TWI868589B - 多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統 - Google Patents

Abstract

一種以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含：自一油污染土壤進行污染濃度分析獲得一污染濃度特徵，並將該油污染土壤配置於一第一清洗槽；依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，以產生數個第一微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒；數個該第一微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間而形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液；將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，並將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，以產生數個第二微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒；及數個該第二微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間而形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液。

Description

多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統

本發明係關於一種多重式〔multiple〕以微奈米氣泡處理〔micronano bubble treatment〕重度油污染土壤〔severe oil polluted soil〕方法及其系統；特別是關於一種多重式以微奈米氣泡處理重度柴油〔diesel〕污染土壤方法及其系統；更特別是關於一種多重式以微奈米氣泡之爆裂震波、釋放能量及氫氧自由基方式處理重度油污染土壤方法及其系統。

習用相關微奈米氣泡處理油污染土壤處理方法及其系統，例如：本發明人先前申請之中華民國專利公告第TW-I760027號之〝以微奈米氣泡處理油污染土壤方法及其系統〞發明專利，其揭示一種以微奈米氣泡處理油污染土壤方法，而該以微奈米氣泡處理油污染土壤方法包含步驟：自一油污染土壤進行污染濃度分析，以獲得一污染濃度特徵。

承上，前述第TW-I760027號之該以微奈米氣泡處理油污染土壤方法另包含步驟：依該污染濃度特徵將一微奈米氣泡液體輸送至該油污染土壤內；於該油污染土壤內該微奈米氣泡液體產生數個微奈米氣泡接觸數個油污染土壤顆粒；數個該微奈米氣泡產生破裂而產生一爆裂震波、一釋放能量及數個氫氧自由基於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一已分離 油污液；及將該已分離油污液進行一油污浮除作業。

然而，前述第TW-I760027號之該以微奈米氣泡處理油污染土壤方法僅單純採用微奈米氣泡產生破裂方式處理油污染土壤而已，如此其適用於處理輕度油污染土壤，即其並不完全適用於快速處理重度油污染土壤作業，因此其並非適用於快速或高效率方式特別處理重度或重大油污染土壤。

另一習用相關油污染土壤處理系統，例如：中華民國專利公告第TW-I688425號之〝油品污染土壤水洗系統〞發明專利，其揭示一種油品污染土壤水洗系統。另外，該油品污染土壤水洗系統包含一第一泥砂分離機、一廢水處理設備、一清水池、一擦洗浮除設備、一第二泥砂分離機及一濁水池。

承上，前述第TW-I688425號之該第一泥砂分離機用以接收一第一濁水及一油品污染土壤，並利用該第一濁水自該油品污染土壤分離出一粗分砂料及一泥水。另外，該廢水處理設備連接該第一泥砂分離機，且該廢水處理設備用以自該第一泥砂分離機接收及處理該泥水，以獲得一污泥及一清水。

承上，前述第TW-I688425號之該清水池連接該廢水處理設備，且該清水池用以自該廢水處理設備接收該清水。另外，該擦洗浮除設備連接該清水池及第一泥砂分離機，且該擦洗浮除設備用以自該清水池接收該清水及自該第一泥砂分離機接收該粗分砂料，並將該粗分砂料進行擦洗浮除，以去除該粗分砂料之油污，以獲得一泥砂水。

承上，前述第TW-I688425號之該第二泥砂分離機連接該擦洗浮除設備，且該第二泥砂分離機用以自該擦洗浮除設備接收該泥砂水，並自該泥砂水分離出一精分砂料及一第二濁水。該濁水池連接該第二泥砂分離機及第 一泥砂分離機，且該濁水池用以自該第二泥砂分離機接收該第二濁水，並將該第二濁水輸送至該第一泥砂分離機，以進行分離該油品污染土壤。

然而，前述第TW-I688425號之該油品污染土壤水洗系統僅利用該第一泥砂分離機、廢水處理設備、擦洗浮除設備及第二泥砂分離機之組合進行以水洗方式重複分離處理油品污染土壤而已，因此其並非適用於快速或高效率方式特別處理重度或長時間油污染土壤。

