農(nóng)林廢棄物應(yīng)急處置水面溢油事故室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、石油及其煉制品是當(dāng)今社會(huì)最重要的能源，隨著石油開(kāi)采活動(dòng)日益頻繁，石油運(yùn)輸日趨活躍，溢油事故也日益增多。溢油一旦發(fā)生將會(huì)對(duì)人們的生活生產(chǎn)以及對(duì)當(dāng)?shù)氐年懮鷳B(tài)系統(tǒng)以及水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生長(zhǎng)期的嚴(yán)重的危害。常用的吸油樹(shù)脂成本高，制備工藝復(fù)雜，吸油后回收處理相對(duì)困難，難于降解，處理不當(dāng)有可能造成二次污染。尋找價(jià)廉、高效的環(huán)境友好型吸附劑，對(duì)溢油事故進(jìn)行有效處理，降低溢油事故的處理成本，提高吸附效率，已成為環(huán)境污染治理中亟待解決的問(wèn)題。
　　

2、 本文以農(nóng)林業(yè)廢棄物杉木鋸屑、玉米秸稈作為吸油材料，0#柴油為吸附對(duì)象進(jìn)行室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)。研究了這兩種材料在未改性條件下在純油及油水樣中的吸油能力，并對(duì)兩種材料進(jìn)行熱改性，通過(guò)吸油性能實(shí)驗(yàn)研究得出最佳熱改性條件。并對(duì)兩種材料在未改性條件以及最佳熱改性條件下吸油后在水中的漂浮性能進(jìn)行了研究。本文還通過(guò)正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)影響兩種材料吸油性能以及對(duì)柴油的去除率的主要因素如粒徑、投加量、振蕩頻率、油膜厚度以及鹽度進(jìn)行了研究，用極差分析方法進(jìn)行分析，并

3、對(duì)優(yōu)化條件進(jìn)行了討論，以期為農(nóng)林廢棄物的開(kāi)發(fā)利用以及治理我國(guó)地表水環(huán)境石油污染問(wèn)題提供良好的技術(shù)來(lái)源和經(jīng)驗(yàn)。主要結(jié)論如下:
　　 1、吸附性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，未改性的兩種材料吸油速率都很快，5 min即可達(dá)到飽和狀態(tài)。木屑與玉米秸稈在純油介質(zhì)中的飽和吸附量分別為8.20g/g，7.03g/g，在油水混合物介質(zhì)中的飽和吸附量分別為8.08g/g、7.02g/g。木屑與玉米秸稈較快的吸油速率以及良好的吸油性能對(duì)漏油事故的應(yīng)急處置有顯著的

4、優(yōu)勢(shì)。
　　 2、漂浮性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:振蕩使得兩種未改性材料的漂浮率明顯降低，相對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)，振蕩頻率對(duì)兩種材料的漂浮性能有明顯的影響，即有風(fēng)浪條件下吸油材料的漂浮率明顯低于無(wú)風(fēng)時(shí)的漂浮率。靜止?fàn)顟B(tài)下木屑與玉米秸稈的漂浮率分別為91.7％、58.4％;振蕩頻率為150r/min時(shí)木屑與玉米秸稈的漂浮率分別為67.5％、15.2％，無(wú)論靜止?fàn)顟B(tài)還是振蕩狀態(tài)下木屑的漂浮性都明顯好于玉米秸稈的漂浮性能。木屑在水面溢油中表現(xiàn)出良好的漂浮

5、性，在處理水面溢油時(shí)，可在風(fēng)浪較大的水面使用，而玉米秸稈的漂浮性能不是很好，僅適用于溢油發(fā)生在較為平靜的水面，在使用玉米秸稈作為吸油材料時(shí)，應(yīng)盡可能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行打撈，以免沉入水底，造成二次污染。
　　 3、正交試驗(yàn)表明:各因素對(duì)玉米秸稈除油率以及吸油量影響的顯著性順序分別為:投加量＞振蕩頻率＞粒徑＞鹽度＞油膜厚度;油膜厚度＞振蕩頻率＞投加量＞鹽度＞粒徑。各因素對(duì)木屑除油率以及吸油量影響的顯著性順序分別為:投加量＞油膜厚度＞粒徑

6、＞振蕩頻率;油膜厚度＞投加量＞粒徑＞振蕩頻率。
　　 綜合除油率與吸附量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)，玉米秸稈與木屑在用于處置溢油污染時(shí)最佳條件歸納如下:玉米秸稈粒徑為830～1700μm，投加量0.29g，振蕩頻率0r/min，油膜厚度0.55mm;木屑粒徑830～1700μm，投加量0.25g，振蕩頻率0r/min，油膜厚度0.55mm。在此投加條件下既能使吸油材料對(duì)溢油的去除率即可高達(dá)99％以上，又能使得吸油材料吸油量接近材料本身飽和吸油量，

7、不會(huì)造成資源浪費(fèi)。
　　 4、熱改性實(shí)驗(yàn)證明:木屑的最佳炭化條件為700℃炭化3小時(shí)，玉米秸稈的最佳炭化條件為:600℃炭化3小時(shí)。炭化木屑與玉米秸稈與改性之前相比，吸油性能明顯提高。炭化木屑吸附量是未改性之前的1.44倍，炭化玉米秸稈吸附量是未改性之前的1.6倍。
　　 5、熱改性材料漂浮性實(shí)驗(yàn)證明:炭化可以明顯提高木屑與玉米秸稈的漂浮性能。振蕩與否對(duì)炭化后的兩種材料的漂浮性幾乎沒(méi)有影響，兩種炭化材料吸附水面溢油后無(wú)論

8、在靜止?fàn)顟B(tài)還是振蕩狀態(tài)下都可以長(zhǎng)時(shí)間漂浮在水面上不會(huì)下沉產(chǎn)生二次污染。
　　 6、正交試驗(yàn)表明:各因素對(duì)炭化木屑除油率以及吸油量影響的顯著性順序分別為:投加量＞油膜厚度＞粒徑＞振蕩頻率，油膜厚度＞投加量＞振蕩頻率＞粒徑;各因素對(duì)炭化玉米秸稈除油率以及吸油量影響的顯著性順序分別為:油膜厚度＞粒徑＞投加量＞振蕩頻率，油膜厚度＞投加量＞粒徑＞振蕩頻率。
　　 綜合除油率與吸附量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)，炭化玉米秸稈與炭化木屑在用于處置溢油污染