥青质、石蜡、
新开发的技术,对处理固体废物有一定的潜力,STAR技术是基于固体材料阴燃
去除率低,以及低含油率油泥无法阴燃的问题,通过自主搭建的STAR反应装置,
能发生阴燃燃烧。泥砂比为2:1、河砂粒径为2~4mm、空气流速为5.39cm/s
(2)引入活性炭助燃后,椰壳活性炭粒径为4~6mm、添加量为100g/kg
时,柱状活性炭粒径为1.5mm、添加量为100g/kg时,其峰值温度最高,平均
峰值温度达到700℃左右,处理效果最好,峰值温度出现时间最短,有毒有害气
泥残渣石油烃含量在330~650mg/kg之间,满足油泥处理要求,处理效果
100g/kg时处理效果最好,平均峰值温度最高达到753.4℃,油泥充分燃烧。总
石油烃去除率均99%以上,油泥残渣石油烃含量在180~550mg/kg之间,
(4)引入活性炭后实际油泥阴燃效果也较好,平均峰值温度最高达734.9℃
总石油烃去除率均99%以上,油泥残渣石油烃含量在300~680mg/kg之间,
满足油泥处理要求。椰壳活性炭添加量100g/kg时处理效果最好,柱状活性炭添
加量100g/kg和80g/kg时,处理效果相差不大,为了节约成本,优先选择80g/kg
最新统计数据显示,2021年全球石油产量达到44.23亿吨,我国作为石油大国,
杂且毒害性极高的固体废弃物,据估计,每年的油泥量约为1.6亿吨,全球油泥
导致生产不可预估的损失。作为世界公认的危险废物,1998年被加入《国家危
险废物名录》,尤其是油泥中高浓度的多环芳烃(PAHs)等组成成分具有致癌
成的固体废物,包括:浮选池浮渣、隔油池底泥、原油灌底泥简称“三泥”。油泥
油泥组成成分十分复杂,因地而异。油泥中总石油烃(TPH)含量15~50%,
水和固体含量分别为30~85%和5~46%,pH值通常在6.5~7.5之间,一般包
【14~17】。另外留在土壤表面的含油污泥中碳氢化合物的降解产物,被雨水侵蚀从而
进入水体,造成水体COD、BOD的含量严重超标,污染河流、湖泊及地下水,
油烃,资源回收利用价值非常高,如果直接填埋,浪费资源,不利于可持续发展。
【21~22】。在这种方法中,将经过预处理的油泥经高速旋转设备处理后,能够根据不
的混合物漂浮到表面,油滴被收集并进一步处理。Al-otoon等采用改良流
态化浮选工艺从砂焦油中回收沥青,沥青回收率达到为86%。Ramaswamy等人
27对油泥应用泡沫浮选法进行处理,实现55%以上的有效浮选效果。这种油泥
的可能性。采用正己烷和二甲苯溶剂进行萃取,油的回收率不低于67.5%,其中
作为萃取溶剂的效果进行了研究。发现在溶剂油泥比为4:1时,MEK和LPGC
回收率各为39%和32%。一般来说,溶剂萃取是一种简单、高效的提取方法,
从污染物表面分离的目的。表面活性剂既含有疏水性基团作为“尾部”,又含有亲
水性基团作为“头部”。表面活性剂具有降低不同类型的界面张力的能力,使去除
表面活性剂的类型、毒性水平、成本、pH值、使用剂量、液固比等。Azim等人
9,11,13),使用的表面活性剂为NP-9、NP-11和NP-13,其中后者作为破乳剂效
果最好,可有效去除油泥中80%以上的水分。表面活性剂的应用是一种成本相对
出来,对石油烃进行资源回收,最终产品是焦炭,液体和气体。Liu等人发现,
通过327~450℃的热解范围,油泥中有机碳的80%转变成碳氢化合物,这类碳氢
化合物可以再次利用。Prashanth等人进行了一项研究,利用微波辅助热解从
油泥中油的分离效率最高,大约70%~80%的油被分离。热解容易受到催化剂类
了研究,研究表明低温浴冷冻或干冰冷冻对60%含水率混合物可以实现脱水效率
70%以上。该方法能够有效地回收油水混合物,最终减少了废物。但与表面活性
理污泥中的苯、甲苯、乙苯和二甲苯。该技术可有效去除高达98.5%的苯,符合
监管标准。废物中的其他物质也达到了足够的去除率,分别为62.8%,51.6%和
