土壤热脱附技术终审稿)
- 格式:docx
- 大小:23.92 KB
- 文档页数:15
土壤修复热脱附技术引言土壤污染是一个全球性的环境问题,经过工业化进程后,很多地区的土壤受到了重金属、有机污染物等的严重污染。
这些污染物不仅影响到土壤的肥力和生态功能,还对人类健康构成威胁。
因此,土壤修复成为了一项紧迫而重要的任务。
本文将重点介绍土壤修复中的热脱附技术及其应用。
热脱附技术概述热脱附技术是一种利用高温和脱附剂将污染物从土壤中挥发或转化的修复方法。
该技术适用于一些难以降解的有机污染物和重金属离子的修复。
其原理是通过热脱附剂的加热使其与污染物发生相互作用,从而改变污染物与土壤颗粒的结合状态,使其易于脱附。
热脱附技术的工作原理热脱附技术的工作原理涉及以下几个方面:1. 热脱附剂的选择热脱附剂是热脱附技术中的关键组成部分,其选择应根据目标污染物的性质和土壤的特点来确定。
常用的热脱附剂包括活性炭、氧化铝等。
2. 温度控制热脱附技术中的温度控制非常重要,过高的温度可能对土壤造成不可逆的损害,而过低的温度则无法有效脱附污染物。
因此,温度应根据不同的污染物和土壤类型进行合理调节。
3. 作用时间与速率热脱附技术的作用时间与速率对修复效果有重要影响。
过短的作用时间可能使部分污染物无法完全脱附,而过长的作用时间则可能导致土壤中有用成分的流失。
因此,合理控制作用时间与速率是保证修复效果的关键。
4. 脱附后处理热脱附技术后期的处理工作也非常重要。
一方面,脱附后的污染物应进行合理的处置,以防止二次污染。
另一方面,修复后的土壤也需要进行适当的调理和肥养,恢复其生态功能。
热脱附技术的应用领域热脱附技术在土壤修复中有着广泛的应用领域,以下是几个主要的领域:1. 工业废弃土壤的修复工业废弃土壤中常含有大量的有机污染物和重金属离子,这些污染物对土壤和周围环境造成了严重的威胁。
热脱附技术通过高温处理,可以有效地将这些污染物从土壤中脱附,并得到进一步处理或处置。
2. 农田重金属修复农田土壤中的重金属污染是一种常见的问题,这些重金属对作物的生长和品质有着严重影响。
附件9《污染土壤修复工程技术规范原位热脱附(征求意见稿)》编制说明《污染土壤修复工程技术规范原位热脱附》编制组二○二○年五月项目名称:污染土壤修复工程技术规范原位热脱附项目统一编号:2016-59承担单位:生态环境部南京环境科学研究所江苏大地益源环境修复有限公司北京建工环境修复股份有限公司北京高能时代环境技术股份有限公司编制组主要成员:龙涛,万金忠,黄剑波,梅志华,李书鹏,吕正勇,祝欣,魏丽,孙尧,刘志阳,石佳奇,徐建标准所技术管理负责人:姚芝茂投资处项目管理负责人:岳子明、刘勇华目次1任务来源 (1)2标准制订的必要性 (1)3主要工作过程 (2)4国内外相关标准研究 (2)5同类工程现状调研 (4)6主要技术内容及说明 (10)7标准实施的环境效益与经济技术分析 (17)8标准实施建议 (17)1任务来源原位热脱附技术是一项新兴的土壤与地下水污染修复技术,自20世纪70年代起被用于污染地块修复工程。
我国目前对于该项技术还缺乏相关技术标准,对原位热脱附修复工程的组织和实施还缺乏规范要求,难以满足修复企业及管理部门对该项技术应用和管理方面的需求。
为规范原位热脱附修复工程的技术要求,使得修复工程组织实施有据可依,原环境保护部《关于开展2016年度国家环境保护标准项目实施工作的通知》(环办科技函〔2016〕633号)下达了《原位热脱附修复工程技术规范》的编制任务,项目编号为2016-59。
本标准由生态环境部南京环境科学研究所、江苏大地益源环境修复有限公司、北京建工环境修复股份有限公司、北京高能时代环境技术股份有限公司四个单位共同承担。
2020年4月,生态环境部科技与财务司主持召开了该标准征求意见稿技术审查会,依据专家建议将标准名称修改为《污染土壤修复工程技术规范原位热脱附》。
2标准制订的必要性我国土地资源短缺。
随着城市化进程的加速,城市用地功能调整,大量污染企业外迁,留下大量农药、化工等高风险工业污染场地急需修复。
