【技术盘点】有机污染土壤热脱附技术：传统与新兴技术盘点-第2页-北极星环境修复网

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传统上采用滚筒式热脱附技术。近年来，兴起了微波热脱附和远红外线热脱附。

3.1 滚筒式热脱附技术

Chern等研究表明，滚筒式热脱附技术对于去除土壤中的挥发性和半挥发性有机污染物非常有效。温度、停留时间、挥发性、载流气体流速是影响解吸效果的主要参数，温度越高、停留时间越长，则污染物的去除效率越高。加热时间20分钟，温度分别为100、200、150和250℃时， 1-十二烷、1-十六烷、萘、蒽的去除效率达到98%。

北京建工修复、杭州大地等两家污染土壤修复企业引进了两台国外热脱附设备。清华大学蒋建国教授课题组在国内率先研发出了滚筒式逆向热脱附技术，开发了国内第一台具有自主知识产权的逆向热脱附系统(专利申请号201010598161.7.)。

3.2 流化床式热脱附技术

流化床技术具有优点：

1)污染土壤在悬浮状态下与流体接触，流-固相界面积大，利于非均相反应。

2)土壤颗粒在流化床内混合激烈，颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高，全床热容量大，热稳定性高。

3)气体与土壤颗粒之间传热、传质速率也较其他接触方式为高。

4)操作弹性范围高，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合工程化需要。

Joong Kee Lee等采用流化床热脱附技术修复石油污染土壤。分别考察了间歇式进料和连续进料情况下石油污染土壤的热脱附效率。研究表明，间歇式进料情况下，温度300℃，时间30min，热脱附效率达到99%以上;连续式进料情况下，300℃以上，进气量与进料量的比值对于热脱附效率影响不大。

3.3微波热脱附技术

微波热脱附是最近兴起的一种热脱附技术。不同于一般的常规加热方式，微波辐射能穿透土壤、加热水和有机污染物使其变成蒸汽从土壤中排出，其能量以电磁波的形式传递，具有高效的转换效率。此法适用于清除挥发和半挥发性成分，并且对极性化合物特别有效。目前仅处于实验室研究阶段。利用微波能量不仅能使反应时间大为减少，在某些情况下，还能促进一些具体反应。在短短几分钟之内，无机氧化物与其它一些物质的混合物可以迅速达到1200-1300℃。因此，可以在一密封系统内利用微波迅速升至高温，将土壤中的多氯联苯之类的氯代有机芳烃分解。利用微波能量热解六氯苯、五氯苯酚、2,2,5,5-四氯联苯的2,2 ,4,4,5,5 一六氯联苯的实验结果表明，在向土壤中加入Cu2O或Al粉末，并加入浓度为10 mol/L的NaOH溶液后，芳烃分解速率更快。

从微波修复污染土壤的机理来看，现存的土壤污染物都能够经微薄加热而得以去除，只是去除高低的问题。关键是如何发挥微波德最大功效将其用于治理和修复污染土壤。这就需要研究其主要影响因素：污染物的介电常数、土壤的理化特性和吸波介质。

3.4 真空强化远红线热脱附技术

随着对热脱附技术研究和应用的不断深入，发现传统热脱附技术能耗较高，并且土壤颗粒内部的有机污染物不易脱附出来。这些不足是由于传统热脱附技术均是通过热风直接和污染接触，热量从外到内传递所致。而远红外线加热是从土壤颗粒内部向外加热，直接结果就是颗粒内部的污染物容易脱附，整体热脱附效率较高，同时耗能较低。从物理学角度，在密闭空间内抽真空，可以降低密闭空间体系中土壤有机污染物的沸点，在较低的温度下，就可以实现有机物的脱附。图2为远红外线热脱附机制示意图。

图2 热风与红外线热脱附传热传质情况对比

原标题：有机污染土壤热脱附技术：传统与新兴技术盘点

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