异位热脱附技术与设备在我国污染场地修复工程中的应用

异位热脱附技术具有污染物去除率高、修复周期短、普适性强等显著优势,是目前修复有机污染土壤最有效的技术之一。通过资料、文献查阅及现场调研,梳理了异位热脱附技术及设备在国内外的研究现状及在我国的应用发展历程,结合工程案例,分析了典型直接热脱附设备、间接热脱附设备的工艺技术路线,进而提出开展实际污染场地修复时的设备选择建议,以及热脱附技术的理论研究和设备发展方向,为我国有机污染土壤异位热脱附修复技术的推广和应用提供参考。     

污染场地修复中原位热脱附技术与其他相关技术耦合联用的意义、效果及展望

在有机污染场地修复过程中,原位热脱附技术因具有土方不开挖、不转运、对周围环境干扰小以及污染物去除彻底等诸多优势,故其应用范围逐渐增多。但该技术也存在修复施工成本相对较高的弊端,且此弊端主要是由于采用单一热脱附技术能耗很高的原因造成的。原位热脱附技术与化学氧化、微生物降解以及蒸汽注射等手段的耦合可以很好地弥补这一不足,尤其是针对大型的复杂有机污染场地。针对目前原位热脱附技术在应用过程中存在的主要问题,在分析了国内外大量相关研究与案例的基础上,梳理了原位热脱附与化学氧化、微生物降解及其他原位热处理等技术耦合的应用情况,提出了原位热脱附耦合技术的工程应用建议。     

氯苯污染土壤低温原位热脱附修复

为了考察低温原位热脱附技术对土壤中氯苯的修复效果,以土壤中氯苯为目标污染物,控制热脱附设备设定温度、土壤粒径、土壤含水率,对不同条件下土壤中的氯苯进行测定分析,研究其对热脱附效果的影响。结果表明:原位热脱附过程中土壤温度变化以加热棒为中心,随着距离增加而呈现时间和空间上的滞后效应;原位热脱附设定温度越高,土壤修复效果越好,当土壤设定温度为100℃时,90%土壤样品氯苯去除率达99%以上,与设定温度130℃修复效果相当;土壤粒径越小,其比表面积大,对污染物吸附效率越高,所需热脱附时间越长;含水率影响氯苯在土壤中的挥发速率、有效孔隙率和透气率,含水率过高或过低都不利于氯苯污染土壤原位热脱附修复。热脱附设备设定温度、土壤粒径、土壤含水率对低温原位热脱附技术去除土壤中氯苯的效果具有较大的影响。     

原地异位建堆热脱附技术和设备在石油污染土壤修复中的应用

利用杰瑞环保科技有限公司自主研发生产的原地异位建堆热脱附设备对新疆某地区506 t石油污染土壤进行了修复处理实验,并在此基础上探讨了原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域应用的相关技术问题。通过温度场模拟,为设备投入及修复堆体的搭建提供了参考数据;通过项目现场温升曲线,分析了升温效率与物料属性的关系。结果表明,含水率越低的物料升温速率越快。此外,通过对设备投入、石油污染土壤修复效果、修复过程运行能耗等方面进行综合分析,评估了原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域的有效性和实用性。本研究可为原地异位建堆热脱附技术在石油污染土壤修复领域的工业化应用提供参考。     

天津某复杂有机污染地块原位热脱附修复技术中试研究

针对受到挥发性有机物、农药污染形成的复杂有机污染地块,采用原位热脱附修复技术开展中试试验,研究该技术在低渗透区(以粉质黏土/黏土为主)、污染程度复杂、污染严重条件下的技术有效性,同时研究该技术使用过程中的升温规律及影响半径。结果表明,原位热脱附前期,位于加热井所构成正三角形的中心点的测温井以5℃/d的速率升温,当土壤温度到达95～100℃,进入潜热阶段,此时土壤中水分大量汽化,当升温达到100℃左右时,土壤中毛细水未完全去除,升温进入瓶颈期;综合考虑该地块原位热脱附的影响半径为1.5 m。     

土壤电阻加热技术原位修复有机污染土壤的关键问题与展望

为解决我国近年来重污染企业搬迁遗留的有机污染土壤问题,土壤电阻加热修复技术(electrical resistance heating,ERH)等热处置技术日益受到重视。ERH是目前修复挥发性、半挥发性有机污染土壤最具有潜力的原位热修复技术之一,其污染物去除率及土壤性质变化是用以评估该土壤修复技术的核心指标。在查阅文献的基础上,系统分析了热处置及电阻加热技术相关原理与适用范围,并对ERH处置过程中土壤性质可能发生的变化进行了深入讨论,以期为我国有机污染土壤原位热修复技术的推广和应用提供参考。     