29.9%,证明了该技术的有效性。微波辐射性能好坏受表面活性剂、含盐量、微
电动力学法-(EK)43是一种新型的土壤修复技术。通过应用低强度电流重新
发现实现了55.6%的油分离率。Hua47使用石蜡晶体进行了实验,在应用该方法
应用最广泛,这种处理技术越来越得到世界各国的认可。Sankaran利用流
化床燃烧器处理三种不同油泥,油泥的焚烧效率均高达98%。Gong等人研究
了重金属的迁移在油泥焚烧过程中,结果显示在温度达到1000℃时,重金属的
次污染。Zhang等人以苯乙烯、过硫酸盐、乙烯基苯、丙烯酸丁酯为原料,采
COD和含油量较油泥处理前分别降低了90%和95%,随着固化时间进行,固化
保护地下水。Smith等人研究了一种使用垃圾填埋场对含有镭-226(Ra-226)
物为微生物提供能量和营养,使有毒有害的污染物转化为无毒无害物质和CO2、
解含油污泥中的某些组成成分的能力,即烷烃、石蜡、芳烃等。Admon58对含
内将堆肥过程中含油污泥的TPH含量降低46~53%,而对照组的TPH含量降低
图1.2所示,阴燃传播方向与氧化剂流动方向相同是正向阴燃,相反是反向阴燃。
正向阴燃是最节能的模式,因为在这种配置中,对流换热是从反应到原始燃料的,
图1.2正向阴燃(左图):氧化剂和阴燃传播方向一致;反向阴燃;(右图):
HO、固体残渣以及热量。STAR技术与其他技术相比,具有操作简单,去除率
提出了STAR技术,煤焦油与石英砂在质量比71000mg/kg,空气流速为4.25cm/s
取土测样,煤焦油去除率可达99%以上,首次证明了STAR技术用于NAPLs污
油阴燃的影响,表明在基本情况空气流量范围内,煤焦油在28400至142000
后实现了97.3%的去除率,首次证明了STAR技术在地下水中的成功应用。对于
随后又有学者把STAR技术应用到固体废弃物的处理中,Yermán等人80
湿沙与粪便比大于3.25的情况下,粪便就可成功实现可自我维持的阴燃燃烧。
阴燃,证明了STAR技术对于含油污泥处理的可行性,油泥阴燃后的固体残渣呈
炭助燃油泥阴燃燃烧的性能,为STAR技术未来应用于低含油率的油泥处理提供
于STAR技术处理其他固体废弃物的研究中,为拓宽STAR技术的应用范围以及
ThermoEvolution201型紫外-可见光分光光度计(上海艾研生物科技有
(16×30cm)东海县昊明石英制品有限公司),针阱微萃取器(NT7731123吉林
大学,吉林省科技投资基金有限公司,吉研科技(长春)有限公司),GC-MS
于实验中产生的温度较高,最高可达800~900℃,因此对实验装置有一定的特殊
mm×300mm。与其他材料相比,石英模拟柱具有良好的绝热和耐高温性能。石
泥阴燃的点火加热装置采用220V1000W的电阻加热线圈进行初期加热,可以
收集,然后用GC-MS进行扫描检测进行定性分析,分析油泥阴燃过程中的有毒
溶解。先加入20ml的正己烷,放在水浴恒温振荡器里,25℃180r/min
长也有不同,通常情况下重质油的波长为255nm,轻质油波长为225nm,
标线的确定:采用正己烷中石油标准溶液(1000mg/l)确定标线ml的标液,用正己烷定容,使标液浓度稀释
油污泥综合利用污染控制标准》(DB23/T1413-2010),见表2.2。(2)
依据《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(GB366002018)
总石油烃(TPH)一类用地筛选值要求等于或低于826mg/kg,见表2.3。
由图3.1知未加河砂的泥砂比2:0及泥砂比1:1、3:2、2:1、3:1的
1:1、3:2的平均峰值温度,低于泥砂比2:1、3:1的平均峰值温度,未加
达到98%左右,油泥残渣石油烃含量最高1370mg/kg,低于于未加河砂
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