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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

有机污染场地原位热脱附工程尾水尾气的处理技术进展

污染场地原位热脱附过程不可避免地产生尾水尾气,其处理技术普遍存在工艺设计不成熟、污染物脱附规律认识不明晰、二次污染控制措施薄弱等问题,缺乏具有针对性的技术装备研发和应用指导。通过分析污染场地原位热脱附工程尾水尾气处理技术的应用现状、污染物脱附规律和现有专利情况,总结归纳实际工程应用中应注意的问题,进而提出原位热脱附工程尾水尾气处理工艺的设计和设备选型建议,并展望进一步的应用及研究,以期为我国有机污染土壤原位热脱附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。     

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问题和研究展望。     

异位间接两级热脱附技术在有机污染土壤修复工程中的应用

以某有机污染土壤热脱附修复工程为例,考察了自研异位间接两级热脱附设备特点、工艺流程、温度监控以及尾气排放达标情况,以探究异位热脱附技术在有机污染土壤修复工程中的应用。应用结果表明,在一级加热炉膛温度300 ℃、二级加热炉膛温度500 ℃,停留时间为30 min的条件下,能实现污染土中石油烃、苯系物和多环芳烃类复合有机污染物的高效去除。采用“冷凝+吸附”工艺处理热脱附尾气,并采用“氧化+混凝”工艺处理废水,均能实现达标排放。本案例研究结果表明,所开发的间接两级热脱附设备可应用于复合有机污染土壤的修复工程。     

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...     

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。     

双碳背景下污染场地修复策略与技术前景

我国承诺在2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和的目标。在此“双碳”背景下,我国场地修复行业的目标已从单纯追求效率,转变为低碳减排与高效修复并重。这一转变对未来的污染场地修复提出了新的要求,即需要全面融入低碳环境服务过程,注重风险管控、原位治理和节能降耗等。因此,在设计具体的修复路线时,应尽量实现修复过程节能降耗减排、逸散性温室气体排放控制和修复后土壤资源化利用等目标。基于这些要求,传统的原位热脱附技术将面临降低能耗的严苛挑战,多相抽提技术将面临设备节能降耗挑战,增溶脱附技术将面临材料研发绿色节能挑战,土壤淋洗技术将面临药剂绿色挑战等。为实现将低碳目标贯彻污染场地修复过程这一目的,针对性的措施和技术包括：技术装备的低碳运行、使用人工智能修复装备、碳排放智能监测计算、场地大数据分析技术、可持续原位生物修复技术、原位风险阻隔技术、多参数实时原位监测技术和土壤生态碳汇技术等。上述方面的优化和转型升级将有望成为未来污染场地修复中新装备及新技术的发展方向。     

我国华东地区污染土壤异位热脱附修复碳排放及减排策略

为探索我国污染土壤异位热脱附修复的碳减排路径,采用生命周期评价方法理论,确定污染土壤异位热脱附修复碳排放核算系统边界和清单。将异位热脱附修复划分为土壤开挖、运输、预处理、主处理、尾气处理、最终处置6个过程,基于华东区域5个典型工程的能源及物料调研数据,核算了异位热脱附修复过程碳排放水平,识别出碳排放的主要影响因素,提出针对性的减排策略。结果表明,异位热脱附修复1 m³污染土壤全过程碳排放为212.22 kgCO_2eq,碳排放集中在预处理、主处理和尾气处理3个过程,尾气处理过程最高,占比为54%。从碳排放源上看,主要为间接碳排放,占比达62%。生石灰、天然气、NaOH碱性溶液等物料投入量是碳排放的主要影响因素。同时,修复后土壤外运距离超过300 km后,将会对全过程碳排放产生较大影响,应提高物料使用率、控制土壤外运距离,以实现修复过程碳减排。本研究结果可为污染土壤异位热脱附修复技术的低碳应用提供参考。     

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。     

多相抽提技术在化工污染地块修复中的应用潜力

多相抽提(MPE)技术是采用真空抽取污染区域土壤气体、地下水和非水相液体(NAPL)到地面进行气液相分离及处理,以去除土壤与地下水中有机污染物的一种环境友好型原位修复技术。本研究从水文地质条件和污染物特征2方面阐述了MPE技术在长江经济带下游地区化工污染地块原位修复中的适用性,梳理了MPE技术原位修复污染地块现状及其联用技术的研究进展,并分析了其在长江经济带下游地区化工污染地块中的应用潜力。结果表明,长江经济带下游地区为填土、粉质砂土、粉土、粉质黏土和黏土等中低渗透性地层结构,该区域化工污染地块主要污染物包括多环芳烃、卤代有机化合物、苯系物和石油烃等,MPE技术在长江经济带下游化工污染地块修复中具有较高的适用性。针对部分污染地块低渗透性地层结构和难挥发有机污染物的复合污染特征,需选择合适的联用技术解决修复后期的拖尾现象,以强化MPE技术修复效果。     

纳米铁原位注入技术对六价铬污染地下水的修复

纳米零价铁原位注入是六价铬污染地下水的有效修复技术之一。为验证其场地修复效果,在北京某电镀厂搬迁后的遗留六价铬污染场地,现场制备纳米铁并通过原位注入对场地内六价铬污染地下水进行原位修复现场中试研究。选取6 m×6 m实验场地,在地下水中六价铬污染浓度最高为2 mg·L-1的中心点设置注射井并在四周设置4口监测井。实验结果表明,原位注入纳米铁药剂具有良好修复效果,修复后该实验场地范围内地下水中六价铬浓度均低于地下水质量Ⅳ类标准0.1 mg·L-1,注射井中六价铬还原率达到99%。通过对注射井及监测井地下水中pH、溶解氧、氧化还原电位等检测指标进行跟踪监测和相关性分析,发现氧化还原电位与污染物浓度变化相关性最强,可以作为污染物变化的表征因子。该中试研究结果对于六价铬污染地下水的原位修复具有重要的参考价值。     

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。     

原位电阻热脱附修复氯代烃污染土壤

针对原位电阻热脱附(ISERH)技术基础性研究不足、缺乏小试设备研发等问题,利用自主研发ISERH设备,以1,2-二氯乙烷和氯苯为目标污染物,探究了ISERH过程中土壤温度变化及设定温度、加热时间、污染物种类、老化时间对污染物热脱附效果的影响。结果表明,在热脱附过程中氯代烃污染土壤的主要阴离子${{\rm{SO}}_4^{2 - }}$和Cl−含量分别提高了121.92和49.82 mg·kg−1,土壤电阻降低,土壤升温速度呈先快后慢的趋势。设定温度72 ℃(1,2-二氯乙烷和水共沸点)、加热时间12 h时,污染物去除效果不佳;提高设定温度至95 ℃,延长加热时间至36 h时,1,2-二氯乙烷去除率可达78.29%~100%。在修复效果的比较上,浅层土壤优于深层土壤;在能量利用率的比较上,间歇加热抽提优于连续加热抽提。污染物性质及土壤对污染物的吸附作用是影响污染物热脱附效果的主要因素,单一污染土壤的1,2-二氯乙烷去除率高于氯苯;在先加入1,2-二氯乙烷后再加入氯苯的复合污染土壤中,氯苯去除率高于1,2-二氯乙烷;老化时间越长,污染物热脱附去除效果越差。本研究结果可为ISERH技术修复氯代烃化工污染场地的工程设计提供参考。