沈悦
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摘要:原位热脱附技术在当下社会中的应用主要是针对大气污染区区域地块修补以及某本文主要是通过对原位热脱附技术的基本原理、特点、关键影响因素、未来应用趋势结合相关案例进行研究探讨,为后期原位热脱附技术的创新发展提供坚实的理论基础。
关键词:原位热脱附技术 地块修补 应用前景
随着我们当前党和国家对传统产业结构整整调节指导力度的持续提升和不断加强以及新型城镇化的迅猛发展推进,社会经济在快速发展过程中,国家对经济产业力度调整力度不断强化提升,重点大气污染地区的企业搬迁后存在遗弃作业场地内的企业土壤环境污染日益明显凸显,如何通过有效采用先进的治理技术手段方法来有效实施企业地块污染治理和环境修复,这仍然是一个企业迫切需要研究解决的技术课题。污染处理场所的大气污染区域地块修补防治处理修复根据土壤是否把造成土壤位置转移位的防治处理方法划分分别为土壤异位防治修复和原始土壤位置防治修复。异味土壤防治主要技术目的也就是将可能受空气污染的沙地土壤在挖掘出后,采用各种新的常规防治手段和技术方法对其土壤进行异味防治,其主要技术特点之一的也就是防治工程量大,费用相对较高,适合于小面积范围内大面积或严重可能受到空气污染的沙壤土地。原位土地治理主要方法是在尚未受到大气污染的一块土地上直接进行开展土地处理,与传统异位土地治理方法相比,它们同样具有土地建筑物治理投资少、对土地周围环境的变化影响不大等基本特点。而在后期工程工地建筑设计中土壤原位灾害治理的有效运用则已经成为了工程土壤灾害修补治理工作过程中的一个重要难点。
一、原位热脱附技术原理及特点
原位热脱附技术是它是一种主要泛指在已经受到大气污染的土壤地方对污染土壤处理原位固体进行高压加热,使其中已被污染过的物体向外部快速移动而不能进入土壤气相或者液相,再通过对大气污染区域地块处理原位的系统对其固体进行原位抓取和脱离来获取,并将其通过抽取回提到设置后续的土壤处理回收装置等吸附设施上的一种热合物脱离吸附工艺技术。较为常规的原位热脱附系统主要由土壤加热系统,废水处理排放系统污泥厂由处理排水系统、控制处理系统形成。当下各种原位热脱吸附技术根据不一样的制作工艺以及原位加热形式,我们目前可以将其大致可以划分归类为以下几种技术类型,电阻热缩冷脱热吸附粘合技术(ERH)、热传导热缩冷脱热吸附粘合技术(THC)、蒸汽热缩冷脱热吸附粘合技术(SEE)、射频热缩冷脱热吸附粘合技术、热空气热缩冷脱热吸附粘合技术及高温热水液体热脱热粘附等等技术。其中,应用比较多的主要是利用电阻热技术脱离吸附脱离技术、热传导热技术脱离吸附脱离技术和利用蒸汽热技术脱离吸附脱离技术,热传导热技术脱离吸附脱离技术又因为利用热源的各种不同而被广泛细化可分为利用电热阻冷传导热技术脱离吸附脱离技术和利用燃气热传导热技术脱离吸附两种技术。
二、原位热脱附修复系统组成
(1)加热系统。
原位热脱附技术加热系统是由功能和加热两个结构组成的,其加热方式存在差异,在功能系统中也会存在很大的差异化。比如说ERH加热系统是由电极系统、电力系统以及电极周围的湿度和盐度保持系统等;TCH系统是由加热井构成,而加热井的内部含有金属性质的电阻元件,主要是采用陶瓷来保护加热元件跟外部不锈钢之间的接触;蒸汽注入井和燃气锅炉组成了加热系统。
(2)气体抽提回收系统。
气体抽屉回收系统的意义是在于保障原位热脱附系统的液压和其他维持在一个比较稳定的状态下,主要是由抽屉泵和汽水分离构成。由于受到热脱附技术的特殊性质影响,所以采取的是多相抽提系统对地下水、气体中颗粒物、蒸汽和非水相液体统一收集后处理。
(3)尾气处理系统。
尾气处理系统是由气液分离、活性炭吸附、热氧化以及活性炭再生构成。抽取出来的气液要先对其换热冷凝处理,处理结果若是非水相液态或者颗粒物的数据较高,那么,在用活性炭吸附之前需要对其实施油水分离、沉淀以及过滤等方式的处理流程。热脱附气体中的化合物的类型比较多,所以有机污染物的成分也很高,主要是利用活性炭吸附以及热氧化过程对污染物进行有效处理[1]。