我国有机污染土壤用异位热脱附技术现状与发展趋势LI Lin;CHEN Jin-bin;ZHOU Yu-han【摘要】随着《土壤污染防治法》和《蓝天保卫战三年行动计划》等的实施,土壤治理修复工作已成为环境保护中不可或缺的组成部分,同时对土壤修复技术提出更高的要求.本文通过对我国土壤有机污染资料的收集,分析了有机污染土壤的主要来源及危害、技术现状和治理修复存在的问题,介绍了异位热脱附技术的工作原理及流程,最后对有机污染土壤修复技术的发展趋势提出了建议.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)012【总页数】3页(P29-30,38)【关键词】有机污染土壤;修复技术;发展趋势【作者】LI Lin;CHEN Jin-bin;ZHOU Yu-han【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】X53随着经济的发展,城市经济结构的转型,一大批工业企业需搬离城区。
然而,由于原有工业企业的粗放式生产活动,导致场地土壤可能受到不同程度的污染。
而这些污染场地往往需要在短期内再利用,常作为居民住宅用地或其他建设用地,因此,对土壤修复技术要求极高。
本文针对我国当前有机污染土壤的来源及危害、技术现状、有机污染土壤修复存在的问题进行了分析,最后对我国有机污染土壤修复技术发展趋势提出建议,旨在为有机污染土壤的治理修复提供借鉴。
1 有机污染土壤的来源及危害表1 有机污染土壤的来源及对人体健康的危害Table 1 Sources of organically contaminated soils and their hazards to human health污染源典型污染物危害农业污染:喷洒农药、污废水灌溉工业污染:工业排放人类生活污染:农村污废乱排、城市垃圾渗滤液有机磷农药、有机氯农药、多环芳烃、苯酚等长期接触或吸收相关植物,会导致“三致”作用我国有机土壤污染源由于幅员辽阔、人口数量大、工农业占比很大,造成土壤污染源比较复杂,其中主要污染源有:农业污染、工业污染和人类生活污染。
浅析受污染土壤原位热脱附修复技术摘要:社会经济的不断增长加快了我国土壤受污染速度,大量面积广阔污染地块的出现,不仅为人民群众的生命财产安全带来了严重的威胁,同时也将阻碍到社会的可持续发展,为此,采取合适技术手段来改善土壤污染现状将会具有非常重要的现实意义。
原位热脱附修复技术就是现今应用最为广泛的一种受污染土壤治理技术,其在石化工厂、地下油库、木料加工厂和农药库房等领域都有良好的应用效果,因而,该技术在学术界的受重视程度也就越来越高。
基于此,本文将对受污染土壤原位热脱附修复技术进行深入的分析,希望可以为该技术应用水平的提升带来一定的参考价值。
关键词:受污染土壤;原位热脱附;修复技术原位热脱附修复技术的应用原理便是通过对受污染土壤开展直接或间接的加热,促使其内部污染源的物化性质发生巨大改变而产生气化、挥发或裂解现象,这样就可以有效的增加气相或液相中污染物的总体浓度,以便为污染物液相抽出或土壤气相收集和捕获提供极大的便利,并进一步的提高受污染土壤的污染物去除率。
该技术在实际应用中具有无需开挖、修复快速、不存在二次污染危机等优点,且该技术的修复范围可以深入地下距离30多米,因而,原位热脱附修复技术在国外发达国家中的的应用是最为成熟的。
我国与国外发达国家相比较而言,相关的研究与发展起步较晚,所以具体的原位热脱附修复技术应用案例也就较少。
1、有关原位热脱附修复技术的分类探究1.1电阻加热(ERH)技术分析ERH技术的主要工作原理乃是在受污染土壤中安装一个由多个电极共同组合而成的电极网络,该网络具有完整的电流回路,在土壤导电性能的影响下,电能将渐渐的转化为热能,从而逐渐的升高土壤温度,促使土壤中的水分慢慢的被蒸发成热蒸汽,而一些容易挥发的有机污染物也将随着水分蒸发而从土壤中脱附出来,并渗透到蒸汽流动区域,这样就可以利用多相抽提井来对混合有有机污染物的汽水进行真空抽提、收集和处理,同时极大的提升了该过程的无害化与无污染性。
环保土壤热脱附技术
环保土壤热脱附技术(Thermal Desorption)是一种用于处理
土壤中有机污染物的方法。
这种技术利用高温将有机污染物从土壤中脱附出来,从而使土壤得以净化。
在环保土壤热脱附技术中,土壤样品首先被采样并送至实验室。
然后,土壤样品会被加热至高温,通常在200-400摄氏度之间,并在此温度下保持一段时间,以使有机污染物从土壤中脱附出来。
