前沿动态进展：土壤修复之土壤热修复技术

查看全部 · 发表于 2021-4-6 10:07:28

污染土壤和场地修复是环境修复的重要战场，随着国家及个地方政府对修复的更加重视，土壤修复设备和技术也在不断发展。土壤污染具有隐蔽性、潜伏性和长期性的特点，发展多元化的修复技术迫在眉睫。

土壤热修复技术是指通过直接或间接加热，将污染土壤温度提高至目标污染物沸点以上，利用控制系统温度和污染土壤停留时间等手段，以气化挥发的方式促使目标污染物有选择地与土壤颗粒相分离进而被有效去除。

基本过程：

1、对待处理物质进行加热，使目标污染物挥发成为气态并与土壤相分离；

2、将含有目标污染物的尾气进行冷凝—收集—焚烧等一系列处理，最终达标后完成排放。

土壤热修复技术对农药、石油以及VOCs等有机污染物的去除有较好的效果，但是不适用于有机防腐剂、活性氧化/还原剂等污染物的去除。

国际领先土壤热修复技术

一、燃气热脱附土壤修复技术(GTR)

燃气热脱附土壤修复技术（Gas Thermal Remediation）引进于美国，能够治理所有类型土壤的有机污染物，例如烃类、多环芳烃、多氯联苯、氯代有机物、二噁英、农药等。该技术以天然气或燃油为燃料提供热源，通过热传导加热目标治理区域和动力控制，形成负压抽提地下蒸汽。目标治理区域可以分区独立控制，使温度梯度和能源的消耗量最优化。通过模块化复制，可以无限扩展，对项目规模和场地具有很强的适应性。

技术特点：

设备运行温度范围广（100-400℃），因此对于不同沸点的挥发性、半挥发性有机污染物处理效果好；

适用于各类土壤，尤其对粘性土壤等水力渗透系数较低的修复具有优势；

对于污染较深的场地修复更具优势；

模块化工艺，具有可扩展性，适合大规模场地修复；

工程周期短，大部分项目可以在1-6个月内完成修复；

设备使用清洁能源，能量利用率高；

配备先进的蒸汽处理方案，不造成二次空气污染；

灵活程度高，既可原位实施也可异位实施；

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案例：

二、电热动力剥离法(ET-DSP)

加拿大McMillan-McGee（MC2）公司开发的电热动力剥离法原位修复技术是一种集传导、对流和电热三种热转换机制于一体的原位热修复技术。该技术使用三相电源（由精密的计算机控制器调节），对污染土壤和地下水迅速加热，且比其他任何加热技术制热更均匀，能耗更少。该技术是目前最先进可靠的原位热修复系统之一，能够从土壤和地下水中去除有害的有机化学物质和挥发性有机化合物。在较低的环境温度下，使用电阻加热，能够去除超过95%的目标污染物，也可处理汽化温度远高于水沸点的污染物。该技术拥有灵活的埋入式电极方案，把带有先进设计工艺的电极安装在污染区域的水位线上和线下，然后将电极连接到一个电脑控制的动力传输系统和一个水循环系统。在所有开关和导线连接后，电极将启动并将污染区域加热到指定温度。当电流通过电极之间，地下温度逐渐升高，在土壤和地下水的温度达到水的沸点之前，污染物开始挥发进入气相，之后则采用常规的提取设备去除即可。

技术特点：

专有电极的设计比标准电极加热效率提高了60%，因此可以使用更少的电极来执行相同的工作量，降低了项目投入成本；

该热修复过程对生物修复和自然衰减的增强有持续影响；

可有效地将整个修复时间从传统修复技术的几年减少到几个月，清除效率提高到99%；

该技术几乎适用于任何土壤类型，且不受限于污染区的污染程度和地形，作用深度可达30米；

该技术可将地下水位线以上及以下的土壤颗粒与污染物分离，并减少溶于地下水中的污染物含量；

其独特的系统设计使得电极可埋在任何地方，可安装在建筑物（不论是水平电极还是垂直电极）、高流量交通枢纽、街道以及人口稠密地区的地下区域；

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案例：

三、阴燃技术(STAR)

源自于加拿大的阴燃技术是一种以多孔介质为热基体，通过碳氢化合物的自持燃烧技术。自其被江苏大地益源环境修复有限公司（以下简称“大地益源”）引入中国以来，应用于针对石油类有机液态污染物的原位/异位土壤修复。

阴燃技术原理是以热值较高的有机污染物为能源，通过向污染土层中注入空气，在低能状态下点火引起污染物的慢性自持燃烧，利用污染物自身的燃烧热能引发周边污染区域的持续燃烧。在保持空气供给的条件下，燃烧可持续传播至整个污染区域，同时通过调整空气注入对燃烧速度及温度进行控制。

技术特点：

目标污染物包括石油烃、煤焦油、杂酚油、矿物油和溶剂在内的液体有机污染物；

快速、可靠、节能，环保、可持续，安全；

处理单元模块化，移动方便、灵活性高；

案例：

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四、移动式间接/直接土壤热脱附修复技术

加拿大尼尔森（Nelson）公司拥有先进的直接热脱附工艺和间接热脱附工艺。两种工艺对应的设备都是移动式的，土壤修复的方式均为原地异位。

直接热脱附是通过加热有机物污染土壤，使土壤中的有机物蒸发，然后收集蒸发的有机物气体，通过热氧化的方式清除气态的有机物。间接热脱附是通过加热含高浓度有机物的土壤，使土壤中的有机物蒸发，然后通过冷凝的方法使有机物气体变为液态。

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