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。     

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。     

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...     

添加剂强化热脱附修复菲污染土壤

针对多环芳烃污染土壤热脱附能耗较高的问题,采用K₂CO₃、CaCO₃和Fe₂O₃等添加剂强化热脱附过程,以降低能耗。通过室内模拟实验研究了热脱附温度、停留时间、添加剂种类与投加量等对菲(Phe)去除效果的影响,分析了热脱附去除过程、能耗以及热脱附后土壤理化性质的变化。结果表明：在100、200℃下停留30 min,投加5.0%(质量分数)的K₂CO₃、CaCO₃和Fe₂O₃均能显著提高Phe的去除率(p<0.05),效果最好的是K₂CO₃。添加剂投加后土壤导热系数的提高可能是促进热脱附的重要原因。200℃停留30 min时,Phe去除率随K₂CO₃投加量增加呈现先增加后下降趋势,最优投加量为5.0%,此时去除率为85.90%,较无添加剂组提高了11.82百分点。200℃时,投加...     

熟石灰强化热脱附修复重质石油污染土壤

针对热脱附技术修复石油污染土壤存在能耗高的问题,采用添加Ca(OH)₂实现在相对较低的温度下强化热脱附重质石油污染土壤,以降低能耗。通过室内模拟实验,研究了热脱附温度、停留时间和Ca(OH)₂添加量对重质石油污染土壤中总石油烃(total petroleum hydrocarbon, TPH)去除率的影响。结果表明,当热脱附温度为400 ℃、停留时间为30 min、加入1% Ca(OH)₂时,石油污染土壤中TPH的去除率相比无Ca(OH)₂热脱附的土壤提高了23.6%;土壤中饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质的去除率分别增加了17.3%、29.3%、18.1%和46.7%,对沥青质的去除效果最佳。Ca(OH)₂能够降低热反应活化能且增加活性位点是其显著促进土壤中重质石油烃的热脱附去除的主要原因。Ca(OH)₂强化热脱附后土壤粘性降低,分散性增强,粒径变小,且在表面生成一层类焦炭的物质。该研究结果可为热脱附技术在石油污染土壤修复中的应用提供参考。     

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。     

石油污染土壤热脱附修复实验研究

采用热脱附技术修复石油污染土壤,并分析热脱附主要影响因素、石油烃组分去除效果以及热解油组分.结果表明:(1)对于初始含油率8.86％、含水率3.5％ 的河南油田石油污染土壤,400℃恒温3.0 h或500℃恒温1.5 h、升温速率10℃/min为优化热脱附条件.(2)在低温阶段(100～300℃),饱和烃、芳烃去除率分...     

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。     

有机质对污染土壤中DDTs热脱附行为的影响

采用2种不同性质土壤(黑土和棕壤)作为供试土壤,利用DDT农药自配滴滴涕类(DDTs,包括p,p'-DDT、o,p'-DDT、p,p'-DDD、p,p'-DDE)污染土壤.采用热脱附方法,研究了原土及去有机质后土壤中DDTs在300℃,6个停留时间(5、10、20、30、40和50 min)下的去除率以及脱附后土壤中D...     

碱活化过硫酸盐在某氯代烃污染场地地下水修复中的应用

碱活化过硫酸盐适用于降解污染土壤及地下水中的氯代烃。以典型氯代烃类污染场地为研究对象,开展了碱活化过硫酸盐降解地下水中氯代烃的小试实验研究及中试规模工程应用。结果表明：污染物去除率与污染物初始浓度、氧化剂投加比相关;污染物初始浓度越高,去除率越低;氧化剂投加量越大,去除率越高,用于该场地地下水修复的最佳氧化剂投加比为1%~3%。中试药剂原位注入采用高压旋喷注射工艺,按最佳氧化剂投加比将药剂注入至污染含水层,跟踪监测结果表明：经注药修复8个月后,地下水中氯代烃污染物浓度明显下降,大部分区域的污染物浓度已达到修复目标,局部初始浓度偏高区域的污染物浓度接近修复目标。同时,对氧化剂产物残留$ {\rm{S}}{{\rm{O}}^{2 - }_4}$浓度进行监测发现：$ {\rm{S}}{{\rm{O}}^{2 - }_4}$浓度随修复后时间延长逐渐降低,通过趋势分析预测的残留$ {\rm{S}}{{\rm{O}}^{2 - }_4}$浓度将逐步下降直至恢复正常水平或满足相关标准。     

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。     

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。     

氯盐对含汞土壤热脱附的影响

采用管式电阻炉对不同氯盐调理的含汞土壤进行热脱附实验,研究氯盐种类和炉温等对汞脱除效果的影响,分别从汞脱除率、热重测试和XRD汞形态分析3个方面进行评价。结果表明,不同温度下添加氯盐均对汞脱除率有明显提升。230℃时,添加氯化铁、氯化镁和氯化钙调理相比对照组(不添加氯盐),汞脱除率分别提升66.2%、49.3%和15.8%,即促进效果:FeCl3>MgCl2>CaCl2。在300℃下加热25 min时,添加氯化铁调理的汞脱除率为96.1~96.2%,与对照组相比,最高提升了68.3%。热重测试结果显示,载气对汞的挥发影响较小,湿法投加氯盐效果比干法投加更明显。炉尾晶体XRD分析结果表明,在低温条件下氯盐促进样品中汞向氯化汞转变从而提高了汞脱除率。添加氯盐调理提高了汞脱除率,同时缩短了汞热脱附达到稳定的时间。     

