石油污染土壤修复技术研究现状与展望

石油污染土壤修复技术研究现状与展望

陈立青 白云云 程志炎 常瑞海

西安西北有色地质研究院有限公司 陕西 西安 710043； 江苏澳墨环境科技有限公司 江苏 盐城 224001

摘要：石油主要是芳香烃、环烷烃和烷烃的混合物。它也是一种重要的燃料和能源，被称为工业血液。目前，中国石油工业的快速发展，增加了对石油的需求，扩大了石油的总体开发面积。油具有流动性大、渗透性强和土壤附着力强的特点。它具有周期长、范围广、系统复杂、对石油污染土壤危害大等特点，使其治理难度加大。为了修复石油污染土壤，需要根据具体情况制定完善的解决措施，这有利于不断提高石油污染土壤的修复效果。

关键词：石油污染；土壤修复；技术

一、分析石油开发对于环境带来的影响

1.分析开发石油对于水源带来的影响

水作为人们的生命之源，人们在日常生活和工作中都离不开水。然而，在进行石油开发过程中，会对水源造成一定破坏。水源污染，直接影响了人们的日常生活，并对土壤和农作物带来非常严重损失。在进行石油开发时，首先是对于水源带来的影响是水质，其次是对水环境的组合状态以及单个要素带来的影响。

2.开发石油对于大气环境带来的影响

石油开发时，需要大量的加热炉和锅炉，在加热时会产生很多的二氧化硫、一氧化碳以及二氧化碳等有毒气体。石油开发时，对于大气环境造成的破坏主要包含了：

首先，石油挥发对大气环境带来非常严重的影响。其次，在石油开发作业时，大型机器会产生废气，直接破坏了大气环境。

最后，石油开发过程中，存在的井喷事故，直接影响了大气环境。

二、分析石油污染土壤运用微生物修复技术

1.合理运用生物刺激技术

优化人工环境基础上能够对土壤中土著菌进行激活，确保土壤的生长代谢，能够逐渐提高石油污染物降解效果，采用这种方式称为生物刺激技术。通过研究表明，通常状态下，对于自然衰减现象，工作人员采用生物刺激方式不同，例如添加电子受体、通气、营养物质等，能够逐渐提升石油污染物降解效果。在进行石油污染土壤修复技术时，对生物刺激技术进行合理应用，能够充分发挥出操作便捷、避免产生二次污染等特征，然而土著菌种的数量比较少，生长代谢速率相对较慢，对于降解石油污染物整体效率比较低。

2.植物-微生物联合技术

根据微生物以及植物之间存在的互利关系，通过植物根系的增强，合理运用吸收氧化降解修复技术，称为植物-微生物联合污染土壤修复技术。针对石油中不能对大量的微生物生产繁殖进行维持、石油的含量比较低等条件下，如果采用常规微生物修复技术会存在着不同程度的限制。植物吸收以及根际分泌氧气酶能够提高化学物质或微生物整体分解代谢活动，具备了很好的微生物共代谢作用，有助于不断提高植物石油化合物吸收效果，通过采用植物-微生物联合修复技术可以将二者自身优势进行有效结合，有助于不断增强石油污染土壤整体修复效果。