有机污染黏壤土热脱附后热导率的变化特性

为探究有机污染土壤热脱附后热导率的变化特性,采集了苏州市某原位热脱附修复场地编号为G01、G06和G09的示范区域深度为0～3 m的土壤(系黏壤土),并利用实验室的小型热脱附装置在350℃的条件下对污染土壤试样进行了1h热脱附;对其热脱附前后的粒径分布以及热脱附后的化学组成(矿物质和有机质的质量分数)进行了表征,并用探针式导热仪测试了其热导率.结果表明,在高温热脱附处理过程中,土壤颗粒的团聚作用比破碎作用更强,导致热脱附后土壤粒径增大;当密度、含水率和温度等条件保持一致时,热脱附后土壤的热导率较场地原位测试时无显著变化,平均值在1.4～1.5W·(m·℃)-1;随温度升高或干密度增大,土壤热导率均增大,且干密度对热导率的影响比温度更加显著.此外,3个采样区域的土壤热导率呈现一定的差异,其中,G06区域的热导率最大而G01区域最小,最多相差0.055W·(m·℃)-1,这主要是由不同区域土壤中矿物质(其热导率是有机质的3倍以上)质量分数的变化所致.本研究结果可为实际热修复场地的地层温升预测提供参考.     

环境技术验证在污染土壤修复领域的应用——以原位热脱附-水平井-化学氧化耦合修复技术为例

环境技术验证评价方法能够科学、客观地评价生态环境创新技术,促进新技术的推广应用。基于焦化污染地块修复技术验证评价方法,对原位热脱附-水平井-化学氧化耦合修复技术在山西某焦化污染地块上应用的可行性、绿色性、资源能源消耗等方面进行了验证评价。结果表明,该技术可以在一个修复周期内(3个月)将焦化污染地块中多环芳烃质量浓度降低到修复目标值,达到修复效果。修复系统运行过程中产生的废气、废水、噪声等污染物经处理后均满足相应排放要求。通过对修复过程中固废产生量、耗水量、耗电量、运行成本等指标的核算,可知该技术具有资源能源消耗较少、处理成本较低、针对不可开挖地块的修复具有较强适用性等特点。原位热脱附-水平井-化学氧化耦合修复技术可应用于焦化污染地块包气带污染土壤的修复治理工作。     

热脱附技术在修复石油烃污染土壤中的应用研究

采用热脱附技术处理实际石油烃污染土壤,考察影响热脱附效率的影响因素,并结合工程实际,初步确定热脱附技术的最优工艺参数.实验结果表明,热脱附技术可有效修复石油烃污染土壤,其中加热温度、停留时间是影响修复效果的关键因素.相同热脱附条件下,石油烃组分相对分子质量越大,饱和蒸气压越低,与土壤有机质结合能力越强,越不易脱附.当加...     

土壤修复的热脱附技术特征尾气模块化处理工艺研究进展

污染土壤热脱附修复后,尾气处理是不可忽视的重要环节.论述了热脱附技术特征尾气模块化处理工艺的总体概况,探讨了污染物、土壤性质和处理工艺等对尾气处理工艺的影响,总结了针对4类污染物的典型热脱附技术特征尾气模块化处理工艺,并对催化氧化、非热等离子体、高能电晕等新兴模块进行了简介.最后提出了热脱附技术特征尾气模块化处理工艺的...     

国家重点研发计划土壤污染成因与治理技术专项“有机污染场地土壤修复热脱附成套技术与装备”项目

本期专题为《土壤热修复技术应用》,为国家重点研发计划土壤污染成因与治理技术专项"有机污染场地土壤修复热脱附成套技术与装备"项目的成果展示。封二封三为该项目的详细介绍,供读者了解该项目的主要内容与阶段性成果。     

本期推荐

<正>近年来,随着我国大批化工企业搬迁、改造或关闭停产,大量有机污染场地被遗留在城市及其周边地区,这些污染场地将对人体健康和生态环境造成严重风险并制约城市的建设与发展,因此,对污染场地的修复已刻不容缓。土壤热脱附技术以其修复速度快、效率高和普适性强等优势受到了国内外研究者的广泛关注。     

我国有机物污染场地土壤修复技术的专利计量分析

以我国公开的691项有机物污染场地土壤修复技术专利为依据,分析研究了有机物污染场地土壤修复技术的发展趋势和进展,同时对化学氧化修复技术、生物修复技术、热脱附技术、淋洗技术等的研究进展进行分析,总结了目前国内有机物污染场地修复专利技术发展现状,并提出了今后的发展方向,以期为我国今后开展相关修复技术的研究与应用提供参考。结果显示:我国有机物污染场地土壤修复技术相关专利于2010年后开始快速发展,研究创新点基本集中于高效技术的开发、节能以及二次污染的防治;热脱附技术在该领域应用广泛;氧化修复技术的开发是2017年的技术发展特点,具有一定的研究前景;而联合多种修复技术更能灵活地适用于实际场地修复的需要,其已成为重要的研究趋势。     

原位热修复过程中土壤内热质传递研究现状与展望

近年来,原位热修复技术因其具有修复周期短、可靠性高、适用性强、二次污染可控等优点,已被广泛应用于有机污染地块修复领域.概述了国内外原位热修复技术研究进展,对比了蒸汽强化抽提技术(SEE)、电阻加热技术(ERH)和热传导加热技术(TCH)3种典型原位热修复技术的优缺点和适用条件,并分析了污染物性质、土壤非均质性、含水率及...     

