很多污染场地存在大量的有机污染物，这些污染物包括了氯化溶剂，石油污染，聚氯联苯，木材防腐剂等，以各种形式存在于地下水层。在这些数以千计的以非融水相液体(NAPL)为主要污染物的污染场地中，污染物可能会继续迁移，也可能以顽固的不混溶液体残留在土壤，也有些污染物挥发性和溶解性极低。这些污染物类型中，尤其以地下水位以下的DNAPL相难以清理，很多包括泵出治理，生物修复，土壤气相抽提在内的技术难以有效达到修复目标。NAPL相可以在地下水中残留，并以几十年甚至百年的时间内，持续向地下水中释放溶水污染物。因此，一些具有强力特性的修复方式往往采纳，用于高污染量，难降解污染场地的修复工作，其中包括热脱附。' r4 b- G4 }2 ?6 G
* |6 t7 e& o" m' x @ }! }& X2 l' @" E
根据不同的场地情况，污染物种类，加热温度以及其它项目需求，热脱附修复大致可以分为三类：热传导式（thermal conduction heating），蒸汽强化式（Steam Enhanced Extraction），电阻加热式(Electrical Resistance Heating)。4 s- Z$ \8 H R6 ^7 X2 m. B
7 V) ~! B/ m6 {5 e' f! h- p" I
* C5 L9 l1 J& V
! X* t d1 E- b" M图：热脱附修复方式的适用性. O5 ] j( F! w ]7 Q5 m
0 A5 \8 p3 c- X" ^ [
: M3 x4 |9 X: L3 M: Y3 r6 U/ N
) }4 c: c6 ?1 @8 m5 a! e" P图：热脱附场地及地面处理设施
+ l% y/ K5 x! b" \9 `* t. E6 M/ m: X$ q4 Q: t7 s' G+ d. X
热传导式原位热脱附
, O3 T. p% F, `# w
4 p- X; ^- t1 F6 W, e/ @热传导式原位热脱附（TCH/In Situ Thermal Desorption）是一种高效的通过热力进行环境修复的技术，通过土层中热的传导修复污染场地。原位热脱附对土壤加热可达到的温度分为低（<100℃），中（≈100℃），和高（>100℃），根据不同的污染物和场地条件，选择合适的方式与运行温度，对包气带和饱和水层中的污染均起到修复作用。热传导式热脱附也是所有热力修复方法，唯一可以使地下水达到沸点的工艺，基本可以胜任在任何土质特点，任何深度的修复需求。热传导式热脱附可以在非均质、低渗透性的土质，如黏土、粉土，基岩，对各种挥发性和半挥发性有机物进行处理。
' q: Z6 S6 d X# ~7 h: @" P1 x
( F! Y) Y8 U5 n @0 u1 a: m
5 Y9 W9 a& k' r9 V& C0 f* J2 l; b2 o5 [3 U
图：加热器8 J! t) k, X" [; W
3 i' ]$ i8 o! N! w
该工艺包含一系列排列在污染场地的加热井，井中装有电加热的加热棒，加热棒的温度根据项目需求可以调节，最高可达800℃。针对一些难挥发的污染物时，土壤中的加热目标温度可达150-325℃之间。而当地下水中污染物与水成混合物时，所产生的共沸现象使得一般场地在100℃条件下，可以蒸发绝大部分污染物。加热棒热量通过加热井向周围以土壤和水为介质扩散，使挥发性和半挥发性污染物蒸发。在加热同时，抽提井通过抽真空的方式，将气体抽至处理设备，经过冷凝，油水分离等手段，完成最终的处理，达到排放标准。去除土壤中污染物的机制除了加速蒸发以外，蒸馏、沸腾、氧化和高温热解现象也会产生，加快污染量的去除，碳氢化合物的黏度降低，有利于总液抽提。7 d/ Q" j! t1 k
3 M5 o. j" w3 H通常适用于处理的场地污染物类型包括了：DNAPL，LNAPL，煤焦油，PCB, 农药，多环芳烃，爆炸物残余，汞，二噁英，氯化物溶剂，重质碳氢化合物等。
3 T% c: s) w( O! }( b2 v5 D% J6 u' G
热传导式热脱附系统可以通过原位和异位两种方式进行修复。原位热脱附是通过竖直建造的加热井对污染热区加热，而异位修复是将污染土壤挖掘并堆土后，通过横纵排列的加热井进行加热和抽提。地面处理装置来将所收集的热蒸汽冷凝、分离成气、液和油并分别进行处理。一些项目为了节约能源和项目时间，可以考虑使用总液回收泵，控制地下水位，使土层能够尽快达到目标温度，并减少地面处理装备的污染量处理量需求。
* c& `# {& n* ]9 c8 Z1 T
" H" O( Y! ~) v$ L9 D e
4 d' W$ t1 l1 s7 z7 R# l
, `/ [% V( z+ K* _0 }图：原位热传导式热脱附
1 w& g- v3 ~$ g7 v6 j5 _% E1 S; c0 S
' Z; {( V2 z, N) [
' n/ T# |2 r) \5 G y6 E! N
) P3 ]# c- m/ e! M6 H& e1 k) h图：异位堆土热传导式热脱附- ~% J4 v# `6 Q8 |, s( w2 O
3 W- B+ {" f, e- L" \蒸汽强化式热脱附& m2 o7 m7 q6 ?+ j$ s
1 I/ X; w1 K6 c0 }+ v
