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.     

重金属污染土壤旋流洗脱设备的设计及性能评估

针对高浓度重金属污染土壤,尤其是污染负荷较高的黏土土壤,传统的物化方法难以实现其高效的洗脱。利用旋流场中土壤颗粒高速自转/公转,实现土壤颗粒污染物的强化快速脱附。土壤旋流洗脱实验分为旋流器的分离性能和单一/复合污染物的脱附性能2部分。在土壤-水体系下,旋流器的最优操作条件为:进口流量0.7 m~3·h~(-1),分流比0.12,固液比为1:20。对于Pb污染物,底流脱附效率均能达到近85%,溢流也能够达到70%,对于Cu污染物,底流和溢流脱附均能达到90%左右。对于Cr(Ⅵ)污染物,底流脱附最高能达到60%左右,但溢流洗脱效率极低。复合污染能够在单次通过后脱除Pb、Cu、Cr(Ⅵ)等多种重金属污染,且洗脱效果与单一污染洗脱时基本一致。对实际的场地修复具有指导意义。     

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.     

烃类污染土壤热强化气相抽提技术的脱附动力学

为研究烃类污染土壤热脱附净化效率的影响机制,采用热强化气相抽提技术(soil vapor extraction,SVE)处理烃类污染土壤,探讨了通气速率、抽提气中水蒸气的浓度(gas water content,GWC)、土壤含水量(soil water content,SWC)对热强化SVE处理效率的影响,并采用LDF和Freundlich动力学方程对脱附处理过程进行了拟合。结果表明:在120℃的条件下,以通气速率80 mL·min~(-1)、GWC 15%和SWC 10%为最优处理工艺,气体在土壤空隙中间的传质速率加快,能明显缩短热强化SVE的处理时间;通气速率从40 mL·min~(-1)提高到80 mL·min~(-1)时,处理时间从425 min缩短至350 min;GWC从0%增加到15%时,处理时间从350 min缩短至105 min;GWC从15%增加到25%时,处理时间从105 min延长到240 min;当SWC为10%时,热强化处理时间缩短至290 min;当SWC从10%增加到15%时,处理时间从290 min延长至390 min。通过分析可知,LDF方程适合简单条件下(通气速率)的拟合,当通气速率为80 mL·min~(-1)时,偏差率为4%。Freundlich方程更适合复杂(土-水-气)体系下的拟合,GWC为15%时偏差率为3.8%,SWC为5%时偏差率为2.6%。以上结果可为开展热强化SVE处理烃类污染土壤研究提供参考。     

黏粒分离对淋洗法修复Pb污染土壤的影响研究

根据黏粒含量不同配制4种Pb污染土壤(砂土、砂质黏壤土、壤质黏土、黏土),分析4种污染土壤中不同颗粒组分中Pb分布情况,采用湿筛和虹吸法将土壤中部分黏粒进行分离,通过室内振荡淋洗试验,对比分析黏粒分离前后Pb污染土壤的淋洗效率,计算最优淋洗条件下的药剂成本.试验结果表明,污染土壤中黏粒含量越高,土壤中Pb形态越稳定,越...     

微波辐照载甲苯活性炭再生研究

研究在微波辐照条件下,活性炭量、微波功率、载气量、加热时间等因素对载甲苯活性炭脱附的影响,在正交实验中,各个影响因素的重要性排序为:氮气流量、活性炭量、辐照时间、微波功率,最佳的操作工况为:活性炭量9 g、载气流量300 mL/min、辐照时间120 s、微波功率500W,活性炭的脱附率在99.74%.     

微波辐照载甲苯活性炭再生研究

研究在微波辐照条件下,活性炭量、微波功率、载气量、加热时间等因素对载甲苯活性炭脱附的影响,在正交实验中,各个影响因素的重要性排序为：氮气流量、活性炭量、辐照时间、微波功率,最佳的操作工况为：活性炭量9 g、载气流量300 mL/min、辐照时间120 s、微波功率500W,活性炭的脱附率在99.74%.     