另一習用相關油污染土壤處理方法，例如：中華民國專利公告第TW-I640616號之〝以醱酵血液處理油品污染土壤之方法〞發明專利，其揭示一種以醱酵血液處理油品污染土壤之方法。該以醱酵血液處理油品污染土壤之方法包含：步驟1、將一醱酵血液與一油品污染土壤混合，並作用7至14日。

承上，前述第TW-I640616號之該以醱酵血液處理油品污染土壤之方法包含：步驟2、將一氧化物加入該油品污染土壤，並作用1日；該氧化物為30%(w/w)之過氧化氫〔H₂O₂〕，而該油品污染土壤選擇為一重油污染土壤。

承上，前述第TW-I640616號之該以醱酵血液處理油品污染土壤之方法包含：步驟3、再加入該醱酵血液，並作用7至14日，以清除該油品污染土壤含有之一油品；將一動物血液與一厭氧污泥以體積比3：1至1：1之比例混合，並於溫度26至37℃進行醱酵反應30至60日而製得，且該厭氧污泥選擇為一食品廠厭氧污泥。

然而，前述第TW-I640616號之該以醱酵血液處理油品污染土壤之方法僅選擇利用該動物血液之醱酵血液、食品廠厭氧污泥及進一步添加入該氧化物方式處理油品污染土壤而已，因此其並非適用於快速或高效率方式特 別處理重度或長時間油污染土壤。

另一習用相關油污染土壤處理方法，例如：中華民國專利公告第TW-I558477號之〝利用液體肥料清洗油污染土壤之方法〞發明專利，其揭示一種液體肥料用於清洗油污染土壤之用途。該液體肥料用於清洗油污染土壤之用途包含：製備一液體肥料。

承上，前述第TW-I558477號之製備該液體肥料包含：製作一菌種懸浮液為於一除氯水中添加一營養源，以形成一菌種培養液，並接種一新型木黴菌〔Trichoderma sp.〕於該菌種培養液中，且將該菌種培養液中之該新型木黴菌進行一好氣培養至快速生長期；加入一有機物原料於該菌種懸浮液中，以形成一初始肥料，且該有機物原料選自廚餘混合物、餿水、腐熟熟堆肥混合物之一；將該初始肥料進行一好氣性液肥化程序至熟腐階段，以形成該液體肥料，且該液體肥料包含一天然生物界面活性劑。

承上，前述第TW-I558477號之該液體肥料用於清洗油污染土壤之用途另包含：進行一離地清洗處理法包含：混合一油污染土壤與該液體肥料，以形成一土壤混合液；攪拌該土壤混合液；沉澱該土壤混合液，以使該土壤混合液分層而形成一上清液；及排出該上清液，以去除該油污染土壤中的油污染物。

然而，前述第TW-I558477號之該利用液體肥料清洗油污染土壤之方法僅利用於該菌種培養液接種該木黴菌及加入該有機物原料方式製備該液體肥料〔含天然生物界面活性劑〕，並利用該液體肥料進行該離地清洗處理法而已，因此其並非適用於快速或高效率方式特別處理重度或長時間油污染土壤。

另一習用相關油污染土壤處理方法，例如：中 華民國專利公告第TW-I471162號之〝清除土壤石油污染之方法及其裝置〞發明專利，其揭示一種清除土壤石油污染之方法。該清除土壤石油污染之方法包含：步驟A、於一攪拌桶內部設一原料投入口，以便灌注一受石油污染之土壤。

承上，前述第TW-I471162號之該清除土壤石油污染之方法另包含：步驟B、於該攪拌桶內部灌注一溫度至少攝氏40度之熱水，而一灌注之熱水管路與該攪拌桶呈切線方向進入該攪拌桶內，以便進入之該熱水在該攪拌桶內形成一旋轉之水流。

承上，前述第TW-I471162號之該清除土壤石油污染之方法另包含：步驟C、對該攪拌桶內部進行攪拌；D、利用該熱水能使該受石油污染之土壤之油污形成懸浮，並使一剩餘土壤形成沉澱。

然而，前述第TW-I471162號之該清除土壤石油污染之方法僅利用灌注該熱水於該攪拌桶、該灌注之熱水管路與該攪拌桶呈切線方向進入該攪拌桶內及對該攪拌桶內部進行攪拌而已，因此其並非適用於快速或高效率方式特別處理重度或長時間油污染土壤。

