土壤热脱附技术
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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。
热解吸技术解说热解吸,也叫热脱附。
本技术是指以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上,使吸附于土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。
本技术基本上分为2个单元,第一为加热单元,用以加热待处理的物质,将物质中有机污染物挥发成气态后分离;另一单元为气态污染物处理单元,本处理单元能将含有污染物的气体处理至法规标准后排放至大气。
气态污染物之处理方式,可依有机物的性质、浓度及经济性等因素选择冷凝、吸附或燃烧等方式处理。
影响热解吸技术的因素分两类:(1)土壤特性: 土壤可塑性、颗粒大小分布、水分含量、热容量、腐殖酸的浓度、金属浓度、容重;(2)污染物成分特点:污染物浓度、沸点范围、蒸汽压、辛醇/水分配系数(Kow)、水相溶解度、热稳定性、二恶英的形成。
低温热解吸系统的种类:低温热解吸器主要有四种型式,旋转干燥器或旋转窑(rotary dryer)、沥青拌合干燥器(asphalt plant aggregate dryer)、热螺旋器(thermal screws)、输送式加热炉(conveyor funrnace)。
旋转干燥器,圆柱形碳钢或合金材质反应槽,槽体一端为燃烧装置供热,加热快,处理容量较大;碳钢槽操作温度为150-320℃,合金槽操作温度可高达650℃。
沥青拌合干燥器,受石油产品污染土壤已被广泛使用作为沥青拌合料,与液态沥青混合前在干燥器内进行混合聚集程序。
热螺旋器,是由一系列1-4 个螺旋组成,处理容量为3-15 吨/小时,处理温度可达26 0℃,可降低有机物氧化及爆炸性危害。
输送式加热炉,金属带输送土壤到加热室,土壤均匀分布在输送带上,土壤厚度约 2. 5cm,操作温度在150℃~427℃,处理容量25-150 吨/小时。
废气处理:废气处理系统包括处理悬浮微粒、一氧化碳及挥发性有机物,悬浮微粒藉由干式(旋风集尘器、袋滤式集尘器)及湿式(文式洗涤器)控制系统处理;一氧化碳及挥发性有机物燃烧氧化破坏,燃烧器排气温度可达760-870℃,其效率范围为95-99%,挥发性有机物也可冷凝或吸附处理。
土壤异位间接热脱附技术应用研究与优化策略分析*王磊1,2,姚佳斌2,张海静1(1.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海200092;2.同济大学,上海200092)【摘要】针对我国12个省份的16个典型异位间接热脱附工程进行调研,分析异位间接热脱附技术的应用特征。
结果表明,异位间接热脱附修复的目标污染物主要包括苯系物、氯代烃、多环芳烃、农药和石油烃等5种类型,污染物的最大超标倍数为7.60~4409.09,热脱附最高温度范围为350~750℃,热脱附停留时间不超过30min 的工程占比为94%,热脱附修复综合成本为734~1400元/m 3,平均值为1210元/m 3。
同时,对热脱附设备在工程应用中的运行问题进行识别,发现存在热脱附设备运行稳定性差、制约处理能力,热脱附系统能量利用效率低、影响处理成本等问题。
需进一步加强热脱附过程传热传质机理研究,提升设备集成化与标准化水平,提高能量利用效率。
【关键词】土壤;有机污染;修复;异位热脱附;设备优化中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:1005-8206(2024)01-0079-08DOI :10.19841/ki.hjwsgc.2024.01.011Application Research and Optimization Strategy Analysis of Soil Ex-situ Indirect Thermal Desorption Technology WANG Lei 1,2,YAO Jiabin 2,ZHANG Haijing 1(1.Shanghai Municipal Engineering Design Institute (Group )Co.Ltd.,Shanghai 200092;2.Tongji University ,Shanghai200092)【Abstract 】16typical ex-situ indirect thermal desorption projects in 12provinces in China were investigated.Theapplication characteristics of ex-situ indirect thermal desorption technology were analyzed.The results showed that the target pollutants of ex-situ indirect thermal desorption remediation mainly include benzene,chlorinated hydrocarbons,polycyclic aromatic hydrocarbons,pesticides and petroleum hydrocarbons,for a total of five types.The maximum exceedance of pollutants multiples was 7.60~4409.09.The maximum thermal desorption temperature ranged from 350to 750℃,the thermal desorption residence time of less than 30min accounted for 94%of the projects,the comprehensive cost of thermal desorption repair was 734~1400yuan per square meter,the average value was 1210yuan per square meter.At the same time,the operation problems of thermal desorption equipment in engineering applications were identified,and it was found that