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3.4 原位热脱附相关配套技术
(1)气体抽提和回收
气体回收系统是所有热脱附技术的必有的部分,其中气相抽提(SVE)是应用最为广泛的气体回收技术。针对热脱附技术的特殊性,往往采用多相抽提系统,主要是针对地下水,气体中颗粒物,蒸汽以及非水相液体。有效的气体抽提是保证整个热脱附系统维持相对稳定的液压和气压。一般情况下,气体抽提井位于电极组、加热井或注入井的中心,而多个抽提井经过集合管收集后统一运往气体处理系统。
(2)尾气处理系统对于抽提出来的流体首先要经过气液两相分离处理系统。这个分离过程是将抽提出来的气体进行换热冷凝处理,而对于液体和冷凝液的收集主要采用活性炭颗粒吸附。如果非水相液态含量偏高的话,在活性炭吸附之前先要进行油水分离过程。而且如果地下水和冷凝液中的颗粒物含量偏高的话,在活性炭吸附前需要进行沉淀和过滤等处理过程。由于加热过程中产生挥发性有机污染(VOCs)含量较高,活性炭吸附和热氧化过程是剩余尾气主要处理手段。在尾气处理系统中一般还包含蒸汽活性炭再生系统,以保证活性炭的供给。一般情况下,抽提出来的气体中含有的化合物种类非常繁多,大约5000-20000种。化学氧化和蒸汽活化性再生系统就非常有必要,尤其是活性炭的吸附能力受温度和湿度影响较大。此外,活性炭对含氯和含氟化合物的吸附能力较弱,针对这些化合物需要特殊额外的处理系统。
4、原位热脱附技术的过程控制及案例
当加热系统、气体回收系统以及温度和气压检测系统建立之后,整个原位热脱附系统随着气体和地下水抽提过程开始运行。在系统运行开始,便对污染物的气压和液压进行检测。在ERH修复过程中,大量的电力能量提供给电极,在开始和结束加热的过程中有些电极接受的电量或多或少不同于一般电极。随着温度的上升,土壤中的污染物开始汽化和移动。电极或者加热井周边的土壤首先达到指定温度,通常情况下需要60-90天整个修复区域土壤达到指定温度。图6为8块不同区域随着系统升温过程中的温度变化情况。
图6 热脱附过程中不同区域土壤温度变化情况
在很多情况下,土壤的温度上升并不是按照一致的或者并不是按照事先升温程序进行升温。对于ERH和TCH过程,蓄水层的温度相比于其他区域要上升的缓慢些,主要原因是大部分热量由地下水传动到外部区域。如果需要的目标温度高于水的沸点,例如处理PAHs,PCBs和二噁英等物质,这些时候基本上需要采用TCH方式。一般分为三个阶段,第一阶段将土壤加热至水的沸点;第二阶段一般会在100oC左右维持一段时间,将水分挥发出去;第三阶段温度继续上升,以处理目标污染物。
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