这些脱附的有机物质通常以气体或液体的形式收集起来,经过处理后,可以将其安全地处置或回收利用。
环保土壤热脱附技术具有许多优点。
首先,它能够高效地去除土壤中的有机污染物,包括一些难以降解的有害物质。
其次,该技术对土壤本身的破坏相对较小,因为土壤在热处理过程中只需暂时性地受到高温的作用。
此外,热脱附技术可以针对不同类型的有机污染物进行调整,以适应不同的处理需求。
然而,环保土壤热脱附技术也存在一些挑战和局限性。
首先,该技术对设备和能源的需求较高,因此成本较高。
其次,高温处理可能导致土壤中其他化学物质的变化或分解,从而可能引发新的环境问题。
另外,技术操作复杂,处理过程需要经过严格监测和控制,以确保安全和有效性。
总的来说,环保土壤热脱附技术是一种有效的治理土壤污染的方法,尤其适用于有机污染物的处理。
然而,在实际应用中,需要综合考虑技术效果、成本和环境风险等因素,选择最合适的土壤处理方法。
有机污染土壤热脱附技术的研究摘要:随着现代化、工业化进程的不断的发展,土壤污染的负面影响日益突出,目前已经成为全球性环境问题。
根据我国首次的全国土壤污染状况调查结果显示,我国有机型土壤污染也十分严重。
国外针对有机污染土壤治理已经开发出完整的热脱附技术与成套设备,而我国还处于发展阶段。
本文主要对热脱附技术国内外研究现状、热脱附主要影响因素、尾气处理技术进行综述,并对我国未来热脱附技术进行展望。
关键词:热脱附;土壤修复;有机污染Determination of conductivity of ionic liquids in water,ethanol and their mixturesHe Rui1 Ma Chaoyang Li Bo Yang Hui Wu Qimo*(Yunnan Dianrun Ecological Environment Technology Co.,Ltd.Yunnan E clean Environmental Technology Co.,Ltd.Kunming Coking Gas Co.,Ltd.,Kunming 650000) Abstract With the continuous development of modernization and industrialization,the negative impact of soil pollution has become increasingly prominent,and it has become a global environmental problem.According to the results of my country's first national soil pollution survey,my country's organic soil pollution is also very serious.Foreign countries have developed a complete thermal desorption technology and complete sets of equipment for the treatment of organic contaminated soil,but my country is still in the development stage.This article mainly reviews the current research status of thermal desorption technology at home and abroad,the main influencing factors of thermal desorption,and exhaust gas treatment technology,and prospects for my country's future thermal desorption technology.Key Words:Thermal desorption;soil remediation;organic pollution 引言随着现代化、工业化进程的不断的发展,土壤污染因其隐蔽性,长期以来一直未能受到足够的关注。
