一種土壤洗脫廢液中多氯聯(lián)苯去除和吐溫-80回收的方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤污染修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤洗脫廢液中多氯聯(lián)苯去除和吐溫-80回收的方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)電子垃圾的產(chǎn)生逐年遞增，對(duì)土壤的污染日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成為重要的環(huán)境問(wèn)題，一些主要的電子垃圾拆解區(qū)土壤中的毒害有機(jī)物含量遠(yuǎn)高于對(duì)照區(qū)，污染調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在廣東清遠(yuǎn)、貴_等電子垃圾拆解地，污染場(chǎng)地土壤中PCBs濃度高達(dá)3.34?458mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常背景值(0.42mg/kg)。不少學(xué)者研宄了運(yùn)用各種淋洗劑對(duì)土壤中的重金屬、有機(jī)污染物進(jìn)行洗脫，降低土壤的污染。化學(xué)淋洗修復(fù)是通過(guò)添加藥劑(螯合劑或表面活性劑)與污染物形成配合物(重金屬)或提高其溶解度(有機(jī)物)，從而促進(jìn)污染物從土壤固相向水溶液的釋放。多氯聯(lián)苯(PCBs)便是其中一種有機(jī)洗脫物。多氯聯(lián)苯具有持久性、生物蓄積性、遠(yuǎn)距離迀移性和明顯的生物毒性等特征，同時(shí)可通過(guò)食物鏈的傳遞對(duì)生物及人體的健康造成極大的威脅，轉(zhuǎn)移后的污染物處理是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
[0003]目前液相中采取的多氯聯(lián)苯處理方法主要有:物理法、化學(xué)法、微生物法等。在一定條件下，多氯聯(lián)苯可用化學(xué)氧化還原法去除?；瘜W(xué)氧化以臭氧氧化最為常見(jiàn)，還原法多以多相催化還原脫氯為主，適合工業(yè)處理的還原法有氫化法、氯解法等。近年來(lái)，高能磨銑法、親核取代-熱分解法等物化方法得到一定的發(fā)展，但化學(xué)法操作比較復(fù)雜，投資較大，往往需要結(jié)合幾種工藝才能達(dá)到較好效果。而微生物法目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段，主要有好氧、厭氧、連續(xù)厭氧-好氧生物降解等，菌種的培養(yǎng)篩選、降解的不徹底等限制了微生物法的進(jìn)一步運(yùn)用。物理法主要是吸附，吸附法操作簡(jiǎn)單、處理能力好，適合于工業(yè)上難降解難揮發(fā)的多氯聯(lián)苯處理。
[0004]在實(shí)際工程運(yùn)用過(guò)程中，既要實(shí)現(xiàn)對(duì)洗脫廢液中污染有機(jī)物的去除，又要考慮到實(shí)際運(yùn)行淋洗液回用的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)枮?011104317411的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種磺化硫雜杯芳烴土壤淋洗劑的回收裝置及其回收方法，其中運(yùn)用了離子交換柱對(duì)其進(jìn)行處理，在陰離子交換樹脂的作用下，淋洗劑的回收率可以達(dá)到96%以上。申請(qǐng)?zhí)枮?011100993928的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種再生有機(jī)污染土壤洗脫液中洗脫劑的方法，該發(fā)明將有機(jī)污染土壤洗脫修復(fù)后的洗脫液與活性炭混合，選擇性吸附去除洗脫液中的污染物，從而實(shí)現(xiàn)洗脫劑的再生與回用。但目前對(duì)含多氯聯(lián)苯的土壤洗脫廢液處理研宄較少，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)多氯聯(lián)苯高去除率和淋洗劑高回用率的研宄也較少。
