一种基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法与流程

本发明涉及一种土壤清洗技术，尤其涉及一种基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法。

背景技术：

土壤作为人类生产、生活的基本载体，为动植物微生物提供了必要的生存环境。然而，随着陆上石油化工工业的发展，在开采、加工及运输过程中出现的泄露和不达标排放而产生的污染事故频繁发生，石油污染问题尤为突出。石油是一种复合污染物，其中以烃类及烃的衍生物为主，具有独特的物理和化学特性，当石油污染土壤后，污染物易附着于土壤颗粒表面，不宜被生物降解，并且石油中具有多种“三致”有机污染物，如多环芳烃、苯及衍生物等，在土壤中可以通过植物富集、地表径流进入食物链，对生物的生存带来危害。石油具有很强的疏水性及粘度，当石油污染土壤后，由于污染物在土壤孔隙中堆积，增加土壤渗透阻力，显著降低了土壤的渗透性，以及土壤的含氧量及含水率，甚至引起了污染土壤的物理性质改变，影响土壤生态中动植物的正常生长。石油污染后的土壤严重破坏土壤环境，危害动植物的生存及人类的身体健康。因此，研究石油污染土壤的修复技术具有重要意义。

生物修复被认为是目前土壤修复中经济、环保的处理方法，在修复过程中不会影响土壤固有的理化性质，并且不会产生二次污染，备受研究人员青睐，但是生物的生长易受环境影响、培养耐受生物难以及生长及修复周期长，导致生物修复多处于实验室水平研究，或小场地修复，在工业应用较少。因此，生物法不适用应急的土壤环境污染事故，以及大规模土壤治理。土壤置换法、热脱附、吸附洗脱以及化学氧化等物理化学法相对生物法来说更适合工业化应用，但是这些方法普遍存在着处理成本高，二次污染以及易改变土质等缺点。

综上所述，目前土壤石油污染严重，直接或间接的影响了土壤环境和动植物生存，现有的物理化学法和生物技术很难有效处理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高效、环保的基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法，包括步骤：

将石油污染土壤加入到气升式内循环反应器中，按照一定固液比加入清洗液；

由气升式内循环反应器底部曝气进行土壤清洗，所述气升式内循环反应器的水力停留时间为60～90min；

上层形成的油水混合物通入水力旋流器，进行油水分离，油品回收清洗液回用，下层土壤经压缩干燥后回填。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法，通过气升式内循环反应器能有效处理落地原油污染土壤，处理排出清洗液进入水力旋流器，进行油水分离，分离后油品回收处理，污水经一定处理后，进行循环利用，土壤经压缩干燥后回填。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法的系统流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

将石油污染土壤加入到气升式内循环反应器中，按照一定固液比加入清洗液；

由气升式内循环反应器底部曝气进行土壤清洗，所述气升式内循环反应器的水力停留时间为60～90min；

上层形成的油水混合物通入水力旋流器，进行油水分离，油品回收清洗液回用，下层土壤经压缩干燥后回填。

所述气升式内循环反应器中，污染土壤与清洗液体积比为1:2。

所述气升式内循环反应器采用空气进行曝气，曝气量为0.7m³/h。

所述的污染土壤为模拟土壤，模拟土壤中原油浓度为50～200g/kg。

所述的清洗液主要为清水。

若清水满足不了排放标准的情况下，加入表面活性剂作为清洗液。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，配制质量浓度为0.1g/l。

本发明的基于气升式内循环反应器的土壤清洗方法，能有效处理落地原油污染土壤。其有益效果为：

处理过程中在内循环反应器中加入石油污染土壤，气体经曝气口进入导流筒，为污染土壤循环流化提供动力，强化气液固相间剪切力，减少由于转动装置所产生的流动死角，导流筒将反应器分成导流筒内的土壤上升区以及外部的土壤下降区，在上升区污染土壤在气体的携带作用下向上运动，产生很强的相间作用力，在顶部磋磨器进行磋磨进一步对污染土壤进行清洗。进水采用上流式布水方式，经布水器进入清洗罐向上流动，淋洗液与污染土壤相对运动，增加液-固、固-固相间剪切力，达到清洗土壤效果，液体携带石油污染物向上流动，排出清洗罐，进入水力旋流器，进行油水分离，分离后油品回收处理，污水经一定处理后，进行循环利用，土壤经压缩干燥后回填。

