【摘 要】
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随着石油工业的快速发展,石油及其产品进入土壤造成的污染问题日益严重,微波土壤修复技术具有加热均匀、能源消耗低、修复时间短以及二次污染风险低的优点,已成为当前的研究热点。本课题选择典型的半挥发性有机物萘(Naphthalene,Nap)作为石油污染土壤中的目标污染物,在探讨敏化剂对污染土壤微波加热增强效果的基础上,采用单因素实验法和响应面法(Response Surface Methodology,
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随着石油工业的快速发展,石油及其产品进入土壤造成的污染问题日益严重,微波土壤修复技术具有加热均匀、能源消耗低、修复时间短以及二次污染风险低的优点,已成为当前的研究热点。本课题选择典型的半挥发性有机物萘（Naphthalene,Nap）作为石油污染土壤中的目标污染物,在探讨敏化剂对污染土壤微波加热增强效果的基础上,采用单因素实验法和响应面法（Response Surface Methodology,RSM）,研究不同影响因素对微波去除土壤中石油污染物的效果,同时考察了微波土壤修复—微波催化燃烧装置的中试效果,主要结论如下:1)不同敏化剂对污染土壤微波加热增强效果的实验表明,颗粒活性炭（GAC）对污染土壤微波加热的增强效果明显强于Si C和Al2O3,20 g土壤中加入5 wt%的GAC,在720 W微波功率下辐照20 min,温度可达到350℃。2)单因素实验表明,微波功率、辐照时间、土层厚度、含水率对萘的去除效率具有显著影响,实验参数的最佳取值范围:微波功率为540～720 W,处理时间为15～25 min,土层厚度为3～5 cm,土壤含水率为13%～19%。3)采用RSM方法中的Box-Behnken实验设计优化微波土壤修复的实验条件,建立二次多元回归方程模型,方差分析（ANOVA）结果表明,模型达到了极显著水平,预测的最佳实验参数:微波功率为750.27 W,处理时间为18.04 min,土层厚度为4.28 cm,含水率为15.98%,该条件下土壤中萘的去除率为98.15%,验证实验结果为96.87%,与预测结果仅有1.28%的偏差,说明该模型的拟合效果良好。4)中试实验表明,在污染土壤中萘初始浓度为57.37 mg·kg-1,含水率为16%,土层厚度为4 cm的条件下,用750 W的微波辐照20 min,土壤中萘的去除率为95.6%,同时微波催化燃烧装置的尾气净化效率达92.7%。
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