dB《资源节约与环保》2020年第2期有机物污染土壤热脱附技术的实际应用研究徐华踵元妙新王闻捷胡镜(中节能大地(杭州)环境修复有限公司浙江杭州310016)丿摘要:随着经济结构的改革,城市内大量化工厂迁出城区,但是工厂长期生产活动对土壤危害较大,而工厂退役场地将被用来商业开发,因而需要采用合适的土壤修复技术,令土壤再利用。
原住热脱附技术的修复效率但且修复效果较好,异位热脱附技术可以快速高效的修复但是需要额外的挖掘土壤等前期操作,存在一定的施工风险。
本文着重原位热脱附技术进行讲解,就其工程应用进行研究比较。
、关键词:有机物污■染;土壤热脱附;原位热脱附技术1原位热脱附技术原理原位热脱附技术英文为In-Situ Thermal Desorption,简称为ISTD,是土壤修复技术中重要的一个,其原理是将高污染区的土壤加热至一定温度叫通过蒸发、氧化等方式将土壤中的挥发性和半挥发性有机污染物与土壤介质分离。
2原位热脱附技术优缺点热脱附技术可以有效的将石油婭类、含氯有机物、汞化物、农药、苯系物等大多数有机污染物降解叫和异位热脱附(ESTD)相比,原位热脱附在施工时不需要挖掘,同时可以在原位进行处置大多数的有机污染物,避免有机污染物的二次污染,但相比于异位热脱附技术其加热效率更慢,会消耗更多的能源和时间,对控制成本有要求的工程来说原位热脱附技术不具备优势。
随着原位热脱附技术的推广,国内土壤修复技术应用选择的环境也在不断变化。
但目前国内原位热脱附应用案例较少,需要专业人士大力推广其优点,还需将有效的热脱附技术普及。
3原位热脱附技术分类原位热脱附技术的加热方式分为三种,分别为电阻加热(ERH)、热传导加热(TCH)以及蒸汽加热(SEE),每种加热类型的特点有所不同。
若根据能源形势类型分类,TCH技术又可分为燃气加热和电加热两种类型卩】,本章着重介绍热传导加热方式其优势。
3.1电阻加热方式电阻加热技术是指利用多个电极元件组成的闭合回路,将其安装在土壤之中,通过电流加热土壤,使土壤中的有机污染物以蒸气的形式脱离出来。
附件9《污染土壤修复工程技术规范原位热脱附(征求意见稿)》编制说明《污染土壤修复工程技术规范原位热脱附》编制组二○二○年五月项目名称:污染土壤修复工程技术规范原位热脱附项目统一编号:2016-59承担单位:生态环境部南京环境科学研究所江苏大地益源环境修复有限公司北京建工环境修复股份有限公司北京高能时代环境技术股份有限公司编制组主要成员:龙涛,万金忠,黄剑波,梅志华,李书鹏,吕正勇,祝欣,魏丽,孙尧,刘志阳,石佳奇,徐建标准所技术管理负责人:姚芝茂投资处项目管理负责人:岳子明、刘勇华目次1任务来源 (1)2标准制订的必要性 (1)3主要工作过程 (2)4国内外相关标准研究 (2)5同类工程现状调研 (4)6主要技术内容及说明 (10)7标准实施的环境效益与经济技术分析 (17)8标准实施建议 (17)1任务来源原位热脱附技术是一项新兴的土壤与地下水污染修复技术,自20世纪70年代起被用于污染地块修复工程。
我国目前对于该项技术还缺乏相关技术标准,对原位热脱附修复工程的组织和实施还缺乏规范要求,难以满足修复企业及管理部门对该项技术应用和管理方面的需求。
为规范原位热脱附修复工程的技术要求,使得修复工程组织实施有据可依,原环境保护部《关于开展2016年度国家环境保护标准项目实施工作的通知》(环办科技函〔2016〕633号)下达了《原位热脱附修复工程技术规范》的编制任务,项目编号为2016-59。
本标准由生态环境部南京环境科学研究所、江苏大地益源环境修复有限公司、北京建工环境修复股份有限公司、北京高能时代环境技术股份有限公司四个单位共同承担。
2020年4月,生态环境部科技与财务司主持召开了该标准征求意见稿技术审查会,依据专家建议将标准名称修改为《污染土壤修复工程技术规范原位热脱附》。
2标准制订的必要性我国土地资源短缺。
随着城市化进程的加速,城市用地功能调整,大量污染企业外迁,留下大量农药、化工等高风险工业污染场地急需修复。
