一种石油污染土壤处理方法与流程

本发明涉及石油污染土壤处理领域，特别涉及石油污染土壤的分质处理。

背景技术：

1、石油污染土壤是指石油在开采集输过程中，由于跑冒滴漏产生的污染土壤。石油污染不仅破坏土壤结构、恶化生物生存环境，甚至威胁到人类的健康。近年来我国采取了大量的控制措施，但土壤污染问题仍然严峻。

2、石油污染土壤的污染程度不同，适用的处理技术不同，处理成本也不同，一般来说，其污染程度越高，处理成本也越高。石油污染土壤治理技术主要有热解法、化学氧化法、萃取法、化学清洗法和生物法等。其中含油量≤2％的低污染石油污染土壤，适合采用微生物修复和植物修复等方式进行处理；含油量2％至5％中度污染石油污染土壤，适合采用化学氧化、生物修复和热脱附等处置方式进行处理；含油量≥5％的高度污染石油污染土壤，适合采用化学清洗、热解、热脱附和萃取等处置方式进行处理。

3、化学清洗处理技术具有可回收石油资源、操作便利、经济实用、普适性好等优点，已成为国内外主流处理技术之一。化学清洗法是用化学洗涤剂将吸附在土壤颗粒中的原油污染物解吸、脱附，然后通过重力沉降或离心分离等方法将土壤、水、油三相分离。目前石油污染土壤清洗处理技术，为提高清洗效果，将被污染的土壤送入浆化槽经过机械搅拌或超声波辅助等外力手段，破碎油土混合团粒，形成均质细浆料，促进土壤与清洗剂的接触作用。

技术实现思路

1、本发明的发明人通过调研发现土壤污染具有非均质化特点，即石油进入土壤后，以多层、堆叠的方式粘附于土壤表面，然后渗透到孔隙当中填充土壤孔隙。石油分子之间容易粘连，因此，被石油覆盖的、污染严重的土壤颗粒趋向于黏连在一起，形成大颗粒的、密实的油土颗粒；而一些未被石油污染或者污染程度较小的土壤颗粒，会保持原始的、松散的小颗粒状态。而现有技术未考虑污染土壤的非均质化特点，直接采取均浆措施，致使部分低含油量土壤或未被污染的土壤被统一均浆，与高含油量土壤混合，不但导致部分未被污染的土壤被污染，而且导致不需要采取清洗处理的低含油量土壤也被清洗，增加了清洗处理量、清洗药剂投加量和加热能耗等。

2、因此，本发明之一提供了一种抑制剂，其包括二烯丙基二甲基氯化铵、羧甲基多乙烯多胺、聚乙烯醇、碳酸氢铵、聚乙二醇、氧化钙和碱金属氧化物。

3、在一个具体实施方式中，所述聚乙烯醇的数均分子量为12万至22万。

4、在一个具体实施方式中，所述聚乙二醇的数均分子量为1000至2000。

5、在一个具体实施方式中，所述碱金属氧化物为氧化钾和/或氧化钠。

6、在一个具体实施方式中，以所述抑制剂的总质量计作100％，所述二烯丙基二甲基氯化铵2％至5％，羧甲基多乙烯多胺5％至10％，聚乙烯醇5％至10％，碳酸氢铵50％至80％，聚乙二醇2％至5％，氧化钙3％至10％，碱金属氧化物3％至10％。

7、本发明之二提供了一种处理石油污染土壤的方法，其包括将所述石油污染土壤淘洗筛分后分为低含油部分和高含油部分；其中，对所述低含油部分，利用如本发明之一中任意一项所述的抑制剂进行处理，得到第一处理土壤；对所述高含油部分，利用分散促进剂和清洗剂进行处理，得到第二处理土壤；将所述第一处理土壤和所述第二处理土壤合并后进行浮选处理，分离出土壤，得到浮选处理后的土壤。

8、在一个具体实施方式中，所述方法包括如下步骤；

9、1)将石油污染土壤与第一淘洗液混合，得到泥浆1；

10、2)对所述泥浆1用第一分样筛在第二淘洗液中筛分，得到低含油筛下泥浆和筛上的高含油土壤颗粒；

11、3)将所述高含油土壤颗粒干燥，加入分散促进剂，混合分散，用第二分样筛筛分，得到小于所述第二分样筛孔径的高含油土壤小颗粒和大于所述第二分样筛孔径的高含油土壤大颗粒；向所述大于所述第二分样筛孔径的高含油土壤大颗粒中加入所述分散促进剂，混合分散，用所述第二分样筛筛分，得到小于所述第二分样筛孔径的高含油土壤小颗粒；如果还有大于所述第二分样筛孔径的高含油土壤大颗粒，继续向其中加入所述分散促进剂，混合分散，用所述第二分样筛筛分，直至所有高含油土壤大颗粒经处理后粒径小于所述第二分样筛孔径，得到高含油土壤分散颗粒；

12、4)将所述高含油土壤分散颗粒与第三淘洗液和清洗剂混合，得到泥浆2；

13、5)将所述筛下泥浆与抑制剂混合，得到泥浆3；

14、6)将所述泥浆2和所述泥浆3混合，得到泥浆4；将所述泥浆4进行浮选处理，得到浮渣和泥浆5，其中，从泥浆5中去除所述浮渣；

15、7)将所述泥浆5进行固液分离，其中的固相为处理后的土壤。

16、在一个具体实施方式中，在步骤1)中，所述石油污染土壤与水的质量比为1：(1至3)，混合后浸泡2至4小时得到所述泥浆1。

17、在一个具体实施方式中，所述第一分样筛和所述第二分样筛的筛孔孔径为1至3mm。

18、在一个具体实施方式中，所述第二淘洗液的温度为50至70℃。

19、在一个具体实施方式中，制得所述泥浆2的温度为50至60℃。

20、在一个具体实施方式中，将所述第一分样筛置于所述第二淘洗液液面之上，将所述泥浆1倒入所述第一分样筛中，用分样筛筛盖盖上所述第一分样筛，并将所述第一分样筛和所述分样筛筛盖固定，将所述第一分样筛沉入所述第二淘洗液中，然后提起，重复10至20次，得到筛分后的低含油筛下泥浆和筛上的高含油土壤颗粒。

