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。0 I$ A/ u5 w- |' z' U
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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)。; C" h; ^+ N0 a0 s- u# k1 o& n# g
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' t) W$ G& ]3 o" D* F图：热脱附修复方式的适用性9 H) L7 [ m( Q3 C9 g
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图：热脱附场地及地面处理设施! `5 p$ @# W) X4 x4 Q
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热传导式原位热脱附1 { c" ]; |6 z& _
$ H$ q5 W8 s/ w( L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。
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图：加热器
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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。
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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。; ^( C4 m2 h- \! s6 Z
5 ^& I" D9 l3 O$ w! P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。/ V6 r ]3 T, W8 v) [1 O: m0 k
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/ C+ n3 A4 \: g H( a8 B图：原位热传导式热脱附% G, X/ L b F( J
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/ ~+ Y( F' @/ _* T图：异位堆土热传导式热脱附/ n- V5 X6 a# I; t
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蒸汽强化式热脱附" N! Q7 O o; l: B( A0 t0 T
' A- T7 B! b* T. u8 j3 F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。& g- H5 o5 o; M: x% k, n
0 z7 a( C6 J0 ^) ~, s' x3 |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）。
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% U9 f6 ?& V. }! Q9 S5 s, C蒸汽强化式热脱附通过以下机制达到对污染物的移除：
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9 v4 _+ `, \6 A8 J7 B9 u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& `: Y' _, o/ e
蒸汽加热区域的污染物挥发& o" K. Z# k, M9 w$ c
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
/ y d0 a) {% w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
* t7 z w9 n6 L6 C1 J: F% @3 p5 ?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。) W, }7 a J* o) N# S
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! X% k2 K! C4 l. ]1 R图：蒸汽强化式热脱附
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电阻加热修复（ERH）
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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。7 B. V/ y% m1 f7 K: l7 U
) @ F8 l1 r9 {. U+ x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。
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( d6 w2 i6 T$ P' Y# t6 o* d电阻加热修复的主要特点有：
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* v3 P7 _- y1 i# m极强的能量输送与控制. F6 f7 c8 r8 z8 r5 |% L
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）% ]8 s0 x3 S4 z
在渗透性较高的情况下，可以加入热蒸汽来加强修复效率
' _$ a! h0 r; d8 o* @) X8 n1 X更高的安全性
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& B' t2 n- S( h/ @3 O热脱
: l1 x/ G0 g' X4 `/ Y: w1 Z3 d; K图：电阻加热修复3 I8 a. u' w# x
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