原位热脱附技术——适用于低渗透性土质的土壤修复技术方兴斌; 诸毅【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)013【总页数】5页(P144-147,157)【关键词】原位热脱附; 共晶沸点; 热值计算; 土壤修复【作者】方兴斌; 诸毅【作者单位】上海环境绿色生态修复科技有限公司上海 200232; 上海市环境工程设计科学研究院有限公司上海 200232【正文语种】中文【中图分类】X531 技术介绍图1 原位热脱附工艺示意图Fig.1 Diagrammatic sketch of ISTD原位热脱附(In-Situ Thermal Desorption—ISTD)是一种土壤修复技术,通过对土壤进行加热,达到污染物的挥发温度;通过抽离设备将污染物提取到地面之上,进行无害化处理后再排放[1-2]。
原位热脱附适用于修复受挥发性有机物、半挥发性有机物、石油烃等污染土壤[3-4]。
原位热脱附工艺示意图如图1所示。
原位热脱附适用于污染物浓度较高的区域,例如各种场地内污染源区、产品工厂、非水相液体(NAPL)场地等,具体包括:工业设施中使用溶剂作为脱脂剂的场地、干洗店场地、溶剂回收场地、散货码头场地、天然气工厂、农药包装的工厂场地。
此外,原位热脱附还可用于处理居住建筑物下的污染。
适用的污染物主要有:挥发性有机化合物(VOCs)、半挥发性有机化合物(SOVCs)、总石油烃、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、农药等[5-7]。
根据污染物在土壤中所在的深度,原位热脱附有两种形式——加热毯式和加热井式:(1)对于污染物深度比较浅的,通过加热毯平铺在污染区域进行加热;(2)污染物深度>5 m,利用加热井并在垂直方向在地下安插加热管进行区域性加热,达到污染物的挥发温度,再利用真空井对气相/液相的污染物进行物理性抽提,通过冷凝分离,再对提取出的气体和液体分别进行无害化处理,最后进行排放。
加热井根据加热方式不同可分为电阻加热、热传导加热和蒸汽注入加热。
土壤热脱附技术文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-所属频道: 关键词::中的是指在真空条件下或通入载气时,通过直接或间接热交换,将土壤中的有机污染物加热到足够的温度,以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离,进入气体处理系统的过程。
热脱附可通过调节加热温度和停留时间等方式有选择地将污染物从一相转化为另一相,在修复过程中并不出现对有机污染物的破坏作用。
通过控制热脱附系统的温度和停留时间有选择的使污染物得以挥发,并不发生氧化、分解等化学反应。
热脱附主要包含两个基本过程:一是加热待处理物质,将目标污染物挥发成气态分离;二是将含有污染物的尾气进行冷凝、收集以及焚烧等处理至达标后排放至大气中。
热脱附技术具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点,特别对PCBs这类含氯有机物,非氧化燃烧的处理方式可以显着减少二恶英生成。
不过,热脱附技术并不适于有机防腐剂以及活性氧化剂还原剂污染土壤、污泥、沉淀物、滤渣的修复。
一般来说热脱附技术可以分类为原位热脱附技术和异位热脱附技术两大类。
原位热脱附技术原位热脱附技术是石油污染土壤原位修复技术中一项重要手段,主要用于处理一些比较难开展异位环境修复的区域,例如,深层土壤以及建筑物下面的污染修复。
原位热脱附技术是将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上,通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发,使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。
热脱附过程可以使土壤中的有机化合物挥发和裂解等物理化学变化。
当污染物转化为气态之后,其流动性将大大提高,挥发出来的气态产物通过收集和捕获后进行净化处理。
原位热脱附技术特别适合重污染的土壤区域,包括高浓度、非水相的、游离的以及源头的有机污染物。
目前,原位热脱附技术可用于处理的污染物主要为含氯有机物(CVOCs),半挥发性有机物(SVOCs),石油烃类(TPH),多环芳烃(PAHs),多氯联苯(PCBs)以及农药等。
目前,热脱附技术在石化工厂、地下油库、木料加工厂和农药库房等区域以及在一些污染物源头修复治理工作中广泛应用,原位热脱附技术可以修复地下距离为30多米。
