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油田区不可避免地存在跑冒滴漏等现象,泄漏的石油会严重污染油田区周围的土壤,对人类健康和环境造成巨大危害,石油污染土壤已经成为了一个全球性的环境问题,其减量化、无害化及资源化处理已经成为了发展的必然趋势。为此,本文开展了石油污染土壤脱油脱水实验及机理研究,以期为工业上修复石油污染土壤提供技术支持和理论依据。本文通过实验研究热碱水洗条件(包括NaOH质量分数、液固比、洗涤温度)对含油土壤脱油效果的影响规律。结果表明,残余油含量随NaOH质量分数及液固比的升高呈现先下降后上升的趋势,而随温度的升高而下降。确定了最佳热碱水洗条件为NaOH质量分数0.2%,液固比4:1,温度80℃。在探究含油污泥脱水性能实验中发现铝盐及铁盐类絮凝剂对于高碱性污泥的适应性较差,而钙盐可以很好地破坏油水细砂混合层,有效地改善含油污泥过滤脱水性能。综合考虑含油污泥的过滤速率、滤饼含水率及滤饼残余油含量,0.8%的Ca Cl2溶液处理效果最佳。基于以上实验研究结果提出了热碱水洗-机械脱水联合处理工艺。通过研究影响热碱水洗-机械脱水工艺中油水乳状液稳定性因素,结果表明,表面活性剂、蒙脱土、低浓度石英砂(浓度低于2.5%)会在一定程度上促进乳状液的稳定性,高浓度石英砂(浓度高于2.5%)、无机盐(NaCl,MgCl2,Ca Cl2)、高pH(1114)会破坏乳状液的稳定性。这项研究对于热碱水洗-机械脱水工艺具有重要指导意义,即原油中的表面活性物质会促进油水乳状液的形成,有助于原油从砂砾表面的剥离;油水砂稳定混合层由粘土颗粒、小的砂砾及油水乳状液共同形成,性质稳定不利于脱油脱水过程;阳离子会通过压缩双电层或使表面活性剂失活的方式降低乳状液稳定性,因此热碱水洗工艺有必要控制工业用水硬度;过高的p H可能引起O/W型乳状液向着多重乳状液转变,降低表面活性剂乳化效果,因此热碱水洗工艺中要特别注意碱的添加量。本文的研究结果可为提高石油污染土壤脱油脱水效率提供理论指导和实验依据,也可为其它含油污泥的处理提供参考和借鉴。本研究的主要工作获得了国家自然科学基金(土壤石油烃传质过程和界面萃取修复机理,41471258)的资助,感谢基金委对本课题的支持。