一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法与设备

1.本发明属于有机污染物降解处理技术领域，特别涉及一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法与设备。

背景技术：

2.石油烃是环境中广泛存在的有机污染物之一，包括汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等，是多种烃类(正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳烃)和少量其它有机物，如硫化物、氮化物、环烷酸类等的混合物。随着经济的发展，人类对能源的需求不断扩大，石油已成为人类最主要的能源之一。在石油的开采、加工和利用过程中，越来越多的石油可能会进入土壤环境从而引起土壤环境的污染和破坏。过量的总石油烃一旦进入土壤将很难予以排除，将给社会、经济和人类造成严重的危害。
3.微生物修复是现行土壤石油烃去除的主要途径，长期以来，国内外将高活性、持久性和兼容性专性微生物的选育作为研究重点并已发现了200多种可降解石油烃的微生物。但生物修复难以避免的存在修复周期长，修复环境严苛，污染物专一性强等问题。
4.作为一种化学处理方法，表面活性剂洗脱含油污泥中的有机物因其操作简单、成本低而受到越来越多的关注。)。已有研究表明，使用表面活性剂可以增加有机物的溶解度，实现从含油污泥中解吸有机物并与淋洗液一起提取，最终实现含油污泥的处理。值得注意的是表面活性剂清洗不能实现污染物的降解，只是将污染物从固相中洗脱下来并增加溶解性，还需要其他手段的配合以达到含油污泥石油烃降解的目的。
5.过硫酸盐是一种氧化性强、适用范围广、无二次污染的环保型氧化剂。过硫酸盐在一定的活化条件下可以产生过硫酸根自由基(so4-·
)和羟基自由基(oh
·
)，理论上这两种自由基可以降解大多数有机化合物。活化过硫酸盐在污水中有机污染物处理中已有大量应用且效果优异。然而，利用活性过硫酸盐处理含油污泥的研究还很少。

技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法与设备，将表面活性剂洗脱和高级氧化结合，充分利用二者优势，实现含油污泥石油烃的高效快速降解。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
8.一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法，包括：
9.步骤(1)，以生物表面活性剂淋洗含油污泥，将附着于固相的石油烃污染物洗脱，并改变难溶有机污染物的极性，增加其溶解性；所述生物表面活性剂为鼠李糖脂；
10.步骤(2)，向淋洗之后的含油污泥中投加过硫酸盐，利用硫酸根自由基(so4-·
)及羟基自由基(oh
·
)的强氧化性降解溶解于液相中的有机污染物；并在过程中加热，以实现过硫酸盐热活化。
11.在一个实施例中，所述生物表面活性剂淋洗时间为24h；所述过硫酸盐投加后反应
时间3h。
12.在一个实施例中，以质量比计，生物表面活性剂的投加量为含油污泥处理量的20％。
13.在一个实施例中，先通过控制变量实验确定活性过硫酸盐最佳投加量，然后以该最佳投加量投加过硫酸盐；所述控制变量实验的步骤如下：取淋洗后含油污泥30g，测定石油烃含量后等量分成6份，梯度添加过硫酸盐，质量比分别为0.5％、1％、2％、5％、10％、15％，加热至55℃，反应3h后测定各组剩余石油烃，含量最低者即为最佳投加量。
14.本发明还提供了一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，包括降解仓和加药桶；含油污泥装载于所述降解仓内，所述降解仓内设置搅拌器，仓顶布设喷淋管，仓壁设置电阻加热丝；所述加药桶连接所述喷淋管，向所述含油污泥依次投加生物表面活性剂和过硫酸盐。
15.在一个实施例中，所述降解仓做防腐处理，仓顶开进料检修口一和进料检修口二，所述进料检修口一和进料检修口二分别置于所述喷淋管的两侧。
16.在一个实施例中，所述搅拌器为卧式双螺旋搅拌器。
17.在一个实施例中，所述喷淋管的底部开直径5mm小孔。
18.在一个实施例中，所述电阻加热丝敷设于降解仓的四壁。
19.在一个实施例中，所述降解仓内位于喷淋管下方位置设置温度监测器，所述加药桶出口设置加药泵，所述搅拌器连接减速电机，所述电阻加热丝连接加热电源，所述温度监测器、加药泵、减速电机和加热电源均与控制器连接。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结合了表面活性剂洗脱及高级氧化技术的优势，首先利用生物表面活性剂鼠李糖脂将附着于固相的石油烃污染物洗脱下来，并改变难溶有机污染物的极性，增加其溶解性，而后投加活性过硫酸盐，利用硫酸根自由基(so4-·
)及羟基自由基(oh
·
)的强氧化性降解溶解于液相中的有机污染物。并同时提供了一种污染物选择性低，修复周期短，稳定性高的含油污泥化学处理方法与设备。
附图说明
21.图1是本发明结构示意图(主视图)。
22.图2是本发明结构示意图(侧视图)。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
24.本发明首先提供了一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法，步骤如下：
25.步骤(1)，以生物表面活性剂淋洗含油污泥，将附着于固相的石油烃污染物洗脱，并改变难溶有机污染物的极性，增加其溶解性。
26.本步骤中，生物表面活性剂为鼠李糖脂，以质量比计，其投加量为含油污泥处理量的20％，淋洗时间一般应为24h。
27.步骤(2)，向淋洗之后的含油污泥中投加过硫酸盐，利用硫酸根自由基(so4-·
)及羟基自由基(oh
·
)的强氧化性降解溶解于液相中的有机污染物；并在过程中加热，以实现
过硫酸盐热活化。
28.本步骤中，可先通过控制变量实验确定活性过硫酸盐最佳投加量，然后以该最佳投加量投加过硫酸盐。控制变量实验的步骤如下：取淋洗后含油污泥30g，测定石油烃含量后等量分成6份，梯度添加过硫酸盐，质量比分别为0.5％、1％、2％、5％、10％、15％，加热至55℃，反应3h后测定各组剩余石油烃，含量最低者即为最佳投加量。过硫酸盐投加后，反应时间一般为3h。
29.本发明的方法充分结合表面活性剂及高级氧化的优势，充分降解石油烃污染物。相较主流的生物修复，具有通用性强，修复周期短，成本低，效率高的优势。
30.如图1和图2所示，本发明还提供了一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，主要包括降解仓8和加药桶13。
31.其中，含油污泥装载于降解仓8内，降解仓8提供反应处理空间，其应做防腐处理。降解仓8的仓顶开进料检修口一1-1和进料检修口二1-2，进料检修口一1-1和进料检修口二1-2用于送入待处理的含油污泥，并在故障发生时提供检修通道。进料检修口一1-1和进料检修口二1-2具体可位于降解仓8的顶部偏下位置。
32.降解仓8的内部设置搅拌器6，示例地，搅拌器6为卧式双螺旋搅拌器，其连接外部的减速电机5，搅拌器6的作用是在处理过程中对含油污泥进行搅拌，以使得其被均匀处理。
33.降解仓8的仓顶布设喷淋管2，示例地，喷淋管2的底部开直径5mm小孔。上述的进料检修口一1-1和进料检修口二1-2可分别位于喷淋管2的两侧，以使得均匀喷淋。
34.降解仓8的仓壁设置电阻加热丝12，示例地，电阻加热丝12敷设于降解仓8的四壁，电阻加热丝12连接有加热电源。通过电阻加热丝12，可对投加过硫酸盐后的体系加热。
35.降解仓8在实际工程中可安装在基座10上，以基座10支撑整个降解仓8。降解仓8的仓顶还应设置排气口4，排出反应中的废气。
36.加药桶13连接喷淋管2，并在连接管路上设置加药泵14，加药桶13中存储生物表面活性剂或过硫酸盐，按照前述工序，先后依次向含油污泥投加生物表面活性剂和过硫酸盐。
37.为实现自动控制，本发明在降解仓8内位于喷淋管2下方位置设置温度监测器7，温度监测器7安装在监测器安装口3中，监测器安装口3位于两个进料检修口之间。将温度监测器7、加药泵14、减速电机5和加热电源均与控制器连接。由此，可利用控制器控制加热温度，控制加药量以及搅拌动作。实现生物表面活性剂、过硫酸盐的自动、均匀投加以及过硫酸盐热活化。并且，降解仓底部设置有出料螺旋9及出料口11，由螺旋插板阀控制。
38.在本发明的一个实施例中，含油污泥取自姬塬油田，基本理化性质见表1。
39.表1姬塬油田含油污泥基本理化性质
[0040][0041]
含油污泥石油族组分见表2。
[0042]
表2姬塬油田含油污泥石油族组分分析
[0043]
[0044]
过控制变量实验确定活性过硫酸盐最佳投加量为10％，按照该投加量，采用本发明方法处理后，测定石油烃降解率为92.17％。