原位热脱附技术不仅可以用修复大型石化厂,针对一些小的区域污染也可以进行修复,例如干洗店甚至有居民居住的建筑物等,但是在修复过程必须要对室内的空气质量进行全程的监控,防止污染物超标。
异位热脱附技术异位热脱附技术则用来处理一些适于开展异位环境修复的区域,将污染土壤提取出来并通过专门的热脱附系统装置处理。
异位热脱附系统可分为直接热脱附和间接热脱附,也可分为高温热脱附和低温热脱附。
(1)直接热脱附由进料系统、脱附系统和尾气处理系统组成。
进料系统:通过筛分、脱水、破碎、磁选等预处理,将污染土壤从车间运送到脱附系统中。
脱附系统:污染土壤进入热转窑后,与热转窑燃烧器产生的火焰直接接触,被均匀加热至目标污染物气化的温度以上,达到污染物与土壤分离的目的。
尾气处理系统:富集气化污染物的尾气通过旋风除尘、焚烧、冷却降温、布袋除尘、碱液淋洗等环节去除尾气中的污染物。
(2)间接热脱附由进料系统、脱附系统和尾气处理系统组成。
与直接热脱附的区别在于脱附系统和尾气处理系统。
脱附系统:燃烧器产生的火焰均匀加热转窑外部,污染土壤被间接加热至污染物的沸点后,污染物与土壤分离,废气经燃烧直排。
尾气处理系统:富集气化污染物的尾气通过过滤器、冷凝器、超滤设备等环节去除尾气中的污染物。
气体通过冷凝器后可进行油水分离,浓缩、回收有机污染物。
主要设备包括进料系统:如筛分机、破碎机、振动筛、链板输送机、传送带、除铁器等;脱附系统:回转干燥设备或是热螺旋推进设备;尾气处理系统:旋风除尘器、二燃室、冷却塔、冷凝器、布袋除尘器、淋洗塔、超滤设备等。
异位热脱附技术的处理周期可能为几周到几年,实际周期取决于以下因素:(1)污染土壤的体积;(2)污染土壤及污染物性质;(3)设备的处理能力。
一般单台处理设备的能力在3~200 吨/小时之间,直接热脱附设备的处理能力较大,一般20~160 吨/小时;间接热脱附的处理能力相对较小,一般3~20 吨/小时。
影响异位热脱附技术处置费用的因素有:(1)处置规模;(2)进料含水率;(3)燃料类型、土壤性质、污染物浓度等。
国外对于中小型场地(2 万吨以下,约合26800m3)处理成本约为100-300 美元/ m3,对于大型场地(大于2 万吨,约合26800m3)处理成本约为50 美元/ m3。
根据国内生产运行统计数据,污染土壤热脱附处置费用约为600-2000 元/吨。
总结作为一种物理修复方法,热脱附技术具有污染物处理范围宽、处理速率高、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点,特别是对于PCBs这类含氯有机物,非氧化燃烧的处理方式可以显着减少二恶英的生成。
自1985年美国EPA首次将该技术采纳为一项可行的土壤环境修复技术起即被广泛应用于国外处理挥发性和半挥发性有机污染物的土壤、污泥、沉淀物、滤渣等污染场地的修复。
另外,热脱附技术对于处理一些突发性的有机污染环境事故,如由于意外泄露、倾倒而发生的突发性土壤污染事故的应急修复也是一种不错的技术方案。
目前我国热脱附修复污染土壤应用近年来得到了快速发展,但尚存在着以下问题:设备投资成本高、设备适用性不强、运行费用昂贵等问题;对不同污染物的认识不够,不当的参数组合会导致其他副产物的产生,特别是含氯有机物的处理过程中会产生二恶英;土壤修复工程的噪音和扬尘、粉尘污染等新污染源控制难。
上述问题需要国内产学研团队加强多学科交叉融合,团结协作以共同解决。
原标题:漫谈热脱附技术(一)——何为热脱附技术漫谈热脱附技术——研究进展与应用案例来源:中国生态修复网2016/6/21 13:10:47所属频道: 关键词::中的是指在真空条件下或通入载气时,通过直接或间接热交换,将土壤中的加热到足够的温度,以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离,进入气体处理系统的过程。
热脱附技术在国外始于七十年代,广泛应用于工程实践,技术较为成熟。
在1982-2004年期间,约有70 个美国超级基金项目采用异位热脱附作为主要的修复技术。