具体实施例：

如图1所示，包括以下步骤：

将石油污染土壤加入到气升式内循环反应器中，按照一定固液比加入清洗液，由反应器底部曝气进行土壤清洗，所述气升式内循环反应器的水力停留时间为60～90min，上层形成的油水混合物通入水力旋流器，进行油水分离，油品回收清洗液回用，下层土壤经压缩干燥后回填。

其中，该土壤清洗方法可以包括以下具体实施方案：

(1)上述土壤清洗中，气升式内循环反应器内部加入中心管将反应器划分成上升区和下降区，在上升区内依靠曝气可以携带土壤颗粒向上运动，而在下降区内土壤颗粒依靠自身重力向下运动，从而形成土壤颗粒的循环流动。

(2)上述土壤清洗中，污染土壤与清洗液体积比为1:2，这有利于土壤循环效果，提升土壤清洗效率。

(3)上述土壤清洗中，停留时间为60～90min。

(4)上述土壤清洗中，石油污染土壤为模拟土壤，原油浓度为50～200g/kg。

(5)上述土壤清洗中，采用空气进行曝气，曝气量0.7m3/h,这可以为反应器提供动力，不仅能够节约能源降低成本，而且可以提高相间作用力，强化清洗效果。

(6)上述土壤清洗中，气升式内循环反应器可以采用串联提高处理效率，主要采用清水作为清洗液，若清水满足不了排放标准的情况下可在下一级加入表面活性剂作为清洗液，所用表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，配制质量浓度为0.1g/l，清洗过程中实现不用或少用，最终达到了节约试剂成本的作用。

与现有技术相比，本发明所提供的石油污染土壤清洗技术至少具备以下优点：

(1)装置结构简单，由气体提供动力，减少流动死角，提高处理效率，降低工程成本。

(2)首次将气升式内循环反应器应用到石油污染土壤治理中，以清水或水溶性助剂作为淋洗液，节约试剂成本。

(3)可以采用撬装式整体组合便于进行应急处理，也可以采用串联方式提高处理量，具有普适、快速、高效等特点。

实施例一

一种土壤清洗方法，用于对原油浓度为200g/kg的污染土壤进行净化处理。其具体包括：将污染土壤加入到内循环反应器中，按照固液体积比为1:2加入清洗液，曝气量0.7m³/h，反应温度为室温，水力停留时间为60～90min；上层油水混合物通入水力旋流器进行油水分离，油品回收清洗液处理后回用，下层土壤继续清洗或进行压缩干燥达标回填。

具体地，采用本发明实施例1提供的土壤清洗方法，仅采用清水清洗一次所得土壤含油浓度为10.29g/kg，去除率达到94.86％。

实施例二

一种土壤清洗方法，用于对原油浓度为100g/kg的污染土壤进行净化处理。其具体包括：将污染土壤加入到内循环反应器中，按照固液体积比为1:2加入清洗液，曝气量0.7m³/h，反应温度为室温，水力停留时间为60～90min；上层油水混合物通入水力旋流器进行油水分离，油品回收清洗液处理后回用，下层土壤继续清洗或进行压缩干燥达标回填。

具体地，采用本发明实施例1提供的土壤清洗方法，仅采用清水清洗一次所得土壤含油浓度为9.19g/kg，去除率达到90.81％。

实施例三

一种土壤清洗方法，用于对原油浓度为50g/kg的污染土壤进行净化处理。其具体包括：将污染土壤加入到内循环反应器中，按照固液体积比为1:2加入清洗液，曝气量0.7m³/h，反应温度为室温，水力停留时间为60～90min；上层油水混合物通入水力旋流器进行油水分离，油品回收清洗液处理后回用，下层土壤继续清洗或进行压缩干燥达标回填。

具体地，采用本发明实施例1提供的土壤清洗方法，仅采用清水清洗一次所得土壤含油浓度为6.21g/kg，去除率达到87.58％。

综上所述，本发明实例仅利用清水做清洗液就可以取得很好的去除效率，而且成本低，可以成为理想的前处理设备，并且可以加入表面活性剂作为清洗液进一步处理，处理后土壤满足国标gb15618-2008工业用地排放标准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。