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。     

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.     

绝缘油污染土壤微波热脱附的影响因素

为探究绝缘油污染土壤微波热脱附的影响条件,考察了温度、停留时间、土壤含水率、污染物初始浓度和微波功率对土壤中绝缘油去除效果的影响.结果表明,温度和停留时间显著影响土壤中绝缘油的去除率,在400℃、微波处理时间5 min的条件下,土壤中绝缘油的去除率为98.6％.当土壤含水率为5％时,土壤中绝缘油的去除率达到最佳.在微波处理15 min内,土壤中绝缘油的去除率随着绝缘油初始浓度的升高逐渐降低.微波功率越高,土壤中绝缘油的微波热脱附效率越高,综合考虑能耗和去除率,微波功率为1 000 W时较优.绝缘油污染土壤微波热脱附机理研究表明,脂肪烃主要通过蒸汽蒸馏和热解吸两种方式从土壤中脱除.本研究结果可为高浓度绝缘油污染土壤微波热脱附技术应用提供参考.     

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...     

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。     

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。     

基于超声波-微波耦合效应的石油烃类污染土壤的热脱附规律与参数优化

以邻二甲苯为石油烃类污染物代表,以污染土壤质量的减少量以及冷凝液质量的增加量表征土壤污染物的平均脱附效率,研究了微波-超声波耦合热源处理石油烃类污染土壤的脱附规律。结果表明,在超声波功率恒定(800 W)情况下,增大微波功率(从200 W增到400 W),能显著提升装置内反应温度(从128.3℃增到270.1℃),显示了微波较强的热效应;在微波功率恒定(350 W)情况下,增大超声波功率(从600 W增到1 400 W),对装置升温效果影响不明显(从169.4℃增加到187.9℃),表明了超声波较弱的热效应。超声波/微波耦合热源修复壤土的最优工艺参数为土水比20∶1、超声波功率800 W、微波功率350 W、辐照10 min,相应的最高污染物平均脱附率为77.28%,处理效果优于单热源条件。对于不同的土壤粒径及有机质含量,不同类型土壤的平均脱附率排序为砂土(88.36%)壤土(64.29%)黏土(52.61%);综合考虑土壤介电损耗因子、土壤比热容、土壤通透性影响的结果,土水比最优值设为10∶1;综合考虑土壤颗粒单层吸附/多层吸附作用的结果,土壤污染物浓度最优值为8%(砂土)、4%(壤土、黏土)。     

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。     

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...     

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。     

鼠李糖脂对底泥三氯生脱附的影响因素

采用吸附/脱附平衡实验考察了温度对鼠李糖脂作用下三氯生(TCS)在底泥/水中分配的影响,以及鼠李糖脂浓度、泥水比、反应时间、TCS初始浓度对鼠李糖脂脱附底泥中TCS的影响;并通过Box-Behnken响应曲面法(RSM)确定了鼠李糖脂强化脱附底泥中TCS的影响因素排序、最佳脱附条件和调控策略。结果表明,在283~323 K的温度范围内,温度越高,TCS越容易向水相迁移;鼠李糖脂浓度越大、泥水比越低、时间越长、TCS初始浓度越低,越有利于鼠李糖脂脱附TCS。各影响因素作用排序为:泥水比鼠李糖脂浓度pH时间;最佳脱附条件:鼠李糖脂浓度2 996.96 mg·L~(-1)、泥水比10 g·L~(-1)、反应时间30 h及pH 7.9。此时,鼠李糖脂对底泥中TCS的最大脱附率可达90.70%。可为鼠李糖脂生物表面活性剂强化受TCS污染水体的原位修复的可行性提供判据。     

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。     

油浸泥土热脱附修复小试实验条件的探索

针对油浸泥土中石油烃去除机制不清的问题,利用自制热解炉小试装置,研究了不同条件下油浸泥土中石油烃的处理效果,通过调节加热温度、时间、初始含油率和初始含水率等参数,模拟油浸泥土热脱附过程。结果表明:利用小试装置,当初始含油率为11.3%、初始含水率为20%时,热脱附温度300°C、热脱附时间4 h为最佳处理工艺,处理后油浸泥土中的含油率可降低至0.7%,远低于《油气田含油污泥综合利用污染控制要求》(DB 65/T 3998-2017)中2%的修复标准,石油烃的去除率可达到93.8%;在常见油浸泥土含水率20%及最佳处理工艺下,随着初始含油率的升高,热脱附处理后的固相含油率逐渐升高,但石油烃去除率基本保持不变。适中的油浸泥土含水率有利于热脱附处理,最佳初始含水率为10%～20%。     

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。     

PAHs污染土壤的热修复可行性

以某煤制气厂污染场地中16种US EPA优先控制多环芳烃(Σ16 PAHs)为目标污染物进行了热修复批量实验和可行性实验。热修复批量实验结果表明,当热修复温度为400℃、加热时间为8 h时,土壤中的Σ16 PAHs去除率达99.9%。热修复可行性实验选择重污染、中污染和轻污染土壤以400℃作为目标温度,恒温72 h进行实验。热修复前后不同程度污染土壤的Σ16 PAHs的总去除率均可达到99.9%,但重污染土壤浓度非常高,部分苯并类物质未达到修复目标值,需进一步延长加热时间或提高加热温度保证达到修复目标值。土壤土工参数影响分析结果表明,热修复后土壤颗粒粒径呈增大趋势,土壤稳定性、抗压强度均增强。此外,土壤中可溶性盐含量增多,盐渍化程度增大。     

基于粒径分布的不同异位修复工艺除Cr特性

以我国某铬盐厂的铬污染土壤为研究对象,采用改进的BCR顺序提取法研究了粒径对不同修复工艺(异位淋洗、异位稳定化、湿法解毒)去除土壤中各形态Cr的影响。实验结果表明:粒径是影响铬渣污染土壤总铬和Cr(VI)去除的关键影响因素之一,粒径越细,越有利于3种异位修复工艺对土壤中Cr(Ⅵ)的去除或还原,粒径越细越有利于异位淋洗工艺对总铬的消减。粒径对水溶态Cr、酸溶态Cr的去除影响显著,粒径越细,水溶态Cr、酸溶态Cr的去除率越高,水溶态Cr和酸溶态Cr的分离或去除是不同异位修复工艺实现铬渣污染土壤中Cr(Ⅵ)高效去除的有效手段;粒径对可还原态Cr的去除影响不显著,pH是影响可还原态Cr去除的主要影响因素;粒径对可氧化态Cr含量提升显著,尤其是对异位稳定化和湿法解毒工艺,粒径越细,可氧化态Cr增大倍数越高;粒径对残渣态Cr的去除影响不显著。     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%(质量百分比).反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%（质量百分比）.反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.     

环境胁迫因子对固定菌修复污染土壤效果的研究

通过对环境胁迫因子参数的不同设定,对固定菌修复污染土壤效果进行了研究.结果显示,当环境胁迫因子温度(高温40 ℃和低温15 ℃)、酸碱度(pH＝4和pH＝9)及重金属(Cd和Pb)存在时,对固定菌降解污染物的影响并不大,而游离菌降解率却有一定的下降趋势.进一步观察了固定化载体内部微观结构,为固定菌用于有机污染土壤的异位修复提供了一定的理论基础.