[發(fā)明專利]一種從石油烴污染鹽堿土中回收電能且同步脫鹽的裝置和方法

有效

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• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109772874B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉晶;李永濤;李月;張曉林;趙曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/10;B09B3/60;B09B3/70;B09B5/00;B09B101/90
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

一種從石油烴污染鹽堿土中回收電能且同步脫鹽的裝置和方法。該裝置包括裝置外箱體，外箱體兩側(cè)的多孔法蘭板及活性炭空氣陰極，外箱體的中部設(shè)置有兩個中空法蘭板，中間設(shè)置有一個碳纖維布陽極。本發(fā)明將受試土壤分別與去離子水、KCl或ZnCl₂溶液混合，分別放入上述裝置，然后在空氣陰極與碳纖維布陽極之間分別連接100Ω、2000Ω電阻以及在開路狀態(tài)下，考察不同電流強度下該裝置的產(chǎn)電和脫鹽效能。本發(fā)明無二次污染且對土壤原有生境干擾較小，構(gòu)造和操作簡易、受環(huán)境因素影響較小，是一項綠色、安全的方法。此外，該發(fā)明同步將土壤中的鹽分高度濃縮于極少量土壤當(dāng)中，為鹽堿土壤中有價值鹽分的回收提供了一種可行的途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物資源回收和鹽堿土改良技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從石油烴污染鹽堿土中回收電能且同步脫鹽的裝置及方法。

背景技術(shù)

根據(jù)英國石油公司2016年6月發(fā)布的《BP Statistical Review of WorldEnergy》報告，2015年中國石油消耗占世界總消耗量的12.9％，僅次于美國居世界第二。2010年國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國每年約有3719萬噸石油化工固體廢棄物，年產(chǎn)落地油近700萬噸，造成嚴(yán)重的土壤污染問題。由于很多油田位于濱海鹽堿地區(qū)域，特別是黃河三角洲、遼河口、長江口等，例如大慶油田、大港油田、勝利油田、中原油田等，產(chǎn)生了大面積的石油烴污染鹽堿土壤問題；此外由于海上石油泄漏事件的發(fā)生，例如大連輸油管道爆炸、長江口油船爆炸、以及最近剛發(fā)生的福建泉港石油泄漏等導(dǎo)致了相當(dāng)面積的海灘及周邊地區(qū)受到嚴(yán)重的石油烴污染。石油烴含有許多毒性成分，例如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等，嚴(yán)重破壞了原始土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能，同時抑制植物的生長，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。

石油烴污染土壤修復(fù)的方法有物理、化學(xué)和生物修復(fù)三種方式。目前，物理和化學(xué)的修復(fù)技術(shù)被使用的相對較多，常用的包括濃縮干化法、固液分離法、萃取分離法、沖洗法、熱處理和熱解吸技術(shù)、化學(xué)破乳回收法等。然而，這些方法對于油泥中原油回收比較有效，對于低濃度、大面積的石油烴污染土壤修復(fù)不甚合適，而且由于物理措施的干擾和化學(xué)試劑的添加，難以避免的會導(dǎo)致土壤原有生境的破壞和二次污染問題。生物修復(fù)是利用植物或者微生物的強化降解作用將土壤中污染物去除的方法。其中植物修復(fù)對土壤原有生境干擾較小且可美化環(huán)境，但是對于氣候條件和土壤肥力有特定的要求，而且在極端條件下，例如嚴(yán)重鹽堿化的土壤上很難長期存活。微生物修復(fù)包括生物添加和生物刺激兩種方式。高效降解菌種的添加同樣受環(huán)境因素影響較大，可持續(xù)性難以保障，例如高鹽分會嚴(yán)重抑制微生物的活性，因此也存在一定局限性。生物刺激是通過向污染土壤中添加氮素、活性劑等物質(zhì)，從而激發(fā)土壤微生物的降解活性，雖然該方法受外界條件影響相對較小，但是操作工藝復(fù)雜，處理成本較高，同時可能誘發(fā)致病菌的產(chǎn)生，因此會增加處理過程中的風(fēng)險。

鹽堿土是重要的土壤后備資源，也是植被構(gòu)建的最大阻礙，嚴(yán)重影響著生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。目前采用的修復(fù)方式有植物修復(fù)、淋溶脫鹽和添加改良劑等治理措施。植物修復(fù)通常是篩選耐鹽堿的植物種類予以種植，這種方法不僅需要長期高成本的精心保養(yǎng)維護，而且易于遭受下層土壤返鹽的危害，對于石油烴污染的鹽堿土壤修復(fù)更是難以采用。用淡水淋溶結(jié)合暗管排水是鹽堿土最直接的脫鹽方式，可是我國淡水資源嚴(yán)重缺乏，特別是濱海地區(qū)，因此該方法并非長久之策。對于石油烴污染的鹽堿土壤來說，疏水性較強，更不利于土壤淋溶脫鹽。目前，所采用的鹽堿土壤改良劑有磷石膏、硫酸鋅、腐殖酸、有機肥、秸稈等。在石油烴污染鹽堿土修復(fù)時，磷石膏、硫酸鋅等化學(xué)物質(zhì)的加入，勢必會對土壤中微生物群落和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響；相比之下，腐殖酸、有機肥、秸稈的加入可為土壤微生物提供一定的營養(yǎng)成分，促進微生物的生長和污染物的降解，但是其生效周期較長，會進一步使得成本升高。