21、在一个具体实施方式中，以所述高含油土壤颗粒质量计作100％，所述分散促进剂的首次加入量为3％至8％，其中，所述高含油土壤颗粒的含水量为13％至18％，例如所述高含油土壤颗粒的含水量为13.2％至16.5％。

22、在一个具体实施方式中，以所述高含油土壤大颗粒质量计作100％，所述分散促进剂的后续加入量为1％至5％。

23、在一个具体实施方式中，所述高含油土壤分散颗粒与第三淘洗液的质量比为1：(2至5)。

24、在一个具体实施方式中，以所述高含油土壤分散颗粒与第三淘洗液的总质量计作100％，所述清洗剂的用量为3％至8％。

25、在一个具体实施方式中，以所述筛下泥浆的质量计作100％，所述抑制剂的用量为5％至10％。

26、在一个具体实施方式中，所述第二淘洗液的液高度为所述第一分样筛高度的3至6倍。

27、在一个具体实施方式中，所述分散促进剂包括氯化钙、氧化钙和石英砂。

28、在一个具体实施方式中，以所述分散促进剂的总质量计作100％，所述氯化钙15％至25％(例如15％至20％)，所述氧化钙55至75％(例如65％至75％)，所述石英砂10％至20％。

29、在一个具体实施方式中，所述石英砂目数为60至200目。

30、在一个具体实施方式中，所述清洁剂包括二烷基醇醚羧酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠、氯化钠、氢氧化钠和水。

31、在一个具体实施方式中，以所述清洁剂的总质量计作100％，所述二烷基醇醚羧酸钾3％至7％，所述十二烷基硫酸钠5％至10％，所述十二烷基苯磺酸钠5％至15％，所述硅酸钠3％至10％，所述氯化钠3％至5％(例如3％至4％)，所述氢氧化钠1％至5％，所述水48％至80％。

32、在一个具体实施方式中，所述第一淘洗液、第二淘洗液和第三淘洗液独立地为水或处理石油污染土壤后最后收集的水相。

33、本发明的有益效果：

34、1.充分考虑石油污染土壤非均质的特性，清洗处理前，首先将污染土壤中高含油部分和低含油污部分分离，避免高含油部分污染低含油部分，提高处理技术的对应性，提高处理精度，降低处理难度和能耗。

35、首先对石油污染土壤进行浸泡，然后进行淘洗筛分，大颗粒的、紧实的高含油的油土颗粒被截留在筛上，小的、低含油土壤颗粒透过筛面，将含油污染土壤分离为高含油大颗粒部分和低含油小颗粒部分。

36、高含油部分含油量高，一般大于5％，可以进行石油的资源化回收。低含油部分含油量低，甚至有很大一部分没有被污染的干净土壤颗粒，平均含油量一般小于5％，因此，这部分土壤不需要进行清洗，可进行微生物修复等，最终达到无害化处理。

37、2.高石油污染土壤在干燥状态下，加入分散促进剂，将大颗粒分散为小颗粒之后，再加入水和清洗剂进行清洗处理。

38、由于石油具有粘性，油土颗粒结合紧密，石油主要富集在筛上高含油土壤颗粒中，土壤颗粒与石油粘合在一起会发生复杂的物理、化学反应，使两者结合得更紧密，原有的疏松、多孔的土壤结构被破坏，土壤颗粒在原油的作用下粘连在一起，成为稳定的油土颗粒。石油污染土壤清洗过程，清洗剂主要与土壤颗粒外部污染物作用，去除吸附在土壤颗粒周围的石油，无法作用于土壤颗粒内部，若要将油土颗粒中的石油污染物清洗出来，必须对颗粒进行破碎，使污染表面充分暴露。高含油土壤颗粒加水搅拌分散效果差，在水中通过搅拌作用，反而会继续粘连为更大的油土颗粒。因此，针对这部分高含油颗粒，为了实现油土颗粒的破碎，在清洗之前，在土壤干燥的状态下加入分散促进剂，通过促进剂的吸水、分散作用，将大油土颗粒分散为小油土颗粒。针对分散后的小油土颗粒，再加入水和清洗剂进行清洗处理。也就是说，直接在污染土壤中加入水，通过强力搅拌或者辅助超声波等方式，对土壤进行均质破碎处理，存在颗粒粘连、破碎效果差的问题，而在本发明中，先将土壤颗粒在分散促进剂的作用下通过搅拌破碎，然后再加水清洗，破碎效果更好。

39、3.低石油污染土壤中加入抑制剂。

40、低含油土壤颗粒中，很大一部分并未被石油污染，为防止未被石油污染的干净土壤颗粒吸附淘洗液中的石油，造成二次污染，在低含油土壤中加入抑制剂。本发明的抑制剂主要是抑制粘土颗粒和石油颗粒相互吸附的作用，减少石油颗粒和黏土颗粒的结合，另外是为了抑制黏土在水中的絮体化，保持颗粒状，抑制在后续浮选过程中随原油一起上浮。