自上世纪八十年代以来,包括美国、法国、瑞士、加拿大、阿根廷、韩国、意大利、瑞典等多个国家研究者开展了含挥发性污染物(二甲苯、三氯乙烯等)、PCBs、PAHs(菲、芘等)、二恶英、石油以及十六烷和十碳到二十二碳等多种有机物污染对象进行了热脱附研究。
国外研究的主要结果1、有机污染物在土壤中的去除过程主要是物理蒸发,脱附分为两个阶段,首先是土壤颗粒表面的快速蒸发,第二阶段蒸发受到颗粒内部扩散的限制;2、温度是影响热脱附过程最主要的因素,随着温度的升高,污染物的脱附效率和降解效率会显着提高,但温度较高时可能会伴随着其他副产物的生成,如热脱附后多氯联苯降解效率可达48%-70%,但是由于PCDFs的生成,毒性当量反而是原始土壤毒性当量的2.8-6.3倍(固相)以及8.0-10.5倍(气相);3、土壤中有机污染物蒸发速率比纯物质的蒸发速率小(如在同等条件下芘的蒸发速率比纯芘的蒸发速率小5倍);4、土壤中的晶间水层对于污染物的脱附有明显的抑制作用,粒子内及粒子间的传质显着影响污染物的去除速率;5、恰当催化剂的引入可以促进有机污染物的脱附以及降解过程,土壤中本身的矿物质对污染物的去除也有一定的催化作用,土壤中的二氧化硅以及其他矿物质会促进芘的分解以及与土壤中有机物分解产物的反应,飞灰中的C和Cu显着影响二恶英残余浓度;6、通过对颗粒或者床层建立模型可以较好地模拟污染物在土壤中的脱附过程,为实际应用中运行参数的选择提供指导,如不同条件下土壤中农药的挥发速率可以通过对污染物蒸汽压、水溶性等的计算进行估计;7、土壤含水率将直接影响到处理运行成本,高粘土含量或湿度会增加处理费用,因此对污染土壤的含水率有着严格的要求,一般要求其含水率不超过20%。
国外热脱附技术应用案例国内研究的主要结果相比于国外,我国热脱附修复污染土壤研究处于起步和逐步推广应用阶段,浙江大学,清华大学,中国科学院,南京农业大学,西北科技农林大学等多家单位在热脱附方面已进行了一系列研究。
新的认识主要有:1、温度和时间是影响热脱附过程最主要的因素,停留时间的影响受温度限制2、土壤成分主要是土壤中有机质含量以及二氧化硅和其他矿物质会对热脱附过程的影响,有机质对不同的有机物都有一定的相关性,但是不同的物质之间有一定的差异,二氧化硅和其他矿物质可促进污染物的脱附及降解;3、土壤颗粒粒径的大小对于不同的物质表现出一定的差异;4、获得了一些因素如土壤中污染物的初始浓度、土壤的含水率、载气流量、载气的种类、升温速率以及气氛含氧量,对热脱附过程的定量影响规律。
国内热脱附技术应用案例我国对异位热脱附技术的应用处于起步阶段,已有少量应用案例。
国内案例介绍(1)工程背景:某两个退役化工厂曾大规模生产农药、氯碱、精细化工、高分子材料等近百个品种。
经场地调查与风险评估发现,两个厂区内土壤及厂区毗邻河道底泥均受到以VOCs 和SVOCs 为主的复合有机污染,开发前需要进行修复。
(2)工程规模:12 万m3(3)主要污染物及污染程度:主要污染物为卤代VOCs、BTEX、有机磷农药、多环芳烃等。
其中二甲苯最高浓度为2344 mg/kg,修复目标值为6.99 mg/kg;毒死蜱最高浓度29600mg/kg,修复目标值为46 mg/kg。
(4)土壤理化特征:现场调查结果显示,污染土壤主要为粉土、淤泥质粉质粘土和粉砂,含水率25%-35%。
(5)技术选择:综合以上污染物特性、污染物浓度、土壤特征以及项目开发建设需求,异位热脱附技术对污染物的去除效率可达99.99%,适合处理本项目中VOCs、SVOCs 的复合污染土壤。
(6)工艺流程和关键设备:其工艺流程如下图所示。
(7)主要工艺及设备参数1)污染土壤进料阶段:将污染土壤转运至贮存车间内的预处理区域,粒径小于50 mm 的土块直接被送入回转窑,超规格的土块经过破碎后再次返回振荡筛进行筛分。
2)回转窑加热阶段:将污染土壤均匀加热到设定的温度(300~500℃),并按照设定速率向窑尾输送,在此期间土壤中的污染物充分气化挥发。
3)尾气处理阶段:尾气处理系统包括二燃室、急冷塔、布袋除尘器和酸性气体洗涤塔等。
烟囱上装有烟气实时在线监测装置,经过处理后的尾气达标排放。
异位热脱附技术主要设备参数(8)成本分析:本项目实际工程中热脱附部分费用包括:人工费、挖运费、设备折旧、设备运输和安装/拆除费、燃料费、动力费、检修及维护费等,约为1000 元/m3。
(9)修复效果:已处理污染土壤10000吨,处理后污染土壤浓度达到修复目标。