场地土壤说说：土壤气相抽提技术

查看全部 · 发表于 2021-4-7 07:55:17

土壤气相抽提技术(SVE)是利用真空泵抽提产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的挥发性和半挥发性有机污染物，由气流将其带走，经抽提井收集后最终处理，达到净化包气带土壤的目的。有时在抽提的同时，可以设置注气井，人工向土壤中通入空气。抽出的气体要经过除水汽和吸附等处理后排入大气，或者根据污染物的不同，采用相应的气体处理技术。

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SVE 操作示意图

系统组成

土壤气相抽提装置设备主要分为三大系统：抽提系统、尾气处理系统和中央控制系统。

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土壤气相抽提系统组成

适用条件

SVE主要用于挥发性较强的有机污染修复，且要求土壤质地均一、渗透性好、空隙率大、含水率小及地下水位较低。表1给出了适用于SVE修复的污染场地和污染物的部分参数条件。

表1 土壤气相抽提技术(SVE)的适用场合
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特点

SVE的优点：设备简单，易于安装操作;对现场环境破坏小;修复时间短，在适宜条件下少于0.5~2年;修复费用低廉，一般为$20~50/t土壤;易于和其他修复技术联合使用(地下水曝气(AS)、生物曝气(BS)等);可以在建筑物等下面操作，而不破坏地上建筑物。

SVE的缺点：将污染物浓度降低90%以上较为困难;对低渗透性土壤和非均质介质的效果不确定;对抽出的污染气体需进行后续处理;只能对非饱和区域土壤进行处理。

改进技术

SVE 的适用性经常受到土壤的种类和结构、污染物的挥发性等因素的限制，近年来人们不断改进SVE，研究出了热强化SVE 技术、生物强化SVE 技术、空气喷射SVE 技术等SVE 强化技术，大大提高了SVE 系统的运行效率。

1、热强化SVE技术

原位热修复技术是在SVE 基础上结合了加热的一种土壤修复技术。该技术通过向土壤输入热量来提高土壤温度，加强对重质非水相液体(DNPLs)组分的去除。根据加热方式的不同，原位热修复技术主要分为蒸汽/热空气注射、电阻加热、热传导加热和电磁波加热等，其中热传导加热能将土壤加热至远超过水沸点的温度，甚至超过500℃，而其他方法只能局限在水的沸点附近。美国加利福尼亚州某石油烃污染场地采用蒸汽/热空气联合注射-SVE 技术进行原位修复，经处理后场地包气带TPH 浓度从100000 mg /L降至20～50 mg /L。美国Kai 公司采用电磁波加热-SVE 技术修复加油站泄漏污染场地，3周后土壤中汽油含量下降了约67%。

2、生物强化SVE技术

生物通风技术(BV)也是在SVE 基础上发展起来的，是SVE 与生物降解的有效结合。其基本原理是向土壤不饱和区注入空气(或氧气)、添加营养物(氮和磷酸盐等)和投加高效降解菌来促进微生物的好氧降解作用，从而达到去除有机物的目的。BV 系统与SVE 系统有相同的设施，但系统结构和设计目的有很大不同。在实际修复中，SVE 和BV 常常以最有利的方式结合使用，一般将SVE 作为第一阶段，BV作为第二阶段。李巨峰等对某轻质油污染土壤进行了现场修复试验，先采用SVE 系统运行7 个星期，产生“拖尾”效应后开启BV 修复模式，6个月后土壤中平均VOCs 浓度由823. 7 mg /L 降至51. 0 mg /L，平均修复效率达到80%以上。

3、空气喷射SVE技术

空气喷射技术( AS) 将SVE 的应用范围拓展到对饱和区土壤和地下水有机污染的修复。AS 是将一定压力的新鲜空气喷射到被污染的饱和区域土壤中，挥发、解吸出来的有机污染物被气流带至不饱和区，再通过SVE 系统去除。Al-Maamari 等对阿曼某污染场地开展了AS /SVE 联合技术修复实验，7个月后不饱和土壤气体中苯的浓度从15～60 mg /L 降至检出限以下，地下水中TPH 的浓度则从25～50 mg /L降至0. 5 mg /L 以下。Brian 等对某储油罐泄漏污染场地进行了调查，评价了AS /SVE 联合技术对低渗透性土壤的修复效果，发现处理44 d 后共去除608 kg汽油，包气带中BETX 浓度从5 g /t 降至1 g /t，去除速率达到14. 3 kg /d。