蒸汽强化式热脱附（SEE）是一种基于原位热脱附 – 蒸汽抽提的修复工艺。通过将热蒸汽注入井中对土壤加热，加强污染物的挥发和流动性，并在同时将过热液体从土层中抽提。蒸汽在土层中的流动是稳定且可以预测的，土层中热的传导通过了大量的研究证明其规律，因此可以应用于多种污染物的修复与回收。" g4 p5 d+ D1 ]$ f! z# o) ~3 z
. R. |' L$ y. V3 T3 a9 r
蒸汽强化式热脱附对土层的加热通常≤100℃。注射井将热蒸汽注入土层，抽提井为多相抽提，将余热蒸汽，挥发污染物气体，流动的NAPL态污染物和地下水抽提至地面。注入的热蒸汽用来将目标污染物加热到使其蒸发的温度，一般为该污染物的沸点温度。（由于污染物与水成混合物，因此他们拥有共沸点，在100℃以下就可以挥发）。, X3 e6 M6 y7 I: ^/ V h' V
) P' e. M: v R2 P蒸汽强化式热脱附通过以下机制达到对污染物的移除：
' O; v+ z/ M k0 ~
9 o& F) H6 P- @% Y+ L热蒸汽使NAPL态污染物的黏度降低，可以通过总液抽提进行回收
& m. O1 A; o; Z9 o蒸汽加热区域的污染物挥发
* w8 P u6 e# q蒸汽注射过程中的加压-减压-加压周期，使得污染物的挥发速率加快
$ w5 c" l- T- s! C" c5 `- f, o( q污染物的热解、溶解现象以及随液态水一起被抽提至处理设施: |' T# O" x; j; O) W8 `
该技术适合引用于含有挥发性有机物的场地，且场地面积大，处理区域深，地下水含量多。SEE使带压的热蒸汽通过土层，将大量地下水排开至抽提井。因此，更多的热量用来加热土层，而不是土层中的地下水。地下水向抽提井方向的集中，好比对地下水流向的一种控制，使得NAPL态污染物不会随地下水扩散，方便了对NAPL，溶解态污染物，以及挥发污染物的抽提。7 s/ Z U. V0 F. w H
% i' D6 }, v7 ~
/ F+ r$ ~8 @ C
9 P" W0 x! c% P' t" `图：蒸汽强化式热脱附
2 I; q4 r0 x7 |! _* o1 V9 m9 y4 W& s! o6 b7 T
电阻加热修复（ERH）4 x$ @! S* H% i* f
w+ d) F1 q% f: c6 ?7 M9 {
电阻加热式修复主要用于碳氢化合物回收以及强化蒸汽抽提修复，对土壤的加热温度可以达到最高100℃，主要应用于挥发性有机物和NAPL。4 W! }1 Y4 V9 b+ E; e4 i+ l" v7 P
+ ^+ P5 a! J8 L0 z) Z当电流通过土壤，电流所遇到的电阻将产生热，使土壤与地下水的温度升高。当水蒸发后，电导性大幅度降低，电流将消失，因此需要不断地在每个电极处往土层中加水，保持加热的持续。电极通过竖井安装在受污染的土壤区域。供电系统提供三相电，使电极产生电流，通过土层并开始加热。复杂的电脑控制系统将用来调节与优化目标区域的供热。
7 R! G# {) p* R- f. Q# w6 ^3 L5 u2 n
电阻加热修复的主要特点有：4 V; f3 A2 s7 d0 H
- Y5 T3 B% k8 m- }8 i
极强的能量输送与控制
- f2 `: C. Z$ S0 M可对热量输送与温度加热进行实时监控（需要电阻等实时监测设备）( k# j- }, f& d. ~8 V: U
在渗透性较高的情况下，可以加入热蒸汽来加强修复效率, K8 v2 E3 T& u# V8 v* H
更高的安全性/ ~$ P$ `1 h& s+ x" U( k
7 L* F0 U, Y; K& w热脱
/ Q. ^+ [: f# S4 w5 W
图：电阻加热修复4 p( G% |, W7 B& _4 y# M7 n+ `
* V2 T) n% V4 N, Q+ D5 W6 H' ]4 R$ U
|
© 声明：本文仅表作者或发布者个人观点，与环保之家[2TECH.CN]无关。其原创性及陈述文字、内容、数据及图片均未经证实，对本文及其全部或部分内容、图片、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，仅做参考并自行核实。如有侵权,请联系我们处理,在此深表歉意。
|
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇](data/attachment/block/26/26edfcc068c2e848c8d8a8121831a5c9.jpg)
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 下篇](data/attachment/block/21/215be821e512fdc16636ad656b4f7e23.jpg)
![[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇](data/attachment/block/8e/8e28e46df3c3a206beef50782485f88a.jpg)
[报告]2021年世界水发展报告执行摘要 上篇
深度：关于内回流，你应该知道的！
污泥热水解消化工艺的性能与成本解析
实践：化学氧化+化学还原/固化稳定化协同修
案例：广州京溪污水厂地下式MBR工艺应用
混凝澄清常用设施及调运