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龙涛
随着我国城市化进程的飞速发展,污染场地大量涌现;随着全国各地环保意识的提高,特别是受常外事件的影响,急需发展高效率、无二次污染的土壤--地下水原位处理技术。
原位热脱附技术出现于20世纪30年代,自20世纪70年代开始用于污染场地的修复。其技术原理是通过升高污染物区域的温度,改变污染物物理化学性质,促进土壤污染物脱附进入气相与水相,再被抽提脱离地下环境,转移至地上进行处理。
原位热脱附技术有以下几个优点:广谱、高效;可同步处理污染土壤与地下水;相对于其他的特别是异位技术,该技术无二次污染,对周围环境干扰少;系统灵活,移动性好,可重复使用;可与原位淋洗、化学氧化、生物修复配合使用。原位热脱附技术在我国具有极大潜力。
原位热脱附技术按照加热方式,可以分成蒸汽加热、电阻加热和热传导加热。根据能源性不同,分燃气加热和电加热。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℃。蒸汽加热和电阻加热温度通常低于100℃,热传导温度可达100℃以上。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。
热脱附系统主要包括供能系统、加热系统、抽提系统、废水废气处理系统和监控系统等。热脱附技术的应用方式有两种:原位修复、建堆(异位)修复。
第一个案例由TERRATHERM提供。越战时期,美国在越南使用大量的化学武器,造成局部土壤被二噁英严重污染。近期美国政府援助越南把部分污染土壤收集起来,在越南岘港机场采用IPTD堆进行处理。首先在两边建挡墙,构筑一个比较稳定的结构;把土壤填到这个结构体中,下面建有导水系统,把加热棒通过打桩的方式插在土里,并建设抽提井;整个系统构建完成后,对土堆进行加热,一直到处理达标之后,把土挖出来进行最终处置。
第二个案例是一个农药厂,业主为避免挖掘施工异味扰民,选择了原位热脱附技术。施工的过程包括钻孔、外管安装、内管安装、铺设保温层、浇筑混凝土、燃烧器安装,还需要配套建设废水废气处理系统和远程监测系统。
第三个案例由北京建工环境修复提供。现场采用了我国第一套自主研发的原位热脱附系统,将约3.5万方污染土壤(最深16.5米)在102天内处理达标。该系统在这个场地得到很好的应用。
原位热脱附技术在我国已有十多例中试及工程利用,在我国具有比较好的应用情景,尤其在经济发达地区的高风险有机污染场地上。该技术系统多样、集成度高、工艺复杂,在国内处于一个起步摸索的阶段,面临很多的挑战;而我国的自主研发能力非常强,我们赶超国外的技术水平预计在短期内可以实现,赶超之后如何创新,是我们要研究思考的问题。
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