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TCH技术在空间上的设计很特殊,主要受目标污染物、处理温度、运行周期以及地质条件等因素影响。持续的加热可以使土壤环境中的水分挥发。在TCH处理过程中,由于持续加热的脱水过程,使得土壤温度可以高达500oC以上。
以电加热为基础的TCH技术需要当地电力系统为整个处理系统提供能量,而TCH技术与ERH不同点是,TCH的电极周围不需要加湿系统,所以TCH技术中的加热电极可以放置在土壤中任何环境中。而与ERH技术一样,TCH技术可以应用于粗糙的和细小的土壤颗粒环境,也可以用于混合颗粒组成的夹层地质条件以及地质断裂层。当地下水流较快的区域也存在着较大的加热困难。
近年来,采用丙烷或者天然气燃烧之后产生高温热气进入到加热井中的技术已经成熟发展起来。针对这种技术,污染物热脱附过程中产生一些高热值的可燃气体用来提供能量,这样减少了能量的投入的同时也处理相关挥发物。
(3)蒸汽热脱附技术(SEE)
蒸汽热脱附技术采用蒸汽注入的方式来加热土壤环境,一般应用于渗透系数允许蒸汽注入的环境中,通常渗透速率大致为10-4 cm/s。而蒸汽热脱附最大的优势就是在高地下水流速的情况下仍然可以应用。
SEE技术一般由蒸汽注射井和抽提井用来修复土壤、地下水和其他流体中污染物。蒸汽热脱附技术主要是依靠蒸汽进入到土壤环境后在冷凝成为液相的过程中放出的液化潜热来实现。首先进行加热的部分为注射井的周围土壤,周围土壤加热到一定温度后,蒸汽的冷凝过程开始向外辐射。随着持续不断的注入蒸汽,最终冷凝过程在抽提井附近达到交叉混合效果,进而抽提井将气体、地下水和其他流体伴随着非水相液体一并回收。因此,在SEE技术中热传导和热对流两种加热方式存在于整个系统中。在实际操作情况下,SEE技术针对某一块污染地区往往采用从周边环境进行注入,使污染物在中间部分集中,然后统一进行抽提收集和回收。如图5所示。
图5 典型蒸汽热脱附技术(SEE)示意图
蒸汽热脱附技术过程所需的蒸汽是由地面上撬装的燃料油或者燃气锅炉产生。而在污染物回收过程中,产生的不可冷凝气具有较高热值,可以为蒸汽提供部分能量。而对于一些工厂的土壤环境进行修复的过程中,蒸汽往往采用生产过程中过剩的蒸汽。此外,蒸汽注射井需要特别的控制和监测压力和气体流速。目前SEE技术往往结合ERH和TCH技术联合应用。
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