高溫原位熱脫附:
原位熱脫附的原理是通過加熱升高污染區(qū)域的溫度,改變土壤和地下水中污染物的物化性質(蒸汽壓及溶解度增加,粘度、表面張力、亨利系數及土水分配系數減小),增加氣相或者液相中污染物的濃度,接以多相抽提將污染物抽出到地面處理。
原位熱脫附能高效處理有機物污染地塊,如焦化廠、鋼鐵廠、煤制氣廠、農藥廠等重污染工業(yè)場地,可處理污染物包括POPs、SVOCs、VOCs、PAHs、農藥、二噁英等。對揮發(fā)性有刺激性氣味的混合多種有機物效果顯著。
原位熱脫附的項目數量占土壤與地下水修復的5%左右,但是合同總金額可占修復市場的20%以上。2019年12月中旬,全球體量最大的原位熱脫附治理場地蘇州溶劑廠進入效果評估階段??偼顿Y2.58億元。該項目的污染物主要為苯、氯苯、石油烴等污染,最大超標81.8倍,污染深度達-18m,污染面積約18000m2,污染土壤量約280000m3。修復目標苯濃度0.15mg/kg、氯苯濃度2.0mg/kg,地下水中苯濃度0.1mg/L。
原位熱脫附的能力和加熱溫度息息相關。因土壤中的污染物脫附的難易程度和沸點成正比。沸點越高的半揮發(fā)性污染物,需要加熱的溫度就越高。因此,對加熱原件的效率提出了挑戰(zhàn)。在全球范圍內原位熱脫附設備溫度最高可達800℃。IT-DSPTM加熱器的主要采用了套管內感應線圈的技術,將功率提高到3000W,是傳統(tǒng)熱傳導加熱(TCH)的兩倍以上,天然氣加熱(GTR)的四倍以上。高功率產生800℃以上的高溫,處理以往脫附效率低的多環(huán)芳烴(沸點218℃-496℃)、總石油烴(沸點200℃-360℃)、多氯聯苯(沸點275℃-375℃)和汞(沸點357℃)成為可能。
革新的高效率電加熱器
中國從2013年起引進了包括燃氣加熱、電阻加熱和電導加熱等多項原位熱脫附技術。目前已有多套國內自主研發(fā)的原位熱脫附系統(tǒng)投入使用。
原位熱脫附熱場模擬控制
然而原位熱脫附在中國引進落地的實踐中顯露出包括反應原理(如共沸點效應下的運行溫度的要求)、設備性能提升、過程熱場模擬、采樣驗收(熱采樣和冷采樣)等方方面面的技術問題,在我國水文地質條件中還出現了阻隔不足地下水入侵消耗大量能源等問題。后續(xù)多相抽提出來的污染物以及尾氣的處理亦尚待解決。