顯然，前述第TW-I760027號、第TW-I688425號、第TW-I640616號、第TW-I558477號及第TW-I471162號諸處理一般油污染土壤系統、其裝置及其方法仍存在進一步改良之需求，例如：快速或高效率方式特別處理重度或長時間油污染土壤。前述專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統，其自一油污染土壤進行污染濃度分析，以獲得一污染 濃度特徵，並將該油污染土壤配置於一第一清洗槽，依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，且於該油污染土壤內該第一微奈米氣泡液體產生數個第一微奈米氣泡接觸及破裂於數個油污染土壤顆粒之間，以便形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液，再將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，且將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，且於該第一已去除油污土壤內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸及破裂於數個油污染土壤顆粒之間，以便形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液，以便大幅提升重度油污染土壤〔不同程度油污染土壤〕中清洗油污效率。

本發明之主要目的係提供一種多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統，其自一油污染土壤進行污染濃度分析，以獲得一污染濃度特徵，並將該油污染土壤配置於一第一清洗槽，依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，且於該油污染土壤內該第一微奈米氣泡液體產生數個第一微奈米氣泡接觸及破裂於數個油污染土壤顆粒之間，以便形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液，再將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，且將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，且於該第一已去除油污土壤內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸及破裂於數個油污染土壤顆粒之間，以便形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液，以達成提升重度油污染土壤〔不同程度油污染土壤〕中清洗油污效率之目的及功效。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之多重 式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統包含：

一第一清洗槽，其用以容置一油污染土壤，且該第一清洗槽用以進行一第一油污去除處理作業於該油污染土壤；

一污染濃度特徵，其於該油污染土壤進行污染濃度分析而獲得；

一第二清洗槽，其用以進行一第二油污去除處理作業於該油污染土壤；

至少一微奈米氣泡生成器，其依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，並由該微奈米氣泡生成器將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽內；及

至少一微奈米氣泡分配管路組，其分別將該第一清洗槽及第二清洗槽對應連接至該微奈米氣泡生成器；

其中於該油污染土壤內該第一微奈米氣泡液體產生數個第一微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒，且數個該第一微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液；及

其中將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，並將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，且於該第一已去除油污土壤內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒，且數個該第二微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液。

本發明較佳實施例之該污染濃度特徵為一污染濃度特徵曲線或一污染濃度特徵模型。

本發明較佳實施例之該微奈米氣泡生成器另 包含一氣體注入器及一散氣盤體或一微奈米氣泡生成器。

本發明較佳實施例之該第一清洗槽或第二清洗槽另包含一攪拌裝置，以便攪拌處理該油污染土壤。

本發明較佳實施例之該第一清洗槽或第二清洗槽另包含一加熱裝置，以便加熱處理該油污染土壤。

本發明較佳實施例之該第一微奈米氣泡液體具有一第一氣泡壓力，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二氣泡壓力，且該第一氣泡壓力與第二氣泡壓力不相同。

本發明較佳實施例之該第一微奈米氣泡液體具有一第一液體流量，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二液體流量，且該第一液體流量與第二液體流量不相同。

本發明較佳實施例之該第一微奈米氣泡液體為一第一帶電氣泡，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二帶電氣泡，且該第一帶電氣泡及第二帶電氣泡選自一正電氣泡或一負電氣泡。

本發明較佳實施例之該微奈米氣泡分配管路組具有至少一調節閥單元。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含：

自一油污染土壤進行污染濃度分析，以獲得一污染濃度特徵，並將該油污染土壤配置於一第一清洗槽；

依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，且於該油污染土壤內該第一微奈米氣泡液體產生數個第一微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒；

數個該第一微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液；

將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，並 將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，且於該第一已去除油污土壤內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒；及

