炭化材料的制备及其在土壤热处理炭化研究中的应用研究进展

焦炭、活性炭和生物炭等传统炭化材料的炭化过程和机制已经较为熟悉;同时,土壤热处理过程中的发生的炭化反应对土壤再利用特性有重要影响,但是目前受到关注较少、机制不明。探讨了炭化材料的制备工艺及应用、炭化反应历程和炭化产物的物化特性表征方法、炭化反应过程的影响因素（炭化方式、参数、矿物质及添加剂等）及其在土壤热处理炭化研究中的指导作用,最后提出了土壤热处理炭化研究中应重点关注方向。分析结果表明:炭化表征方法可用于分析土壤有机污染物炭化行为及鉴定炭化产物;炭化产物的产率和性能与多种因素有关,可用于分析土壤热处理条件对炭化行为的影响特性。     

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)。