原位热处理技术修复重质非水相液体污染场地研究进展

重质非水相液体(DNAPLs)是土壤及地下水中广泛存在的有机污染物,原位热处理技术是目前修复受DNAPLs污染土壤及地下水的最具潜力的技术之一。综述了国内外常用原位热处理技术的基本原理及其影响因素,介绍了相关现场应用实例,并展望了该技术未来的应用前景和发展趋势,以期为中国污染土壤及地下水的原位修复提供有益借鉴。     

载气含氧量及污染物浓度对土壤石油烃热脱附效率的影响

石油烃(TPHs)在土壤中难以降解,并具有生物毒性,异位热脱附(ESTD)在修复石油烃污染土壤方面极具应用潜力。采用实验室模拟异位热脱附装置,研究了热脱附载气含氧量及土壤石油烃污染浓度对可萃取石油烃(EPHs)中柴油段(DRO)和重油段(ORO)的5种组分去除率的影响。结果表明:在初始浓度为5 000～20 000mg·kg~(-1)时,在20 min内的脱附率均不超过50%;当初始浓度增加到40 000 mg·kg~(-1)、脱附时间为20 min时脱附率可以达到68.2%。热脱附时间为50 min时,40 000 mg·kg~(-1)污染土壤的残余浓度为407.1 mg·kg~(-1)。DOR组分相同时间的脱附率随污染浓度的升高而升高,ORO组分在50 min之内不能完全脱附,脱附率随着污染物浓度上升会出现先增大后减小的趋势。在250℃时,DRO中3个组分的去除率均随着气氛含氧量的增加而呈现明显的增长趋势。在400℃条件下,ORO中2个组分分别在含氧量为12%和15%时达到最高的去除率。本研究结果可为ESTD技术修复不同浓度的石油烃污染土壤的工程设计参数提供参考。     

污染土壤化学修复技术研究与进展

污染土壤修复环境工程近年来发展迅猛,欧美等发达国家在其技术创新和设备改进2个层面都取得了长足进展。本文概述了化学淋洗修复技术(原位化学修复技术和异位化学修复技术)、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能化学改良修复技术等污染土壤的化学修复技术原理、进展与适用性以及有关关键技术参数,并对其发展前景进行了展望。     

原位电热脱附技术在某有机污染场地修复中的应用效果

以某退役化学试剂厂土壤及地下水中氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、苯、氯苯为目标污染物,基于电热脱附技术开展了中试规模的修复研究。结果表明:经电热脱附处理后,土壤中氯乙烯、氯苯的平均去除率分别达到100%、99%,均低于北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》中污染场地(住宅用地)中土壤筛选值;地下水中氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、苯、氯苯的平均去除率分别为90.5%、93.5%、96.4%、99.3%。此外,加热井设计间距对土壤温度变化有明显影响,间距为3.0 m的加热井布设方案下的升温时间短且升温效果好,优于间距为4.0 m的加热井布设方案,但两者均可达到去除污染物的目标;加热边界有效热传递范围可达2.0 m;止水帷幕与加热边界的最佳间距至少为3.0 m;目标温度越高,热脱附时间越长,热脱附效率则越高。同时,还讨论了土壤含水率及渗透性等因素对脱附效果的影响。电热脱附技术对修复氯代烃类有机物污染场地具有良好的效果,可进行大规模的工程应用。     

污染土壤化学修复技术研究与进展

污染土壤修复环境工程近年来发展迅猛，欧美等发达国家在其技术创新和设备改进2个层面都取得了长足进展。本文概述了化学淋洗修复技术（原位化学修复技术和异位化学修复技术）、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能化学改良修复技术等污染土壤的化学修复技术原理、进展与适用性以及有关关键技术参数，并对其发展前景进行了展望。     

基于过硫酸盐的多环芳烃污染场地原位修复技术研究进展

多环芳烃(PAHs)作为土壤和地下水中常见的有机污染物，严重威胁了人类健康。近年来，基于过硫酸盐(PS)的原位修复技术由于高效快速且成本适中被广泛用于PAHs污染场地修复。介绍了PS的活化方式及机理，分析了4种PS原位注入技术的优缺点及应用条件，综述了土壤环境对PS氧化技术应用的影响，总结了PS在PAHs污染场地修复的实际工程应用，以及基于PS的联合修复技术的发展现状，并对PS氧化技术在实际场地修复的应用和发展进行了展望，以期为PAHs污染场地原位修复提供理论依据和技术支撑。