數個該第二微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液。

本發明較佳實施例之該污染濃度特徵包含一粗顆粒含油量特徵、一中顆粒含油量特徵及一細顆粒含油量特徵。

本發明較佳實施例之該污染濃度特徵由一土壤顆粒分選法及一土壤顆粒油含量進行計算而獲得。

本發明較佳實施例之該第一微奈米氣泡液體或第二微奈米氣泡液體由一微奈米氣泡生成器製造。

本發明較佳實施例將一界面活性劑添加至該油污染土壤。

1:污染分析單元

10a:第一清洗槽

10b:第二清洗槽

10c:第三清洗槽

10d:澄清槽單元

11:攪拌裝置

12:界面活性劑

2:微奈米氣泡生成器

20:微奈米氣泡分配管路組

2a:第一調節閥

2b:第二調節閥

2c:第三調節閥

21:微奈米氣泡

22:微奈米氣泡爆裂

3a:第一油污浮除單元

3b:第二油污浮除單元

3c:第三油污浮除單元

4a:第一加熱裝置

4b:第二加熱裝置

8:油污染土壤

8a:土壤顆粒

80:污染濃度特徵

81:第一已去除油污土壤

90:已浮除油污

第1圖：本發明第一較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之方塊示意圖。

第2圖：本發明第二較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之方塊示意圖。

第3圖：本發明第二較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之側視示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法之流程示意圖。

第5圖：本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統採用微奈米氣泡直徑與其內部氣壓關係之示意圖。

第6圖：本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統進行微奈米氣泡處理重度油污染土壤之示意圖。

第7圖：本發明第三較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之方塊示意圖。

第8圖：本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用各種微奈米氣泡壓力下其油污去除率與時間關係之示意圖。

第9圖：本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用不同微奈米氣泡液體流速下其油污去除率與時間關係之示意圖。

第10圖：本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用不同微奈米氣泡電性下其油污去除率與時間關係之示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統可選擇結合應用於整治或清除各種不同程度受原油開採業、石油運輸及儲存業及油品販售業之外洩〔漏油〕或傾倒污染或工業油污染所造成油污染土壤、土地、港區、溪流、河川或湖泊等地，或亦可選擇結合應用於整治或清除各種現場或離地處理油〔油品〕污染土壤，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

舉例而言，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用油污染定義為各種油品污染〔不同程度油污染土壤〕，而油品包含原油〔crude oil〕、總石油碳氫化合物〔total hydrocarbon〕、重油〔heavy oil〕或燃料油〔bunker oil〕、祡油或各種其 它油品，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

第1圖揭示本發明第一較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之方塊示意圖。請參照第1圖所示，舉例而言，本發明第一較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統包含一污染分析單元1、一第一清洗槽〔或清洗槽單元〕10a、一第二清洗槽〔或清洗槽單元〕10b、至少一微奈米氣泡生成器2、至少一微奈米氣泡分配管路組20、一第一油污浮除單元3a及一第二油污浮除單元3b，以處理不同程度油污染土壤。

第2圖揭示本發明第二較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之方塊示意圖，其對應於第1圖之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統；第3圖揭示本發明第二較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之側視示意圖。請參照第2及3圖所示，舉例而言，本發明第二較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統包含一污染分析單元1、一第一清洗槽10a、一第二清洗槽10b、一第三清洗槽〔或清洗槽單元〕10c、至少一微奈米氣泡生成器2、至少一微奈米氣泡分配管路組20、一第一油污浮除單元3a、一第二油污浮除單元3b及一第三油污浮除單元3c。

