土壤修复技术：原位热脱附技术介绍-第2页-北极星环境修复网

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02不同热脱附技术的适用性

三种原位热脱附技术的合理使用需要根据污染场地的实际情况而定。按照升温的温度可以分成低温和高温两种，低温和高温界限通常为100℃。污染物并不是一定需要加热到沸点以上才能够从土壤中分离，只要加热通常都是促进解吸的，只是时间长短的问题。一般来说，SEE对土壤的升温最高只能达到水的沸点（100℃，1atm），ERH能使土壤加热至100 – 120℃，对大部分VOCs和部分SVOCs，如苯系物、含氯等有机溶剂，去除效果良好。而TCH对土壤的升温最高可达800℃，能处理绝大多数有机污染，除了石油类、VOCs外，还包括PCBs、PAHs、农药、二噁英等（图4）。

若场地目标污染物能与水形成正共沸物，则可在低于目标污染物沸点的温度条件下实现污染物汽化。但对于沸点高于100℃且无法产生共沸现象的SVOCs，要在短时间去除只能采用TCH技术，因为只有TCH才能将目标温度突破100℃。地下水流速较大会持续带走热量，降低了土壤的保温性能，因此对于地下水丰富且土壤渗透性较好的污染场地，一般使用SEE技术，若土壤渗透性较差，则可以考虑SEE与TCH或ERH的联用，或者在修复前先将地下水抽干并在四周建立止水帷幕防止地下水渗入，然后再使用ERH或TCH技术进行处理。使用ERH技术时，除了需要考虑污染物沸点和地下水情况，还需注意污染地块地下构造等因素，基岩的存在影响电阻率，从而影响ERH修复效果。

图4 不同修复技术的加热温度及适用污染物

图5 原位热脱附技术路线图

03应用常见疑问

(1)与其他原位修复技术相比的主要优势

与原位化学氧化（ISCO）、气相抽提（SVE）等原位技术相比，原位热脱附技术优势包括：

1）能实现较严格的修复目标；

2）耗时短，能在3~6个月内去除90%以上的污染物；

3）可同时处理多种污染物，并同时处理污染的土壤与地下水；

4）对地质条件的适用范围广，能高效修复低渗透及均质性较差的污染区域。

值得一提的是，由于导热系数具有相对不变的物理性质，适用于广泛的土壤类型（例如，从砂到粘土，导热系数变化仅约±2倍），因此，ISTD的加热过程不受土壤非均质或粘土的限制，热量能够以可精准预测的均匀速度向四周的土壤辐射。相比之下，流体渗透系数在一个场地内往往会多个数量级变化（例如，从砂到粘土的渗透系数变化可达10万倍或更多），因此，在蒸汽萃取、表面活性剂驱和氧化剂注入的过程中，流体会优先通过高渗透带，往往会绕过低渗透带，导致低渗透带的污染物无法被去除。

(2)原位热脱附的影响因素

影响原位热脱附修复的因素有很多，主要有温度、停留时间、土壤渗透性和含水率等。

一般而言，温度越高，停留时间越长，热脱附效果越好；但污染物去除率与温度并非成线性关系，温度较高时可能会伴随着其他副产物的生成，如热脱附后多氯联苯降解效率可达48%-70%，但是由于PCDFs的生成，毒性当量（THQ）反而是原始土壤毒性当量的2.8-6.3倍（固相）以及8.0-10.5倍（气相）。

由于国内修复项目大多数由房地产驱动，修复工期较短，因此，缩短热脱附时间，提高污染物去除率是国内修复项目需要解决的问题。

较高含水率的土壤热容量高，热损失较慢，但较高的含水率不利于污染物的脱附，且易消耗大量的能源；较低含水率的土壤热容量低，热损失较快，但对于TCH和SEE技术热脱附效果较好，而ERH则需要定期实施补水工作保证电导率。一般要求其含水率不超过20%。

原位热脱附技术能够处理低渗透性的污染地块，但对于渗透性较好的土壤，通过ERH或TCH加热，脱附的VOCs和SVOCs更容易被抽提，去除率更高。

(3)地下水较丰富的污染场地，水力控制是否必要

使用ISTD处理有机农药需要达到土壤/废物温度高于水的沸点;因此，过量的地下水补给到污染治理区可能会使水得不到有效的煮沸，从而阻碍达到目标温度。因此，在这种情况下，可能需要采取水力控制措施，阻隔地下水补给到热处理区，如地下水抽出或止水帷幕（如钢板桩、泥浆墙、冻结墙等）。

(4)如何避免二次污染

异位热脱附处理需伴随污染土壤的挖掘转运，对于挥发性较大的有机污染物来说极有可能造成较大的二次污染事件。尾气的无害化处理是原位热脱附系统不可缺少的重要组成部分。控制参数设计不当容易导致有毒副产物的生成，例如含氯有机污染物在处理时，如果降温速度不够快，尾气中易产生二噁英等副产品。常用的废气处理系统采用喷淋降温的方式迅速降温冷凝有机蒸汽，使绝大部分的尾气在喷淋过程中进入冷凝液中，尾气中剩余的污染物通过活性炭吸附系统处理达标后外排。

(5)腐蚀性

对高浓度、高氯化农药等液体的加热会导致其水解，产生高腐蚀性的盐酸(HCl)，会对不锈钢等材质的井管造成腐蚀。解决的措施一般在热真空井周围的滤料中使用适当的中和材料或更耐腐蚀的金属材料，将盐酸腐蚀井管的影响降到最低。

(6)修复价格

原位热脱附技术主要依靠温度来去除有机污染物，产热的能耗往往是用来评估该技术的重要指标。利用原位热脱附技术修复污染地块的费用大约为1000~2000元/立方米。其中，土壤含水率是影响修复能耗的最关键因素。如果含水率非常高，需要提前对污染治理区域降水。据估算，如果土壤含水率较低，修复价格大约为1000元/立方米，如果土壤含水率高达30%-40%，修复价格会达到2000元/立方米。

原标题：原位热脱附技术介绍

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