有机污染土壤异位直接热脱附装置节能降耗方案

以异位直接热脱附技术的原理、适用范围、工艺流程、优缺点等为基础,建立了输入、输出能量平衡关系式并进行了热平衡计算;针对该工艺能耗过高的问题,分析了系统各部分能耗,提出了节能降耗方案。通过烟气热回用装置,将二燃室后高温烟气余热能量经循环管道输送给土壤预干燥装置,将有机污染土壤含水率降低,从而减少系统总能耗。结果表明：经过热力计算,土壤水分预干燥量越大,系统节能效果越好;烟气余热足够用于土壤预干燥减少17%左右土壤水分的要求。通过土壤预干燥装置将土壤水分从20%降低到15%,可使直接热脱附装置降低能耗20%以上。     

改性剂协同热脱附多环芳烃污染土壤效率提升研究

通过对多环芳烃(PAHs)污染土壤的异位热脱附实验,探究了碱基类(Ca(OH)₂、CaO、NaOH)、氧化类(过硫酸钠、过氧化苯甲酰、过碳酸钠)和其他类(FeCl₃、CuCl₂、颗粒活性炭)改性剂对PAHs热脱附效率的提升作用,优选最佳改性剂及配比。3类改性剂的优选结果为2.0%(质量分数,下同)Ca(OH)₂、5.0%过氧化苯甲酰和5.0%FeCl₃。添加2.0%Ca(OH)₂在300℃下脱附10 min、添加5.0%过氧化苯甲酰在200℃下脱附60 min或添加5.0%的FeCl₃在150℃下脱附60 min均可使各PAHs组分残留量达到《场地土壤环境风险评价筛选值》(DB11/T 811—2011)的修复标准。添加2.0%Ca(OH)₂对土壤PAHs热脱附去除效果最好,300℃下PAHs热脱附去除率最高,可达96.31%,而5.0%过氧化苯甲酰对PAHs热脱附去除率提升更明显。     

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。     

污染土壤直接热脱附燃烧器低氮优化设计及数值模拟

为解决直接热脱附设备二燃室燃烧器氮氧化物排放高的问题,利用热平衡计算方法建立其输入和输出能量平衡关系式,得到二燃室温度维持1 100 ℃时所需燃气量和助燃风量;同时,结合空气分级技术、燃料分级技术和部分预混燃烧技术对燃烧器进行优化设计,并对其燃烧情况进行了数值模拟计算。热平衡计算结果表明,维持二燃室燃烧温度1 100 ℃所需的燃气量和助燃风量分别为1 003和22 066 m³·h⁻¹。数值模拟结果表明,增加燃气预混喷口可显著强化燃气/空气混合,使燃烧更为迅速,可防止滞后的火焰冲刷壁面,也有助于分散火焰,避免局部高温。增加二级空气通道可降低空气的出口流速,防止出现脱火现象,且利于燃气径向扩散,避免火焰集中。以上2种方法均能有效降低氮氧化物排放量,且采用燃气部分预混后二燃室出口处一氧化碳浓度大幅降低。在同时采用燃气预混喷口和二级空气通道后,NO_x浓度稳定在45 mg·m⁻³左右,相比于现有燃烧器减少了85%。该研究结果可为直接热脱附设备二燃室燃烧器的低氮设计提供参考。     

4种碱基添加剂对1,2,4-三氯苯污染土壤热脱附效果的影响

含氯有机物是土壤中常见的污染物质,对人体危害大,采用热脱附修复技术去除。通过改变加热温度、加热时间及添加4种碱性物质 (NaHCO₃、NaOH、Ca(OH)₂、CaCO₃) 等条件获取TCB的去除效率及污染土壤理化性质变化情况。实验结果表明,热脱附能有效去除土壤中TCB,当温度为350 ℃加热30 min时,污染土壤中TCB去除率为83.27%;碱性物质的添加能有效强化热脱附过程,添加1%的NaHCO₃、NaOH、Ca(OH)₂和CaCO₃后,TCB去除率分别提高了28.28、26.13、20.28、18.19%。碱性物质的添加促进了TCB的脱氯和降解,相比于无碱性物质热脱附,添加1%NaHCO₃和NaOH后尾气中DCBz增加了5.4 ug·L⁻¹和3.65 ug·L⁻¹。热脱附后土壤有机碳、有效磷质量分数和阳离子交换量减少,电导率增大;碱基协同热脱附前后土壤的总有机碳质量分数变化不大,土壤中有效磷质量分数和阳离子交换量明显增大,脱附条件为250 ℃、30 min以及1%的Ca(OH)₂时,脱附前后有效磷由57.5 mg·kg⁻¹增大至80.2 mg·kg⁻¹,阳离子交换量由19.72 cmol⁺·kg⁻¹增大至24.4 cmol⁺·kg⁻¹。本研究结果可为热脱附技术修复三氯苯污染土壤提供技术参考。