三、原位热脱附应用典型案例
原位热脱附技术的应用案例目前在社会上的反响很大,现在笔者通过大量的文献搜集到一个非常典型的案例可供大家对原位热脱附技术的实际应用有个更加直观地了解。
在美国的密苏里州开普吉拉多的电机厂也是采用的原位热脱附技术实施修复PCBS污染地块,修复周期时间约42天作用,就将污染区域的地块中PCBS的浓度降低至2mg/kg以下。
在加拿大的安大略省的有机污染地块同样也是利用原位热脱附技术进行修补,在历经84天以后,地块的地下水污染物减少98%[2]。
国内的原位热脱附技术发展较为滞后,在苏州的溶剂厂污染地块就是正在采取原位热脱附技术以及燃气原位热脱附技术进行修补,相信修补结果一定对当地的污染情况有所降低。
四、原位热脱附技术的应用趋势分析
原位热离子脱离吸附处理技术可以作为热离子脱离吸附处理技术的一种,即通过原位热离子交换把存在土壤环境中的化学污染物成分加热至一个需要足够高的化学温度,以使其成分得以从被土壤污染的化学介质中迅速释放出来后并进行化学挥发或生物分离。
1、能够彻底处理大多数的有机化学污染物,处理彻底:由于目前是直接采用热脱离吸附化学技术进行处理,可以直接通过各种化学技术手段选择与方法搭配使用来彻底实现对有机化学污染中的物质从固体土壤到水中的彻底脱离吸附,后续又是怎样可以直接通过二次加热燃烧或者通过高温加热浓缩等各种手段处理来彻底实现对有机化学污染气体物质的彻底加热去除或再回收利用。
2、成本和使用能耗较大,适合于小型场地污染修复场地:由于热合物脱离粘附吸收技术在生产过程中往往需要对其主体进行大量电能的加热转换或是加热燃烧使用天然气等其他天然燃料,因而与生物固化/化学稳定性反应氧化、原位物与化学反应氧化、气相抽提等其他工艺技术相比,成本和使用能耗均可随其相应程度有所明显增加,因而这种热脱离吸附不太特别适合于小型大规模场地修复污染工程。而且当天然土壤下水中的热源含水率很高或者特别是土壤地下水源所供应的热源补给利用速度快时,大量的天然热源被充分利用于补给土壤而其中水的快速分解和大量蒸发,会直接影响导致其利用能耗的大小小幅度同比增加。
3、存在汽车二次污染处理问题:汽车原位热空气脱硫吸附处理技术是它是一种在多相抽提的工作过程中,可能会因为其在汽车尾气的物理收集和输送运输系统中的工作繁复,存在一个大量尾气接缝之间的紧密连通连接处,密封不严,导致被二次污染的汽车气体向外内部管道外泄,造成汽车二次污染。
4、系统复杂而庞大:不同原位上的热处理脱水系统也可能会同时遇到由于对工厂废气/工业废水等需要后续使用处理单元比较多的困难和复杂问题,热处理脱水吸附处理系统复杂而巨大,特别重要的问题是不同类型单元成套设备的不同生产商和销售企业所设计制造的各种不同单元成套设备如果在不同拼凑使用过程中很大的有几率可能会直接导致产品出现不同或相匹配的使用情况,因此还可能需要进一步研究开发各种成套设备。
五、结束语
原位热脱附技术比起其他大气污染区域地块修复技术而言具有较为明显的优势,主要是体现在修复周期时间较短,对周围的环境干扰较小,修补的结果相对比较完整,对于大气污染区域的二次污染可控制等等。特别是对于难度较大的污染区域地块,即便是污染程度非常严重,或者施工过程中对污染物难以控制的情况,原位热脱附技术对于以上情况都是一种非常专业且效果显著的修补技术。在未来经济快速发展的背景下,原位热脱附技术对于大气污染区域的地块修补技术提供良好的保障性作用,在一定程度上可以助力市场经济快速发展。
参考文献:
[1]刘凯,张瑞环,王世杰.污染地块修复原位热脱附技术的研究及应用进展[J].中国氯碱,2017,{4}(12):31-37.
[2]刘莹莹.原位燃气热脱附技术在有机污染土壤修复工程中的应用[J].中国资源综合利用,2021,39(06):56-58.
[3]黄剑波,万金忠,龙涛. 原位热脱附技术的发展以及实际案例应用[A]. 中国环境科学学会.2020中国环境科学学会科学技术年会论文集(第三卷)[C].中国环境科学学会:中国环境科学学会,2020:5.