請參照第3圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統另包含至少一澄清槽單元10d，且該澄清槽單元10d可選擇連接於該第三清洗槽10c或其它單元〔例如：第一清洗槽10a或第二清洗槽10b〕，以便處理一已處理清洗液。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該污染分析單元1可選自一計算機單元，而該計算機單元包含一桌上型電腦〔desktop computer〕、筆記型電腦〔notebook或laptop computer〕、平板電腦〔tablet personal computer〕、工作站電腦〔workstation computer〕〕、一智慧型手機〔smart phone〕或其它具計算機功能之裝置，且該污染分析單元1可結合一顆粒分選單元，以便進行分析土壤顆粒，即不同程度油污染土壤顆粒。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該第一清洗槽10a、第二清洗槽10b或第三清洗槽10c可選自一土壤容置箱體、一土壤容置腔室、一待檢測樣本容器、一待檢測樣本承載器、一待檢測樣本收集器、一待檢測樣本之檢測器具、一待檢測樣本之模擬實驗器具、一待檢測樣本之人造環境器具或具類似功能之容器。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該第一清洗槽10a用以進行一第一油污去除處理作業，而該第二清洗槽10b用以進行一第二油污去除處理作業，且該第三清洗槽10c用以進行一第三油污去除處理作業，且其它清洗槽可選擇以此類推方式進行一油污去除處理作業。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該微奈米氣泡生成器2以適當技術手段〔例如：液體輸送管路方式〕配置於該第一清洗槽10a、第二清洗槽10b及第三清洗槽10c之間，且該微奈米氣泡生成器2具有一高壓桶或一高壓桶裝置及一氣體輸入端。另外，該微奈米氣泡生成器2另包含一氣體注入器及一散氣盤體或一微奈米氣泡生成器〔micro-bubble generator〕或其它周邊配備。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該微奈米氣泡分配管路組20可選擇具有一第一調節閥〔即調節閥單元或調節閥裝置〕2a、一第二調節閥2b及一第三調節閥2c，以便利用該第一調節閥2a、第二調節閥2b或第三調節閥2c進行開啟或關閉，或可進行調節一微奈米氣泡液體流速或一微奈米氣泡液體流量。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該 微奈米氣泡分配管路組20分別將該第一清洗槽10a、第二清洗槽10b及第三清洗槽10c對應經由該第一調節閥2a、第二調節閥2b及第三調節閥2c連接至該微奈米氣泡生成器2，且該第一調節閥2a、第二調節閥2b及第三調節閥2c可用以控制微奈米氣泡流量、流速或兩者。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，由一幫浦將水與空氣抽往該高壓桶內，當該高壓桶內進行氣體與水一起充分混合，以產生一混合液。將該混合液向連接於該高壓桶之該微奈米氣泡生成器2推進，藉該微奈米氣泡生成器2進而將該混合液作再次的撞擊粉碎產生大量而更細微的氣泡水。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該第一油污浮除單元3a、第二油污浮除單元3b及第三油污浮除單元3c選自一浮除固液分離裝置或一具類似浮除固液分離功能之裝置，且該第一油污浮除單元3a、第二油污浮除單元3b及第三油污浮除單元3c以適當技術手段〔例如：一體方式或可拆解方式〕對應配置連接固設於該第一清洗槽10a、第二清洗槽10b及第三清洗槽10c之一適當位置〔例如：上緣部或其它適當高度部位〕。

第4圖揭示本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法之流程示意圖，其對應於第1及2圖之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統。請參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含步驟S1：首先，以適當技術手段〔例如：自動化方式、半自動化方式或手動方式〕利用該污染分析單元1自一油污染土壤8或至少一油污染土壤樣本進行污染濃度分析，以獲得一污染濃度特徵80，例如：土壤顆粒直徑與污染物〔油污〕濃度關係特徵或其它關係特徵，並將該油污染土 壤8選擇配置於該第一清洗槽10a。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，該油污染土壤8之污染濃度特徵80選自一污染濃度特徵曲線、一污染濃度特徵模型或一具類似污染濃度特徵之數學模型〔mathematical module〕，且該油污染土壤8之污染濃度特徵80可結合至其它輔助處理單元，例如：界面活性劑供應量計算單元，即計算油污染物與界面活性劑關係。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，該油污染土壤8〔或油污染土壤樣本〕之污染濃度特徵80〔例如：高濃度油污染特徵〕包含一粗顆粒含油量特徵、一中顆粒含油量特徵及一細顆粒含油量特徵。另外，該油污染土壤8〔或油污染土壤樣本〕之污染濃度特徵80由一土壤顆粒分選法及一土壤顆粒油含量進行計算而獲得。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含步驟S2：接著，以適當技術手段〔例如：自動化方式、半自動化方式或手動方式〕依該油污染土壤8之污染濃度特徵80將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽10a之油污染土壤8內之一適當位置〔例如：側底環部或其它位置〕，以維持一第一氣固比，且於該油污染土壤8內該第一微奈米氣泡液體適當產生數個第一微奈米氣泡〔或奈米等級氣泡〕接觸於數個油污染土壤顆粒，且該第一微奈米氣泡具有一適當直徑〔例如：小於1μm〕。

請再參照第3圖所示，舉例而言，該第一清洗槽10a、第二清洗槽10b或第三清洗槽10c另包含一攪拌裝置〔stirrer〕11，以便以適當技術手段〔例如：依污染濃度特徵調整其轉速〕充分攪拌均勻處理該第一清洗槽10a之油污染土壤8，以提升其微奈米氣泡處理重度油污染土壤之效率及均勻度。

