- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
- •Актуальность
- •Целью магистерской диссертации является исследование процесса очистки нефтезагрязнённых почв за счет внесения персульфата
- •• Научная новизна. Впервые проведено исследование совместного воздействия персульфата калия и электрического тока
- •Влияние материала электродов на эффективность очистки
- •Эффективность очистки, %
- •Динамика напряжения
- •Изменение температуры обрабатываемых образцов
- •Выводы
- •Спасибо за внимание!
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке
Исследование комбинированного метода электроперсульфатной обработки нефтезагрязнённых почв
Выполнил студент группы МТС 01-22-31: Файзуллин Т.Р. Руководитель доцент, к.т.н.: Пряничникова В.В.
Актуальность
Загрязнение почвы считается одной из основных экологических проблем в России и его масштабы продолжают расти. Нередко земли подвергаются загрязнению нефтью и пластовыми водами, поступающими из скважин при добыче. Нефтяные отходы токсичны, гидрофобны и могут негативно влиять на окружающую среду и здоровье человека. Традиционные методы восстановления загрязнённых территорий не всегда могут обеспечить высокую степень очистки от нефти, трудозатратны и энергоемки. Поэтому для эффективного восстановления почвы требуются новые технологии очистки.
Целью магистерской диссертации является исследование процесса очистки нефтезагрязнённых почв за счет внесения персульфата калия при
пропускании электрического тока через контаминированную среду.
•Задачи исследования:
•- экспериментальное исследование влияния вносимой дозы персульфата калия на эффективность очистки
•- Исследование влияния материалов электродов на эффективность метода электроперсульфатной очистки
•- изучение специфики протекания процесса очистки в зависимости от режима введения раствора персульфата калия
•- анализ изменения ключевых характеристик процесса (напряжения, температуры, кислотности)
•-разработка рекомендаций по реализации данного метода в производственных условиях
• Научная новизна. Впервые проведено исследование совместного воздействия персульфата калия и электрического тока на нефтезагрязненные почвы для осуществления их очистки.
•Практическая значимость:
•- разработан комбинированный метода электроперсульфатной очистки нефтезагрязнённых почв;
•- подобраны оптимальные дозы внесения персульфата калия;
•- подобран материалов электродов, обеспечивающих эффективное удаление нефтепродуктов из грунта.
+ -
V
A
|
|
Влияние дозы персульфата калия на эффективность очистки грунта |
|
|||||||||
№ |
Молярность |
Вносимый |
|
Удельная |
pH |
Температура |
№ |
Масса |
Суммарный |
Остаточное |
Эффективность |
|
опыта |
раствора |
объем, мл |
|
масса |
почвы |
начальная, |
опыта |
навески |
объем |
|
содержание |
очистки, % |
|
персульфат |
|
вносимого |
|
°С |
|
почвы |
экстракта, |
нефтепродуктов, |
|
||
|
а калия |
|
персульфата |
|
|
|
для |
мл |
|
мг/кг |
|
|
|
|
|
калия, мг/г |
|
|
|
анализа, |
|
|
|
||
|
|
|
|
почвы |
|
|
|
г |
|
|
|
|
1 |
- |
- |
|
- |
6,9 |
22 |
1 |
1 |
29 |
|
5083,03 |
49,17 |
2 |
0,1 |
1 |
|
0,294 |
6,9 |
22 |
2 |
1 |
28 |
|
4944,14 |
50,56 |
3 |
0,1 |
5 |
|
1,471 |
6,8 |
24 |
3 |
1 |
29 |
|
3466, 01 |
65,34 |
4 |
1 |
1 |
|
2,947 |
6,8 |
22 |
4 |
1 |
29 |
|
2050,21 |
79,50 |
5 |
1 |
5 |
|
14,716 |
6,8 |
23 |
5 |
1 |
27 |
|
958,00 |
90,42 |
6 |
1 |
10 |
|
29,432 |
6,8 |
23 |
6 |
1 |
28 |
|
2135,09 |
78,65 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
90.42 |
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
79.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
78.65 |
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
очистки, |
|
|
65.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
50.56 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
49.17 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Эффективность |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0.29 |
1.47 |
2.94 |
|
14.72 |
29.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельная масса персульфата, мг/г почвы |
|
|
|
|
||
Влияние материала электродов на эффективность очистки
Электродная |
рH Диапазон |
Остаточное |
Эффективнос |
|
содержание |
ть очистки, % |
|||
пара |
температу |
|||
нефтепродукт |
|
|||
|
р, °С |
|
||
|
ов, мг/кг |
|
Отсутствует |
6,8 |
23,0 - 50,0 |
5417,24 |
45,83 |
Графит- |
6,9 22,6 - 64,1 |