三、石油污染土壤修复技术
　　1.热水洗修复技术
　　油泥热水洗技术主要是以表面活性剂及其他助剂的热水溶液对油泥进行多次预混调质处理，然后经混合搅拌静置沉淀，再通过卧螺离心设备等工艺设施实现油、水、泥三相的分离，分离出的油相经处理后进入储油罐，清洗液可再循环利用，待达到一定浓度后可进入水处理设备处理后再循环利用，可节约水资源的使用，剩余的污泥则进行脱水再外运处置。
　　工艺路线：（1）预处理：油泥进入油泥热洗设备之前，所有的油泥首先进行破碎处置，接着进入振动筛进行粗细料的分离。分离后的粗料经粗料洗涤机洗涤后达标后资源化利用；分离后的细物料进入油泥热洗设备。（2）清洗搅拌：分离的细物料（5mm以下）经热水洗涤、搅拌，预计经过喷洗后的筛上物主要为砂砾等，达标后资源化利用，未达标将再次进入清洗搅拌水箱进行水洗。振动筛的筛下泥浆（粒径小于5mm）随后进入卧螺离心机，进行泥浆浓缩和脱水，实现固相和液相分离。（3）油水分离：液相油水到油水分离槽，控制热洗温度70℃，加入化学洗涤液，能使污染物大颗粒变成小颗粒的效果，保证了对污染物质全面清洗，加快油污的剥离，并可循环清洗。分离油和水，油经储油罐儲存，分离后的污水精处理后达标排放。
　　2.异位热脱附修复技术
　　异位热脱附方法是指含石油污染土壤通过间接加热，将含石油污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过调节燃烧器的温度控制土壤的加热温度，通过回转窑的旋转频率控制土壤停留时间，通过对加热温度和停留时间的控制来确保土壤中污染物分离彻底。热脱附技术是一种目前国际上广泛应用的含油污泥无害化处理工艺，在国内市场普及率也较高。此工艺污染少，可对烃蒸汽回收利用，且占地面积较少，单位时间处理量大，反应过程可控。但反应条件要求较高，适用于含水量不高，经过预处理后的油泥。

含油污泥属危险固体废弃物，其特征污染物为石油，其危险特征为易燃性和毒性，石油中的轻组分具有易燃性，石油中的多环芳烃等具有毒性。在550℃的热脱附温度下，能够彻底的实现绝大部分原油组分的解吸、多环芳烃的解吸以及少部分重组分的热解。

　　工艺路线：（1）预处理：去除杂物，降低含水率和黏性。使用格栅去除大块状物料、木头及布条；添加砂土混拌降低进料含水率和黏度。（2）热处理：热处理全过程处于完全封闭的状态，油泥进入高温热脱附提取室，土壤中的污染物经过高温解吸出来，由风机抽至尾气处理单元中。（3）尾气处理：热解气通过喷淋+除雾后，不凝气进入燃烧室做燃料，冷凝液则通过油水分离进行水处理。
　　3.高温无氧干馏修复技术
　　高温无氧干馏修复技术是运用油泥中有机物的热不稳定性，在无氧前提下加热，当达到一定的温度后，组成有机物的大分子结构中碳键和氢键发生断裂，经重新组合形成小分子的不可凝可燃气体（甲、乙、丙、丁烷、CO和氢气）、可凝可挥发的油以及碳。裂解后生成的气相、液相、固相，可资源化利用。
　　固相：碳粉残渣，可以用作建筑材料。
　　液相：焦油、轻质油可以交由化工厂对其进一步提炼，提炼后可作为商品油。也可以回喷至炉膛作为热源，支持运行能量平衡。
　　气相：CO、甲乙丙丁烷等可燃气体作为回用燃气，用于支持运行能量平衡。

4.超声波修复技术
　　将油泥浆化后，利用多梯度耦合功率超声处理，促使油-水-固三项高效分离，并离心回收。多梯度耦合含油污泥处理技术采用了电磁感应、分子震动、惯性离心等多种作用在空间和时间上的优化耦合，是一种物理技术，使密度、粒径及重量均不相同的成分相互分离，各组分再按照相同的物性而发生集聚，实现处理对象各成分的高效分离。
　　工艺路线：（1）预处理：含油污泥经由泥浆泵送入浆化槽经过高速搅拌，形成均质细浆料。（2）超声波处理：细浆料进入处理撬超声处理罐，每个撬内安装6套多梯度耦合处理器、一套搅拌器；每个罐体下端安装一套气浮装置。均质泥浆在超声处理罐中作用时间为20-60min。利用超声波的空化及机械效应将水分子与泥及其他成分进行有效的分离。

结束语

综上所述，我国当前在应用石油污染土壤修复技术时，通过多年积极进行研发，在表面活性剂强化技术、土壤生物修复技术等多个方面都有非常不错的研究成果。当前我国大力开发和运用石油污染土壤修复综合技术，并对修复技术工程设计进行不断优化，有助于促进社会的健康发展。

参考文献

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