[發明專利]一種含油污泥電化學生物耦合深度處理方法

有效

• 申請號: 201511029136.6
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105417909B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 魏利;李春穎;魏東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種含油污泥電化學生物耦合深度處理方法，本發明涉及含油污泥電化學生物耦合深度處理方法。本發明的目的是為了解決目前我國的油田含油污泥的處理中還沒有形成一套有效的針對含油污泥進行深度處理方法的問題。具體過程為：步驟一、采用農用的秸稈廢碎機或建筑用的攪拌機對含油污泥進行粉碎，挑出石頭，瓦塊以及塑料，得到處理后的含油污泥；步驟二、將步驟一中得到的處理后的含油污泥添加到含油污泥電化學生物耦合處理裝置，直至含油污泥含油量≤3‰；步驟三、將步驟二中含油污泥含油量≤3‰的含油污泥直接排放到農田或者用于鋪路。本發明應用于含油污泥處理領域。

技術領域

本發明涉及含油污泥電化學生物耦合深度處理方法。

背景技術

電泳現象是于19世紀初當Reuss在一個粘土-水的混合物中施加直流電場時首次被所發現的。簡而言之，電化學力學處理(以下簡稱電化學處理)是一個發生在電極間的電遷移、電滲透、電化學反應的受控過程。土壤的電化學力學處理技術就是在受污染土壤中通入電流，是土壤中的污染物在直流電場的作用下進行定向遷移，最終達到去除污染物的目的。其原理可以解釋為在通電過程中，帶正電的離子移向陰極，帶負電的離子移向陽極，而不帶電的粒子則隨著電滲透作用產生的水流方向從陽極向陰極進行移動。

根據選擇的電極不同，還會出現電極與污染物發生反應來去除污染物的現象。土壤電化學修復是一項新興的環境處理技術，對于飽和與非飽和的土壤都是適用的。電化學修復的主要供能方式包括控制電壓法和控制電流法兩種，控制電壓法就是不考慮電場中的電阻大小，通電過程中只保持電壓不變，一般采用電場強度或電勢梯度(V/m)來表征，其特點是電勢梯度穩定均勻；而控制電流法就是保持通電過程中電流恒定，一般采用電流密度(mA/cm²)來表征，其特點是可以根據電勢的變化來指示修復的終點。

根據電化學處理描述，其處理機制主要包括電遷移、電滲透及電泳三種方式，其中電泳是指帶電粒子或膠體在電場中的運動方式，與其它兩種方式相比，在實際污染物去除過程中，電泳作用的貢獻較小，甚至可以忽略不計，因此，主要介紹電化學處理過程中的電遷移和電滲透機制。

①電遷移電遷移是帶電離子或離子團在直流電場中的移動方式，其移動方向是朝與其本身所帶的電荷相反的電極方向。Probstein提出的電遷移速率的表達式如式(1-1)所示：

u_em-＝v×z×F×E (1-1)

式中uem—帶點離子在土壤中的遷移速率(m²/s·V)；

v—離子遷移率(m²/v)；

z—離子電荷數(個)；

F—法拉第常數(C/mol)；

E—電場強度(V/m)。

根據式(1-1)可以看出，電遷移速率與離子電荷數和電場強度呈正比關系，這對于一種已知離子污染物，提高電場強度可以提高該污染物的電遷移速率。

②電滲透土壤中不帶電粒子一般采用電滲透作用移動，其實質是描述土壤孔隙水本身的移動過程，由于土壤表面帶有電荷可以形成雙電層結構，而雙電層中的帶電溶液在電場作用下就會遷移，而土壤孔隙中的粘性剪切力會平衡電滲透作用力將中性溶液移出雙電層。Helmholtz和Smoluchowski是最早提出關于電場強度存在條件下的電滲流速和zeta電位理論，一般稱之為Helmholtz和Smoluchowski公式，其表達式如式(1-2)所示：

式中ε—孔隙水的介電常數(F/m)；

ζ—土壤表面的zeta電位(mV)；

E—平均電場強度(V/m)；

μ—孔隙水的粘度(Pa·s)。