1003,05 |
89,97 |
железо |
|
|
|
Графит- |
6,7 22,3 – 65,3 |
5376,14 |
46,24 |
графит |
|
|
|
Эффективность очистки, %
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
89.97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
50 |
|
|
|
45.83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
зо |
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
||||||
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
ле |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|||||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фа |
||||||
|
|
|
|
|
бо |
|
|
|
|
|
|
гр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
-ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ь |
||||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ит |
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
|
|
|||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
фи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рс |
|
|
||
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
ф |
|
ра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
||
|
|
р |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|||||||
|
|
т |
|
|
|
р |
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|||||
|
ек |
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|||
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
||
ез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты проведения обработки
Эффективность очистки, %
Изучение характера влияния кратности введения персульфата на эффективность очистки
90
80 |
|
78.56 |
|
70
60
50
40
30
20.4
20
10
0.61
0
1 |
2 |
3 |
Кратность введения раствора
Динамика напряжения
Номер |
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
|
|
опыта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
1 |
5,4 |
5,3 |
5,6 |
5,5 |
5,6 |
5,6 |
5,7 |
5,6 |
5,7 |
5,6 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
2 |
17,6 |
17,2 |
16,5 |
16,9 |
18,8 |
79 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
11,7 |
12,3 |
13 |
14,2 |
14,2 |
15,6 |
18,1 |
18,1 |
20 |
21,2 |
79 |
|
|
4 |
10,9 |
11,3 |
12,4 |
13,4 |
13,1 |
13,1 |
13,8 |
17,6 |
17,4 |
18,2 |
19,2 |
20,6 |
23,2 |
5 |
13,4 |
13 |
13,3 |
14,3 |
15 |
15 |
15 |
79 |
6 |
18,1 |
18,3 |
79 |
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
|
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
||
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Опыт 5
Опыт 6
Изменение температуры обрабатываемых образцов
Номер |
|
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
опыта |
0 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
90 |
100 |
120 |
|
|||||||||
|
|
|
|
Катодная область |
|
|
|
|
|
1 |
25 |
26 |
26 |
31 |
35 |
42 |
48 |
53 |
58 |
2 |
25 |
26 |
27 |
30 |
|
|
|
|
|
3 |
25 |
27 |
29 |
29 |
31 |
31 |
32 |
33 |
|
4 |
25 |
31 |
32 |
32 |
33 |
33 |
34 |
35 |
35 |
5 |
25 |
35 |
36 |
35 |
36 |
38 |
|
|
|
6 |
25 |
42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анодная область |
|
|
|
|
|
|
0 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
90 |
100 |
120 |
1 |
25 |
26 |
31 |
34 |
35 |
49 |
48 |
57 |
58 |
2 |
25 |
26 |
35 |
48 |
|
|
|
|
|
3 |
25 |
33 |
36 |
37 |
40 |
48 |
51 |
56 |
|
4 |
25 |
34 |
35 |
36 |
48 |
50 |
52 |
59 |
60 |
5 |
25 |
39 |
43 |
45 |
46 |
67 |
|
|
|
6 |
25 |
79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
° С |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
90 |
100 |
120 |
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура, |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
90 |
100 |
120 |
|
|
|
|
|
Время, мин |
|
|
|
|
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Опыт 5
Опыт 6
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Опыт 4
Опыт 5
Опыт 6
pH
Изменение кислотности среды
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
6.9 |
6.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2 |
6.1 |
6.1 |
|
||
7 |
|
6.8 |
6.8 |
6.8 |
6.8 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
6 |
6 |
6.1 |
6.2 |
6.2 |
6.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
pH начальное |
pH |
|
|
|
|
|
pH анод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
рН конечное |
|
|
|
|
|
|
рН катод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Опыт 1 |
Опыт 2 |
Опыт 3 |
Опыт 4 |
Опыт 5 |
Опыт 6 |
|
|
1 |
|
5 |
10 |
|
||
|
|
|
|
Номер опыта |
|
|
|
|
|
|
|
|
Объем раствора, мл |
|
|
|
