前沿动态技术：土壤修复之高温原位热脱附

查看全部 · 发表于 2021-4-6 10:22:19

原位热脱附的原理是通过加热升高污染区域的温度，改变土壤和地下水中污染物的物化性质（蒸汽压及溶解度增加，粘度、表面张力、亨利系数及土水分配系数减小），增加气相或者液相中污染物的浓度，接以多相抽提将污染物抽出到地面处理。

原位热脱附能高效处理有机物污染地块，如焦化厂、钢铁厂、煤制气厂、农药厂等重污染工业场地，可处理污染物包括POPs、SVOCs、VOCs、PAHs、农药、二噁英等。对挥发性有刺激性气味的混合多种有机物效果显著。

原位热脱附的项目数量占土壤与地下水修复的5%左右，但是合同总金额可占修复市场的20%以上。2019年12月中旬，全球体量最大的原位热脱附治理场地苏州溶剂厂进入效果评估阶段。总投资2.58亿元。该项目的污染物主要为苯、氯苯、石油烃等污染，最大超标81.8倍，污染深度达-18m，污染面积约18000m2，污染土壤量约280000m3。修复目标苯浓度0.15mg/kg、氯苯浓度2.0mg/kg，地下水中苯浓度0.1mg/L。

原位热脱附的能力和加热温度息息相关。因土壤中的污染物脱附的难易程度和沸点成正比。沸点越高的半挥发性污染物，需要加热的温度就越高。因此，对加热原件的效率提出了挑战。在全球范围内原位热脱附设备温度最高可达800℃。IT-DSPTM加热器的主要采用了套管内感应线圈的技术，将功率提高到3000W，是传统热传导加热（TCH）的两倍以上，天然气加热(GTR)的四倍以上。高功率产生800℃以上的高温，处理以往脱附效率低的多环芳烃(沸点218℃-496℃)、总石油烃（沸点200℃-360℃）、多氯联苯（沸点275℃-375℃）和汞(沸点357℃)成为可能。

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革新的高效率电加热器

中国从2013年起引进了包括燃气加热、电阻加热和电导加热等多项原位热脱附技术。目前已有多套国内自主研发的原位热脱附系统投入使用。

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原位热脱附热场模拟控制

然而原位热脱附在中国引进落地的实践中显露出包括反应原理（如共沸点效应下的运行温度的要求）、设备性能提升、过程热场模拟、采样验收（热采样和冷采样）等方方面面的技术问题，在我国水文地质条件中还出现了阻隔不足地下水入侵消耗大量能源等问题。后续多相抽提出来的污染物以及尾气的处理亦尚待解决。