[0005]去除土壤中多氯聯(lián)苯較好的方法是采用含有吐溫-80的淋洗劑進(jìn)行淋洗，如專利CN 104289511 A。而粉末活性炭的吸附性能好，選擇性不強(qiáng)，對(duì)在液相中呈膠束狀態(tài)的吐溫-80有較強(qiáng)的吸附，但經(jīng)淋洗后的廢液中含有的多氯聯(lián)苯體系會(huì)對(duì)吐溫-80的回用造成一定影響，因此在進(jìn)行多氯聯(lián)苯的去除時(shí)，往往造成吐溫-80的損失，從而使得其回用率降低。同時(shí)多氯聯(lián)苯不溶于水，破壞膠束后，理論上破壞膠束后有利于進(jìn)一步促進(jìn)其被粉末活性炭吸附，然而在吸附前將膠束打散，有機(jī)溶劑體系對(duì)多氯聯(lián)苯體系產(chǎn)生了影響，從而可能使得對(duì)多氯聯(lián)苯的去除率造成一定影響。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于含多氯聯(lián)苯的土壤洗脫液整體的處理及回收研宄較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種土壤洗脫廢液中多氯聯(lián)苯去除和吐溫-80回收的方法。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述方法在土壤中多氯聯(lián)苯洗脫中的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種土壤洗脫廢液中多氯聯(lián)苯去除和吐溫-80回收的方法，包括以下操作步驟:在含有多氯聯(lián)苯和吐溫-80的土壤洗脫廢液中加入有機(jī)溶劑，混合均勻，靜置，再加入粉末活性炭振蕩吸附，最后分離粉末活性炭，得到去除多氯聯(lián)苯并回收吐溫-80的淋洗液。
[0010]所述含有多氯聯(lián)苯和吐溫-80的土壤洗脫廢液中多氯聯(lián)苯濃度為I?12mg/L，吐溫-80濃度為20g/L。
[0011]所述的有機(jī)溶劑是指甲醇、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；更優(yōu)選丙酮；有機(jī)溶劑的加入量為洗脫廢液體積的2?25% ;優(yōu)選的加入量為洗脫廢液體積的2%。
[0012]所述粉末活性炭的加入量為2?20g/L洗脫廢液；優(yōu)選的加入量為2g/L洗脫廢液。
[0013]所述振蕩吸附的時(shí)間為I?12h ;優(yōu)選振蕩吸附的時(shí)間為4h。
[0014]上述方法在土壤多氯聯(lián)苯洗脫中的應(yīng)用，用以吐溫-80為主要成分的淋洗劑對(duì)土壤中的多氯聯(lián)苯進(jìn)行洗脫，得到含有多氯聯(lián)苯和吐溫-80的土壤洗脫廢液，然后采用上述方法對(duì)土壤洗脫廢液進(jìn)行處理，然后對(duì)處理后的洗脫液補(bǔ)充損失的吐溫-80，回用于土壤中多氯聯(lián)苯的洗脫。
[0015]本發(fā)明的原理為:加入有機(jī)溶劑以破壞包裹多氯聯(lián)苯的吐溫-80膠束，然后加入粉末活性炭吸附多氯聯(lián)苯。粉末活性炭對(duì)多氯聯(lián)苯的吸附主要是由于活性炭分子中所帶的含氧基團(tuán)與多氯聯(lián)苯的成鍵作用。粉末活性炭在吸附多氯聯(lián)苯的同時(shí)也吸附吐溫-80，造成洗脫液中吐溫-80的損失，而有機(jī)溶劑的加入，特別是丙酮的加入，使得一部分由于成鍵作用被攜帶到活性炭表面的吐溫從新回到洗脫液中得到回收，同時(shí)保持較高的多氯聯(lián)苯去除率。
[0016]本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0017](I)本發(fā)明通過(guò)在含有多氯聯(lián)苯和吐溫-80的土壤洗脫液中加入有機(jī)溶劑，然后用粉末活性炭對(duì)洗脫液中的多氯聯(lián)苯進(jìn)行吸附，可達(dá)到較高的多氯聯(lián)苯去除率，同時(shí)減少對(duì)吐溫-80的吸附，提高吐溫-80的回收率；當(dāng)有機(jī)溶劑采用丙酮，粉末活性炭濃度為2g/L，吸附時(shí)間為4h時(shí)，多氯聯(lián)苯的去除率可以達(dá)到78.0641%，同時(shí)吐溫-80的回收率可達(dá)到77.3033% ；
[0018](2)本發(fā)明的方法在土壤多氯聯(lián)苯洗脫中的應(yīng)用可顯著降低吐溫-80的消耗量，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益；
[0019](3)本發(fā)明方法所用的有機(jī)溶劑及粉末活性炭原料用量少、來(lái)源廣、價(jià)格低，對(duì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)小，同時(shí)處理方法操作簡(jiǎn)單，易于控制。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是對(duì)比例I在不同粉末活性炭濃度下多氯聯(lián)苯的去除率變化曲線圖；