舉例而言，在理論上水中微氣泡之生長模式包含三個連續階段。第一階段為微氣泡之成核〔nucleation〕階段，當壓力自噴嘴釋放時，空氣自溶解相轉換為氣相，並形成一固定數量的氣泡核中心。當所有溶解相的空氣轉換成氣相時，完成結束第一階段。在第一階段中壓力之釋放並不是一瞬間的，而是在一定之短時間完成；然而，一般假設第一階段為瞬間完成的。同時，在第一階段中初始之氣泡核中心數量將決定溶液中氣泡之實際大小。因此，在有限之過量溶解空氣存在下，氣泡成核之位置較多時，將可生成較多數量之氣泡，且其粒徑可更小。

接著，在第二個階段開始時，氣泡核中心可穩定地成長，且其氣泡總數可維持一定數量，並未發生聚結〔coalescence〕現象。接著，在第三階段期間，整個氣體的體積維持一定，但氣泡隨著浮力及彼此之間的結合，導致氣泡直徑逐漸地增大，且氣泡總數也會逐漸減少，直至氣泡上浮到液面上。

第5圖揭示本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統採用微奈米氣泡直徑與其內部氣壓關係之示意圖。請參照第5圖所示，在溫度25℃〔298K〕，當氣泡直徑為1μm時，氣泡內部壓力可高達大氣壓力之4倍或以上。

請再參照第5圖所示，舉例而言，一般由於氣泡內部壓力與氣泡直徑之間必然形成反比〔inverse proportion〕，如第5圖之左側所示，因此在微細氣泡發生爆裂時，最後導致將產生一高壓點〔high pressure point〕，以便能釋放能量及氫氧自由基。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含步驟S3：接著，以適當技術手段〔例如：自 動化方式、半自動化方式或手動方式〕於該第一清洗槽10a適當操作數個該第一微奈米氣泡產生破裂而產生一爆裂震波、一釋放能量及數個氫氧自由基於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第一已去除油污土壤81及一第一分離油污液。

第6圖揭示本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統進行微奈米氣泡處理重度油污染土壤之示意圖。請參照第1、2、3、5及6圖所示，舉例而言，首先，該微奈米氣泡生成器2或氣泡產生器利用氣泡縮小作用而獲得數個微奈米氣泡21，數個該微奈米氣泡21在往水面上升之過程中產生氣泡爆裂而形成數個該微奈米氣泡爆裂22，且在產生氣泡爆裂反應瞬間釋放出高壓震波、能量及氫氧自由基，進而將數個土壤顆粒〔soil particle〕8a之附著污染油品分離去除。

請再參照第1、2、3、5及6圖所示，舉例而言，相對於一般普通氣泡，該微奈米氣泡21之大小傾向於逐漸減小，且因為其停留時間長及氣泡內部氣體溶解於水而產生泡裂；另外，在該微奈米氣泡21之介面亦存在類似於天然氣水合物〔gas hydrate〕之強氫鍵。

請再參照第6圖所示，舉例而言，由於具疏水性油品與該微奈米氣泡21之表面具有較佳親和力，因此在該微奈米氣泡21繼續上浮之過程中，該微奈米氣泡21可繼續捕集油品，同時亦可避免油品與數個該土壤顆粒8a發生再次附著反應，進而達成提升多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤之效率。

請再參照第6圖所示，舉例而言，在進行一第一〔第一階段〕油污去除處理作業〔即初步油污去除處理作業，如第6圖之左側所示〕中仍留下數個油污染土壤顆粒，而數個該油污染土壤顆粒為重度或長時間油污染土 壤，且數個該油污染土壤顆粒需要進一步進行另一油污去除處理作業〔如第6圖之右側所示〕或其它油污去除處理作業。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，將該第一分離油污液於該第一清洗槽10a適當進行一第一油污浮除作業，並利用該第一油污浮除單元3a將該第一分離油污液進行該第一油污浮除作業，以獲得一已浮除油污90，如第3圖之左側位置所示。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含步驟S4：接著，以適當技術手段〔例如：自動化方式、半自動化方式或手動方式〕將該第一已去除油污土壤〔即初步已去除油污土壤〕81配置於該第二清洗槽10b，並將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽10b之第一已去除油污土壤81內，以維持一第二氣固比，且於該第一已去除油污土壤81內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法包含步驟S5：接著，以適當技術手段〔例如：自動化方式、半自動化方式或手動方式〕於該第二清洗槽10b適當操作數個該第二微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液。

