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。     

燃气热脱附技术修复有机污染场地研究与应用进展

原位燃气热脱附是目前修复有机污染土壤最具潜力的技术之一。在查阅文献的基础上,结合国内外实际案例,系统梳理了有机污染土壤原位燃气热脱附修复技术的原理、适用范围、优缺点以及工艺施工流程,对国内外燃气热脱附技术的研究现状和工程应用情况进行了对比分析,并对该技术的发展趋势和应用前景进行了展望,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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

重金属污染场地修复技术的专利计量分析

为探明国内重金属污染场地技术的发展现状,通过筛选和计量分析国家知识产权局综合服务平台的数据库和中国知识资源综合数据库等数据源中2002—2019年申请并公开的重金属污染场地修复技术专利,研究了我国重金属污染场地技术的专利发展现状。结果表明,国内重金属污染场地修复技术的专利发展可分为4个阶段,2013—2017年发展迅猛,平均增长率为66项·a~(-1),2018年至今发展渐缓;全国区域范围内,江苏省、北京市、广东省、湖南省的专利数量占据优势,镉、铬、铜、铅、锌的污染场地修复技术发展比较成熟。根据技术类型,分析了各项技术的发展趋势,并综合适用对象范围、研究机构数量、公开专利数量及年份变化趋势等进行了评估,结果表明,发展比较好的修复技术包括固化/稳定化修复技术、淋洗修复技术和物理修复技术。其中,固化/稳定化修复技术的主体地位优势仍然十分明显,研究重点逐渐倾向于以废治废,降低药剂成本,实现绿色修复。     

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.     

污染土壤修复技术预测

土壤污染已成为世界性环境问题,我国土壤污染现状更为严峻。污染土壤修复技术已成为全球科技的研究重点。本研究基于该领域国内外的相关研究论文与专利,采用文献计量学的统计方法,结合国内外相关项目、计划和法规等信息,对比分析了国内外论文/专利发文量阶段变化、技术研究的首篇报道年、专利景观图等。研究结果表明,我国污染土壤修复技术研发起步较晚,与发达国家总体水平存在10~15年的差距,在产业化领域更为突出。提出了在兼顾系统集成与技术原创的条件下,我国污染土壤修复的重点研发技术,为我国土壤修复技术的发展布局与政策制定提供决策依据。     

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。     

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。     

土壤粒径及有机质对多溴二苯醚热脱附的影响

在实验室条件下,研究了土壤粒径与土壤有机质含量对多溴二苯醚(PBDEs)热脱附的影响,以期为PBDEs污染土壤热脱附修复提供理论依据。实验结果表明,300℃停留30 min条件下,粒径为<75、75～125、125～250、250～425和425～850μm的土壤中PBDEs去除率分别为49.53%、73.88%、79.39%、83.56%和87.09%,PBDEs总去除率随粒径的增大而增大,土壤BDE209较BDE206、BDE207和BDE208更易于脱除。此外,温度低于450℃时,H2O2氧化部分去除有机质后土壤中PBDEs的去除率较原土高;表明,土壤有机质可能抑制土壤中PBDEs的热脱附。     

异位类Fenton化学氧化在多环芳烃污染场地修复中的应用

多环芳烃作为土壤的主要污染源之一,其修复技术的研究对土壤可持续利用具有重要的意义;但目前的研究主要基于室内小试实验,对具体修复技术在实际现场中的应用少有报道。基于上海青浦区西虹桥沈海高速东侧17-02污染场地的工程实践,结合室内实验,详细地介绍了原场异位类Fenton化学氧化修复多环芳烃污染土壤施工工艺。处理结果表明:以柠檬酸为催化助剂的类Fenton化学氧化能够有效地处理场地污染土壤中的苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽和茚并(1, 2, 3-cd)芘等超标污染物;修复后场地土壤各项物理指标相比修复前变化较小;同时,类Fenton氧化反应放热,修复过程中土壤微生物能够将有机柠檬酸快速降解,有效降低了化学氧化对土壤p H的影响。     

POPs污染场地修复技术筛选研究

POPs污染场地作为潜在的POPs污染源,迫切需要治理.目前,国际上已开发出多种POPs污染场地治理技术,但我国尚缺乏适用于POPs污染场地治理的成熟技术.研究分析了国际上已有POPs污染场地修复技术,参照USEPA超基金污染场地治理修复技术筛选的基本方法,提出我国POPs污染场地修复技术筛选的基本路线.以具体的污染场地为例,结合影响POPs污染场地修复技术选择的因素,从经济指标、环境指标和技术指标三方面建立模型,采用层次分析法,筛选出了适合特定场地的修复技术,为我国POPs污染场地治理技术的选择提供了方法学流程.     

利用电动技术强化有机污染土壤原位修复研究

电动修复技术是近几年发展起来的一种新型土壤修复技术，由于其处理的高效性受到了越来越多的关注。本文介绍了利用电动技术强化土壤有机污染物原位修复的原理及其最新进展。电动强化有机物污染修复的基本原理是利用电动效应对有机物的迁移作用或者强化生物修复过程（注入营养物、电子受体和活性微生物等）达到去除污染物的目的。研究表明，该技术不破坏生态环境，安装操作简单成本低廉，具有广泛的应用前景，其中电动强化原位生物修复和能够适应于各种不同成分污染（如有机物重金属复合污染）的多技术联合是今后电动技术发展的重要方向。