[0021]圖2是對(duì)比例I在不同粉末活性炭濃度下吐溫-80的回收率變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0023]實(shí)施例1
[0024]在含有多氯聯(lián)苯(Aroclor 1254)和吐溫-80 (TW-80)的土壤洗脫廢液(多氯聯(lián)苯的濃度為12mg/L，吐溫-80濃度為20g/L)加入土壤洗脫廢液體積2 %的丙酮，混合均勻，靜置，再加入2g/L洗脫廢液的粉末活性炭(200目)振蕩吸附4h，離心取上清液，采用DSQ II單四級(jí)桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定上清液中Aroclor 1254濃度，計(jì)算去除率，每組設(shè)2個(gè)平行，空白對(duì)照為用同體積的蒸餾水代替；通過(guò)以下方法測(cè)定上清液中TW-80的濃度:精密量取上清液0.lmL，置于1mL量瓶?jī)?nèi)，加雙蒸水補(bǔ)足至2.0mL，精密加入硫氰酸鈷銨試液3.0mL,搖勻，精密加入三氯甲烷4.0mL,搖勻，放置7h，每隔30min振搖I次，吸取三氯甲烷層，于625nm的波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，每個(gè)樣設(shè)3個(gè)平行，通過(guò)上清液中TW-80的濃度計(jì)算回收率。本實(shí)施的方法處理后多氯聯(lián)苯的去除率為78.0641%，吐溫-80的回收率為77.3033% ο
[0025]實(shí)施例2
[0026]在含有多氯聯(lián)苯(Aroclor 1254)和吐溫-80 (TW-80)的土壤洗脫廢液(多氯聯(lián)苯的濃度為12mg/L，吐溫-80濃度為20g/L)加入土壤洗脫廢液體積2%的二甲基甲酰胺，混合均勻，靜置，再加入2g/L洗脫廢液的粉末活性炭(200目)振蕩吸附4h，離心取上清液，采用DSQ II單四級(jí)桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定上清液中Aroclor 1254濃度，計(jì)算去除率，每組設(shè)2個(gè)平行，空白對(duì)照為用同體積的蒸餾水代替；通過(guò)以下方法測(cè)定上清液中TW-80的濃度:精密量取上清液0.lmL，置于1mL量瓶?jī)?nèi)，加雙蒸水補(bǔ)足至2.0mL，精密加入硫氰酸鈷銨試液3.0mL,搖勻，精密加入三氯甲烷4.0mL,搖勻，放置7h，每隔30min振搖I次，吸取三氯甲烷層，于625nm的波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，每個(gè)樣設(shè)3個(gè)平行，通過(guò)上清液中TW-80的濃度計(jì)算回收率。本實(shí)施的方法處理后多氯聯(lián)苯的去除率為70.213%，吐溫-80的回收率為82.535%。
[0027]實(shí)施例3
[0028]在含有多氯聯(lián)苯(Aroclor 1254)和吐溫-80 (TW-80)的土壤洗脫廢液(多氯聯(lián)苯的濃度為12mg/L，吐溫-80濃度為20g/L)加入土壤洗脫廢液體積2%的二甲基乙酰胺，混合均勻，靜置，再加入2g/L洗脫廢液的粉末活性炭(200目)振蕩吸附4h，離心取上清液，采用DSQ II單四級(jí)桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定上清液中Aroclor 1254濃度，計(jì)算去除率，每組設(shè)2個(gè)平行，空白對(duì)照為用同體積的蒸餾水代替；通過(guò)以下方法測(cè)定上清液中TW-80的濃度:精密量取上清液0.lmL，置于1mL量瓶?jī)?nèi)，加雙蒸水補(bǔ)足至2.0mL，精密加入硫氰酸鈷銨試液3.0mL,搖勻，精密加入三氯甲烷4.0mL,搖勻，放置7h，每隔30min振搖I次，吸取三氯甲烷層，于625nm的波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，每個(gè)樣設(shè)3個(gè)平行，通過(guò)上清液中TW-80的濃度計(jì)算回收率。本實(shí)施的方法處理后多氯聯(lián)苯的去除率為72.25%，吐溫-80的回收率為79.656%。
[0029]實(shí)施例4
[0030]在含有多氯聯(lián)苯(Aroclor 1254)和吐溫-80 (TW-80)的土壤洗脫廢液(多氯聯(lián)苯的濃度為12mg/L，吐溫-80濃度為20g/L)加入土壤洗脫廢液體積2%的甲醇，混合均勻，靜置，再加入2g/L洗脫廢液的粉末活性炭(200目)振蕩吸附4h，離心取上清液，采用DSQII單四級(jí)桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定上清液中Ar0C