請再參照第1、2、3及4圖所示，舉例而言，將該第二分離油污液於該第二清洗槽10b適當進行一第二〔第二階段〕油污浮除作業，並利用該第二油污浮除單元3b將該第二分離油污液進行該第二油污浮除作業，以獲得一已浮除油污90，如第3圖之中間位置所示。

請再參照第2及3圖所示，舉例而言，將該第二已去除油污土壤配置於該第三清洗槽10c，並將一第三微奈米氣泡液體輸送至該第三清洗槽10c之第二已去除油污土壤內，以維持一第三氣固比，且於該第二已去除油污土壤內該第三微奈米氣泡液體產生數個第三微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒；於該第三清洗槽10c適當操作數個該第三微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第三已去除油污土壤及一第三分離油污液。

請再參照第2及3圖所示，舉例而言，將該第三分離油污液於該第三清洗槽10c適當進行一第三〔第三階段〕油污浮除作業，並利用該第三油污浮除單元3c將該第三分離油污液進行該第三油污浮除作業，以獲得一已浮除油污90，且該第三清洗槽10c可選擇連接於該澄清槽單元10d，以便處理一已處理清洗液，如第3圖之右側位置所示。

第7圖揭示本發明第三較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統之方塊示意圖，其對應於第1及2圖之重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統。請參照第1、2及7圖所示，相對於第一及第二實施例，本發明第三較佳實施例之該第一清洗槽10a另包含一第一加熱裝置〔heater device〕4a或一具類似加熱功能之裝置，而該第二清洗槽10b亦另包含一第二加熱裝置4b或一具類似加熱功能之裝置，且將該第一加熱裝置4a及第二加熱裝置4b分別適當配置組裝於該第一清洗槽10a及第二清洗槽10b上，以便依該污染濃度特徵80於該第一清洗槽10a及第二清洗槽10b以一預定溫度〔例如：25℃或其它適當溫度〕進行不同溫度加熱處理該油污染土壤8。

請再參照第1、2及7圖所示，本發明另一較 佳實施例可選擇於該第一清洗槽10a、第二清洗槽10b或第三清洗槽10c以適當技術手段〔例如：自動化方式、半自動化方式或手動方式〕將一界面活性劑12添加至該油污染土壤8，且可選擇依該污染濃度特徵80以適當技術手段〔例如：管路輸送方式〕進行添加不同適當量之該界面活性劑12，且該界面活性劑12可選自一人工合成界面活性劑、一天然非離子型界面活性劑或其任意組合。

第8圖揭示本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用各種微奈米氣泡壓力下其油污去除率與時間關係之示意圖。請參照第1、2、3、7及8圖所示，舉例而言，該第一微奈米氣泡液體具有一第一氣泡壓力，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二氣泡壓力，且該第一氣泡壓力與第二氣泡壓力可選擇不相同。

請再參照第8圖所示，舉例而言，該第一微奈米氣泡液體或第二微奈米氣泡液體之氣泡壓力選自3atm.〔第8圖之實心圓形所示〕、4atm.〔第8圖之實心三角形所示〕、5atm.〔第8圖之實心正方形所示〕等三種壓力或其它氣泡壓力，且其對照組為無微奈米氣泡液體〔第8圖之空心圓形所示〕。

第9圖揭示本發明較佳實施例之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用不同微奈米氣泡液體流速下其油污去除率與時間關係之示意圖。請參照第1、2、3、7及9圖所示，舉例而言，該第一微奈米氣泡液體具有一第一液體流量〔例如：0.5L/min，如第9圖之實心圓形所示〕，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二液體流量〔例如：0.5L/min，如第9圖之實心三角形所示〕，且該第一液體流量與第二液體流量可選擇不相同。

