超声波净化石油污染土壤实验研究

第4卷第4期环境工程学报Vol.4,No.42010年4月ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringApr.2010超声波净化石油污染土壤实验研究张文李建兵韩有定3宋卫坤(华北电力大学能源与环境研究中心,北京102206)摘要为研究超声波技术处理石油污染土壤的影响因素,选取了土壤含油量、土水比、土壤类型、超声处理时间和超声功率5个因素进行了具有交互作用的正交实验,并讨论了各因素对土壤中石油污染物清除率的影响。实验结果表明超声波对土壤中石油污染物的净化效果明显,总石油烃(TPH)的清除率在2310%到7713%之间,土壤类型对净化效果的影响最为显著,粘土中的TPH清除率显著低于砂土。由超声空化引起的解吸作用和真空抽滤是实验过程中土壤TPH减少的主要途径。研究结果表明超声波技术用于石油污染土壤修复是可行并且有效果的。关键词超声波净化石油污染土壤总石油烃中图分类号X172文献标识码A文章编号167329108(2010)0420940206ExperimentalstudyofultrasonicremediationofpetroleumcontaminatedsoilZhangWenLiJianbingHanYoudingSongWeikun(EnergyandEnvironmentalResearchCenter,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China)AbstractInordertostudytheinfluencingfactorsoftheultrasoundtechnologyonremediationofpetrole2um2contaminatedsoil,aseriesoforthogonalexperimentsconsidering5factors,suchasoilconcentration,soil2waterratio,soiltype,ultrasonicprocessingtimeandultrasoundpower,wereconducted.Andeachfactorontheremovalratewasdiscussed.Theexperimentalresultsshowedthatthecleanupeffectofultrasoundforpetroleumcontaminatedsoilwasobviousandthetotalpetroleumhydrocarbons(TPH)removalrateswerebetween2310%and7713%.Soiltypehadasignificanteffectonthecleanupeffect,andtheTPHremovalrateinclaywaslowerthanthatinsand.TheexperimentalresultsalsosuggestedthatultrasonicdesorptionandsubsequentfiltrationwerethedominantmechanismforTPHreductioninthesoil.Theultrasonicremediationofpetroleumcontamina2tedsoilwouldbefeasibleandeffective.Keywordsultrasonicremediation;petroleumcontaminatedsoil;totalpetroleumhydrocarbons(TPH)基金项目:国家自然科学基金资助项目(50679026);华北电力大学校内科研基金收稿日期:2009-04-08;修订日期:2009-05-18作者简介:张文(1985～),女,硕士,从事石油污染土壤修复技术研究。E2mail:zhw4449@hotmail.com3通讯联系人,E2mail:hanyouding@yahoo.com.cn我国的土壤石油污染现状相当严重,给污染区的生态、作物和人类的健康带来严重威胁,而现有的石油污染土壤修复技术又存在明显缺陷,如化学修复方法虽可以获得较好的除油效果,但存在化学试剂耗费量大和二次污染的问题[1,2];而生物修复技术的局限性在于修复效果受各种环境因素的影响较大且修复时间长[3]。超声波降解技术作为一种先进修复技术,其净化机理主要是利用超声空化现象所产生的机械效应、热效应和化学效应对污染物进行物理解吸作用,絮凝沉淀作用和化学氧化作用,从而达到使污染物从土壤颗粒上解吸,并在液相中被氧化降解成CO2和H2O或环境易降解的小分子化合物。该方法操作简便,反应条件温和,降解速度快,可以单独或与其他处理技术联用。少数的国外学者[4