技术特征：

1.一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法，其特征在于，包括：步骤(1)，以生物表面活性剂淋洗含油污泥，将附着于固相的石油烃污染物洗脱，并改变难溶有机污染物的极性，增加其溶解性；所述生物表面活性剂为鼠李糖脂；步骤(2)，向淋洗之后的含油污泥中投加过硫酸盐，利用硫酸根自由基(so4-·
)及羟基自由基(oh
·
)的强氧化性降解溶解于液相中的有机污染物；并在过程中加热，以实现过硫酸盐热活化。2.根据权利要求1所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法，其特征在于，所述生物表面活性剂淋洗时间为24h；所述过硫酸盐投加后反应时间3h。3.根据权利要求1所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤(1)，以质量比计，生物表面活性剂的投加量为含油污泥处理量的20％。4.根据权利要求1所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤(2)，先通过控制变量实验确定活性过硫酸盐最佳投加量，然后以该最佳投加量投加过硫酸盐；所述控制变量实验的步骤如下：取淋洗后含油污泥30g，测定石油烃含量后等量分成6份，梯度添加过硫酸盐，质量比分别为0.5％、1％、2％、5％、10％、15％，加热至55℃，反应3h后测定各组剩余石油烃，含量最低者即为最佳投加量。5.一种表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，其特征在于，包括降解仓(8)和加药桶(13)；含油污泥装载于所述降解仓(8)内，所述降解仓(8)内设置搅拌器(6)，仓顶布设喷淋管(2)，仓壁设置电阻加热丝(12)；所述加药桶(13)连接所述喷淋管(2)，向所述含油污泥依次投加生物表面活性剂和过硫酸盐。6.根据权利要求5所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，其特征在于，所述降解仓(8)做防腐处理，仓顶开进料检修口一(1-1)和进料检修口二(1-2)，所述进料检修口一(1-1)和进料检修口二(1-2)分别置于所述喷淋管(2)的两侧。7.根据权利要求5所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，其特征在于，所述搅拌器(6)为卧式双螺旋搅拌器。8.根据权利要求5所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，其特征在于，所述喷淋管(2)的底部开直径5mm小孔。9.根据权利要求5所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，其特征在于，所述电阻加热丝(12)敷设于降解仓(8)的四壁。10.根据权利要求5所述表面活性剂-高级氧化耦合处理含油污泥的设备，其特征在于，所述降解仓(8)内位于喷淋管(2)下方位置设置温度监测器(7)，所述加药桶(13)出口设置加药泵(14)，所述搅拌器(6)连接减速电机(5)，所述电阻加热丝(12)连接加热电源，所述温度监测器(7)、加药泵(14)、减速电机(5)和加热电源均与控制器连接。