土壤修复技术之土壤热脱附修复技术
土(tu)壤(rang)修(xiu)复技(ji)术(shu)中的热(re)(re)(re)(re)脱(tuo)(tuo)附技(ji)术(shu)是指在(zai)真空条(tiao)件(jian)下(xia)或通入载气时(shi),通过(guo)直接或间(jian)接热(re)(re)(re)(re)交(jiao)换,将土(tu)壤(rang)中的有(you)机(ji)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)加(jia)热(re)(re)(re)(re)到足(zu)够的温(wen)度,以使(shi)有(you)机(ji)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)从污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)介质(zhi)上得以挥(hui)发(fa)(fa)或分离(li)(li),进入气体处理(li)系(xi)统的过(guo)程。热(re)(re)(re)(re)脱(tuo)(tuo)附可通过(guo)调(diao)节加(jia)热(re)(re)(re)(re)温(wen)度和(he)(he)停留时(shi)间(jian)等方式有(you)选(xuan)择地将污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)从一相转化(hua)为另(ling)一相,在(zai)修(xiu)复过(guo)程中并不(bu)出现对有(you)机(ji)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)的破坏作用。通过(guo)控(kong)制(zhi)热(re)(re)(re)(re)脱(tuo)(tuo)附系(xi)统的温(wen)度和(he)(he)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)土(tu)壤(rang)停留时(shi)间(jian)有(you)选(xuan)择的使(shi)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)得以挥(hui)发(fa)(fa),并不(bu)发(fa)(fa)生(sheng)氧化(hua)、分解等化(hua)学(xue)反应(ying)。热(re)(re)(re)(re)脱(tuo)(tuo)附主要包含两(liang)个基本过(guo)程:一是加(jia)热(re)(re)(re)(re)待处理(li)物(wu)质(zhi),将目标污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)挥(hui)发(fa)(fa)成气态分离(li)(li);二是将含有污染物的尾气进行冷凝、收集以及焚烧等处理至达标后排放至大气中。
随着工程项目的广泛应用,热脱附逐渐发(fa)展为原(yuan)位脱附(包括热气、热蒸汽等)和异位热脱附(移动式热脱附设备,回转窑热脱附设备,微波法等)。
异位热脱(tuo)附系统可分为直接热脱(tuo)附和间(jian)接热脱(tuo)附,也(ye)可分为高温热脱(tuo)附和低温热脱(tuo)附。
(1)直接(jie)热脱(tuo)附(fu)由进料系统(tong)、脱(tuo)附(fu)系统(tong)和尾(wei)气(qi)处理(li)系统(tong)组成。进料系统(tong):通过(guo)筛分、脱(tuo)水(shui)、破碎、磁选等(deng)预处理(li),将污染(ran)(ran)土壤(rang)从车间运送(song)到脱(tuo)附(fu)系统(tong)中。脱(tuo)附(fu)系统(tong):污染(ran)(ran)土壤(rang)进入热转窑(yao)后,与(yu)热转窑(yao)燃烧器产生(sheng)的(de)火焰直接(jie)接(jie)触,被均匀加热至(zhi)目标污染(ran)(ran)物气(qi)化的(de)温度以上,达到污染(ran)(ran)物与(yu)土壤(rang)分离(li)的(de)目的(de)。尾(wei)气(qi)处理(li)系统(tong):富集气(qi)化污染(ran)(ran)物的(de)尾(wei)气(qi)通过(guo)旋风除(chu)(chu)尘(chen)、焚烧、冷却(que)降温、布袋除(chu)(chu)尘(chen)、碱液淋洗等(deng)环节去除(chu)(chu)尾(wei)气(qi)中的(de)污染(ran)(ran)物。
(2)间接(jie)(jie)热(re)脱(tuo)附(fu)由进料系(xi)(xi)统(tong)、脱(tuo)附(fu)系(xi)(xi)统(tong)和尾(wei)气处理(li)系(xi)(xi)统(tong)组成。与(yu)直接(jie)(jie)热(re)脱(tuo)附(fu)的(de)区别(bie)在于脱(tuo)附(fu)系(xi)(xi)统(tong)和尾(wei)气处理(li)系(xi)(xi)统(tong)。脱(tuo)附(fu)系(xi)(xi)统(tong):燃烧器产(chan)生的(de)火焰均匀加热(re)转窑外部,接(jie)(jie)加热(re)至污染(ran)物(wu)(wu)的(de)沸点后,污染(ran)物(wu)(wu)与(yu)土壤分离(li),废气经(jing)燃烧直排。尾(wei)气处理(li)系(xi)(xi)统(tong):富(fu)集气化污染(ran)物(wu)(wu)的(de)尾(wei)气通过(guo)过(guo)滤(lv)器、冷(leng)凝器、超滤(lv)设备等环节去(qu)除尾(wei)气中的(de)污染(ran)物(wu)(wu)。气体通过(guo)冷(leng)凝器后可(ke)进行(xing)油水分离(li),浓缩、回收(shou)有机污染(ran)物(wu)(wu)。
主要设备包(bao)括进料系统:如筛分机、破碎机、振动(dong)筛、链板输(shu)送机、传送带、除(chu)铁器等(deng);脱附系统:回转干燥设备或是热螺旋推进设备;尾气处理系统:旋风除尘器、二燃室、冷却塔、冷凝器、布袋除尘器、淋洗塔、超滤设备等。
异位热脱附技(ji)术的处理(li)周期(qi)可能为(wei)几周到(dao)几年,实际周期(qi)取决(jue)于以(yi)下因(yin)素:(1)污染土壤的体积;(2)污染土壤及污染物性质;(3)设备的处理能力。一般单台处理设备的能力在3~200吨/小时之间,直接热脱附设备的处理能力较大,一般20~160吨/小时;间接热脱附的处理能力相对较小,一般3~20吨/小时。
影响异位(wei)热脱附技术处置(zhi)费(fei)用的因素有:(1)处置规模;(2)进料含水率;(3)燃料类型、土壤性质、污染物浓度等。国外对于中小型场地(2万吨以下,约合26800m3)处理成本约为100-300美元/ m3,对于大型场地(大于2万吨,约合26800m3)处理成本约为50美元/m3。根据国内生产运行统计数据,污染土壤热脱附处置费用约为600-2000元/吨。