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。     

超声波净化石油污染土壤实验研究

为研究超声波技术处理石油污染土壤的影响因素,选取了土壤含油量、土水比、土壤类型、超声处理时间和超声功率5个因素进行了具有交互作用的正交实验,并讨论了各因素对土壤中石油污染物清除率的影响。实验结果表明超声波对土壤中石油污染物的净化效果明显,总石油烃(TPH)的清除率在23.0%到77.3%之间,土壤类型对净化效果的影响最为显著,粘土中的TPH清除率显著低于砂土。由超声空化引起的解吸作用和真空抽滤是实验过程中土壤TPH减少的主要途径。研究结果表明超声波技术用于石油污染土壤修复是可行并且有效果的。     

响应曲面优化烃类污染土壤热强化SVE修复工艺

采用热强化土壤气相抽提技术,优化影响烃类污染土壤处理效率的参数。在单因素实验的基础上,以通气速率、土量、水蒸气浓度为考察因素,以尾气中HC浓度达到750 mg·m~(-3)时的脱附时间为评价指标,采用Design-Expert响应曲面法,考察各影响因素的单独变量作用及交互作用对土壤中烃类组分去除速率的影响,建立二次多项式模型。单因素变量、通气速率与土量的交互项均对烃类污染物的去除速率有显著影响。模型优化结果显示,热强化SVE处理污染土壤的最佳工艺为通气速率81mL·min~(-1)、土量77mL、水蒸气浓度14%,模型预测最短脱附时间213.58min,实验验证结果的平均值是224min,测定值与预测值之间相对误差为4.88%。     

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。     

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 cmo...     

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。     

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。     

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...     

吸附邻氯酚的超高交联树脂微波辅助再生研究

以NDA-150超高交联树脂为吸附剂,邻氯酚为吸附质,氢氧化钠稀溶液为脱附剂,采用微波间歇辐照的方法,对吸附氯酚树脂的再生过程进行了研究.系统分析了微波功率、辐照时间、碱液浓度对脱附效果的影响,并确定了最佳脱附条件.结果表明,微波辐照再生速度非常快.与传统热脱附不同,微波再生过程中脱附效率并不随碱浓度的增加而升高,微波辐照功率和辐照时间对脱附效果影响明显.树脂经多批次微波辐照,吸附性能和化学结构保持稳定.     

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。     

土壤理化性质对Fe~0还原硝基苯的影响

采用零价铁（Fe0）还原降解土壤中的硝基苯,考察土壤理化性质对还原效果的影响。结果显示,当2 g土壤中NB含量约为2.5×10-6mol/g,铁粉用量为50 mg,土壤含水量为75%时,控温25℃条件下反应1 h,硝基苯在松砂土和中壤土中的还原率分别可达到82.9%和91.1%。硝基苯在2种土壤中的还原率表现出中壤土〉松砂土的规律;土壤微生物和土壤有机质含量升高有利于反应进行;粒径偏小的中壤土中硝基苯还原较彻底。NB在土壤中的老化时间对Fe0还原效果影响较小。     

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。     

PDMDAAC改性膨润土对石油类污染物脱附行为的研究

石油类污染是水体环境主要的污染源之一,并且石油是不可再生资源,用吸附法处理含有石油类污染的废水有较好的处理效果。膨润土是一种优良的吸附剂,对其进行改性能提高其吸附石油类污染物的性能。改性膨润土在在含油废水处理方面得到广泛的应用,但其对石油类污染物脱附行为的研究还较少。本实验考察了搅拌时间、搅拌速度、p H、温度和盐度的变化对饱和吸附含油废水的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)改性膨润土脱附行为的影响,并通过正交实验优化了最佳脱附条件:搅拌时间为25 min,搅拌速度为200 r/min,p H为3,温度为35℃,在此条件下,脱附率可达92.05%。在最佳脱附条件下使其再生,并和原土进行了比较,通过脱附动力学研究了其脱附的过程。结果表明,饱和吸附含油废水的PDMDAAC改性膨润土在最优条件下,脱附率可达92.05%,可以用来回收石油;再生得到的改性膨润土用于处理含油废水,去除率在82.84%左右,可以重复使用来处理含油废水;准二级脱附动力学能较好地描述脱附过程。旨在探索改性膨润土的吸附及脱附的规律,为膨润土用于含油废水处理奠定基础。