熱解吸設備及技術是修復污染土壤(污泥、沉淀物、濾渣)的有效技術之一,熱解吸設備不同于焚燒,有機污染組分的分解不是其預期目的,而是通過直接或間接加熱,將土壤中有機污染組分加熱至足夠高的溫度,使其與土壤分離的過程。熱脫附系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)加熱溫度和停留時間等方式有選擇地將污染物從一相轉化為另一相。熱解吸設備主要包含兩個基本操作過程:一是加熱待處理物質(zhì),將目標污染物揮發(fā)成氣態(tài)分離;二是將含有污染物的尾氣進行冷凝、收集以及焚燒等處理至達標后排放至大氣中。
研究及應用結果表明,熱解吸技術對于如農(nóng)藥(六六六,滴滴涕等)、石油以及PCBs、PAHs、PCDD/Fs等揮發(fā)性半揮發(fā)性有機污染物污染土壤有較好的修復效果,不過,熱解吸技術并不適于有機防腐劑以及活性氧化劑還原劑污染土壤、污泥、沉淀物、濾渣的修復。
國外研究成果
自上世紀八十年代以來,包括美國、法國、瑞士、加拿大、阿根廷、韓國、意大利、瑞典等多個國家研究者開展了含揮發(fā)性污染物(二甲苯、三氯乙烯等)、PCBs、PAHs(菲、芘等)、二惡英、石油以及十六烷和十碳到二十二碳等多種有機物污染對象進行了土壤熱解吸設備及技術研究。綜述結果主要有:
1、有機污染物在土壤中的去除過程主要是物理蒸發(fā),脫附分為兩個階段,首先是土壤顆粒表面的快速蒸發(fā),第二階段蒸發(fā)受到顆粒內(nèi)部擴散的限制;
2、溫度是影響土壤熱解吸設備操作過程最主要的因素,隨著溫度的升高,污染物的脫附效率和降解效率會顯著提高,但溫度較高時可能會伴隨著其他副產(chǎn)物的生成,如熱解吸后多氯聯(lián)苯降解效率可達48%-70%,但是由于PCDFs的生成,毒性當量反而是原始土壤毒性當量的2.8-6.3倍(固相)以及8.0-10.5倍(氣相);
3、土壤中有機污染物蒸發(fā)速率比純物質(zhì)的蒸發(fā)速率小(如在同等條件下芘的蒸發(fā)速率比純芘的蒸發(fā)速率小5倍);
4、土壤中的晶間水層對于污染物的脫附有明顯的抑制作用,粒子內(nèi)及粒子間的傳質(zhì)顯著影響污染物的去除速率;