the running stability of thermal desorption equipment was poor,which restricted the processing capacity.And the energy utilization efficiency of thermal desorption system was low,which affected the processing cost.It was necessary to further strengthening the research of thermal desorption process heat and mass transfer mechanism,improving the level of equipment integration and standardization and improving the energy utilization efficiency.【Key words 】soil;organic pollution;remediation;indirect thermal desorption;equipment optimization*基金项目:上海市2021年度“科技创新行动计划”启明星项目(21QB1404200)收稿日期:2023-08-24;录用日期:2023-11-200引言随着我国城市经济发展和产业结构调整,在“退二进三”和“退城进园”的背景下,大批工业企业将由城市人口稠密区迁往郊区或工业园区。
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。
土壤中半挥发性有机物前处理方法的比较研究土壤中的半挥发性有机物(Semi-volatile Organic Compounds,SVOCs)是一类对环境和生物体有潜在危害的化学物质,因此对其进行有效处理和监测具有重要意义。
在土壤中的SVOCs含量较低且分布复杂,所以需要选择合适的前处理方法来提取和浓缩这些化合物。
本文将对几种常用的土壤SVOCs前处理方法进行比较研究。
一、溶剂萃取法溶剂萃取法是一种常见的土壤SVOCs前处理方法,它包括常规溶剂萃取和超声辅助溶剂萃取。
常规溶剂萃取法适用于对低挥发性有机物(Low-volatile Organic Compounds,LVOCs)的分析,其操作简单、成本低,但在提取高挥发性有机物(High-volatile Organic Compounds,HVOCs)时效果较差。
而超声辅助溶剂萃取法因其高效、快速的特点逐渐受到关注,但其在土壤中SVOCs的提取方面还存在一些缺陷,如部分SVOCs无法被有效提取等。
二、固相萃取法固相萃取法是一种广泛应用于土壤SVOCs前处理的方法,其主要包括固相微萃取(Solid Phase Microextraction,SPME)、固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)和固相微萃取联用气相色谱质谱法(Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry,SPME-GC-MS)。
SPME具有操作简单、快速、高效的特点,但对于一些极性和疏水性化合物的提取效果有限;SPE适用于对土壤中SVOCs的分离和富集,但需要较长的操作时间和较多的试剂;SPME-GC-MS结合了SPME和GC-MS的优势,具有高灵敏度和高选择性,但在土壤样品中存在矩阵效应会影响分析结果。
三、热脱附法热脱附法是一种通过升温脱附的方法进行前处理的技术。
在土壤SVOCs的前处理中,热脱附法主要采用热脱附气相色谱(Thermal Desorption-Gas Chromatography,TD-GC)联用质谱(MS)进行分析,它可以实现高效的样品富集和分离。
燃气热脱附技术土壤修复效果及影响因素2山东爱亿普环保股份有限公司3山东润新环境科技有限公司摘要:近年来,随着城市化进程的加速,坚持人与自然和谐共生、坚持绿色发展已成为普遍共识,大量化工企业被迫搬迁或关停,从而遗留了大量污染地块,大多数遗留地块具有高污染、高风险的特点,对附近环境和人们的生活带来很大风险,因此污染地块修复已经刻不容缓。
在有机污染土壤修复技术中,异位热脱附技术由于修复效果良好,在国内工程应用中比例较高,但对于一些建筑物附近或异味较重的污染地块,异位热脱附技术的应用受到很大限制。
由于原位热脱附技术具有适用范围广、环境干扰小和可操作性强等优点,该技术近几年受到人们广泛关注。
燃气热脱附技术(Gasthermaldesorption,GTD)在原位热脱附技术中表现优异,GTD以天然气或液化石油气为能源,通过热传导方式加热污染地块,结合抽提装置实现降低地块污染物浓度的目的。
GTD具有处理污染物种类多、土壤非均质性影响小、修复工艺简单等突出优点,目前GTD已经成为很多科研机构和环保公司重点关注技术。
关键词:燃气热脱附技术;土壤修复;影响因素;引言随着城市的快速发展,大量的化工厂和重污染工厂逐渐迁出城市,而原厂区地面的土壤都受到了不同程度的污染,其中以油类有机污染最为突出。
但是由于空置的土地在短期内通常会用作房地产开发,因此对土壤修复技术的要求极高,不宜采用修复周期较长的土壤修复技术,比如微生物修复法,应采用修复效率较高、操作简易的修复方法。
热脱附修复法作为一种非燃烧技术,其原理是通过高温使有机物挥发,从而对土壤进行修复,可以避免生成二噁英等致癌物质,对工作人员的健康不会造成威胁,也避免了对周围环境造成二次污染。
1燃气热脱附工艺介绍设备主要由加热系统、抽提系统、温度监测系统、冷却系统和尾气处理系统5部分组成。
根据本地块污染物与水的共沸点,设定土壤加热的目标温度为150 ℃。
首先,在土壤中安置加热管并通过天然气加热升温,高温气体由加热内管进入,然后通过加热外管后直接外排。
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。
北极星节能环保网讯:土壤修复技术中的热脱附技术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污染土壤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北极星节能环保网??来源:中国生态修复网????2016/6/21 13:10:47??我要投稿??北极星节能环保网讯:?土壤修复技术中的热脱附技术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。