第10圖揭示本發明較佳實施例之多重式以微 奈米氣泡處理重度油污染土壤方法及其系統採用不同微奈米氣泡電性下其油污去除率與時間關係之示意圖。請參照第1、2、3、7及10圖所示，舉例而言，該第一微奈米氣泡液體為一第一帶電氣泡，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二帶電氣泡，且該第一帶電氣泡及第二帶電氣泡選自一正電氣泡〔如第10圖之實心圓形所示〕或一負電氣泡〔如第10圖之實心三角形所示〕。

上述實驗數據為在特定條件之下所獲得的初步實驗結果，其僅用以易於瞭解或參考本發明之技術內容而已，其尚需進行其他相關實驗。該實驗數據及其結果並非用以限制本發明之權利範圍。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1:污染分析單元

10a:第一清洗槽

10b:第二清洗槽

2:微奈米氣泡生成器

20:微奈米氣泡分配管路組

3a:第一油污浮除單元

3b:第二油污浮除單元

8:油污染土壤

80:污染濃度特徵

81:第一已去除油污土壤

90:已浮除油污

Claims (10)

1. 一種多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統，其包含：

   一第一清洗槽，其用以容置一油污染土壤，且該第一清洗槽用以進行一第一油污去除處理作業於該油污染土壤；

   一污染濃度特徵，其於該油污染土壤進行污染濃度分析而獲得；

   一第二清洗槽，其用以進行一第二油污去除處理作業於該油污染土壤；

   至少一微奈米氣泡生成器，其依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，並由該微奈米氣泡生成器將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽內；及

   至少一微奈米氣泡分配管路組，其分別將該第一清洗槽及第二清洗槽對應連接至該微奈米氣泡生成器；

   其中於該油污染土壤內該第一微奈米氣泡液體產生數個第一微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒，且數個該第一微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液；及

   其中將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，並將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，且於該第一已去除油污土壤內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒，且數個該第二微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液。
2. 依申請專利範圍第1項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統，其中該第一微奈米氣泡液體具有一第一氣泡壓力，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二氣 泡壓力，且該第一氣泡壓力與第二氣泡壓力不相同。
3. 依申請專利範圍第1項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統，其中該第一微奈米氣泡液體具有一第一液體流量，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二液體流量，且該第一液體流量與第二液體流量不相同。
4. 依申請專利範圍第1項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統，其中該第一微奈米氣泡液體為一第一帶電氣泡，而該第二微奈米氣泡液體具有一第二帶電氣泡，且該第一帶電氣泡及第二帶電氣泡選自一正電氣泡或一負電氣泡。
5. 依申請專利範圍第1項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤系統，其中該微奈米氣泡分配管路組具有至少一調節閥單元。
6. 一種多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法，其包含：

   自一油污染土壤進行污染濃度分析，以獲得一污染濃度特徵，並將該油污染土壤配置於一第一清洗槽；

   依該污染濃度特徵將一第一微奈米氣泡液體輸送至該第一清洗槽之油污染土壤內，且於該油污染土壤內該第一微奈米氣泡液體產生數個第一微奈米氣泡接觸於數個油污染土壤顆粒；

   數個該第一微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第一已去除油污土壤及一第一分離油污液；

   將該第一已去除油污土壤配置於一第二清洗槽，並將一第二微奈米氣泡液體輸送至該第二清洗槽之第一已去除油污土壤內，且於該第一已去除油污土壤內該第二微奈米氣泡液體產生數個第二微奈米氣泡接觸於數個油污染上壤顆粒；及

   數個該第二微奈米氣泡產生破裂於數個該油污染土壤 顆粒之間，以便自數個該油污染土壤顆粒分離形成一第二已去除油污土壤及一第二分離油污液。
7. 依申請專利範圍第6項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法，其中該污染濃度特徵包含一粗顆粒含油量特徵、一中顆粒含油量特徵及一細顆粒含油量特徵。
8. 依申請專利範圍第6項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法，其中該污染濃度特徵由一土壤顆粒分選法及一土壤顆粒油含量進行計算而獲得。
9. 依申請專利範圍第6項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法，其中該第一微奈米氣泡液體或第二微奈米氣泡液體由一微奈米氣泡生成器製造。
10. 依申請專利範圍第6項所述之多重式以微奈米氣泡處理重度油污染土壤方法，其中將一界面活性劑添加至該油污染土壤。

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