土壤修复之异位热脱附技术概述

1.5 技术优势

1、环境友好的属性，处理过程达到严格环境标准；

2、有机污染物回收再利用，实现变废为宝；

3、应用范围广泛，能够处理所有的有机物和部分无机物；

4、运行效率强大，可全天24小时连续运转，全年使用率达85%；

5、土壤分散能力得到改善，土壤结块趋势降低，保证了进料系统的通畅及污染物的热脱附效果；

6、实现高效传热及传质，能量利用效率高；

7、热脱附系统配备高效可靠的尾气处理系统，确保尾气达标排放；

8、热脱附系统采用模块化、集成化及智能化的设计，增加了设备的紧凑性，设备占地面积小。

二、异位热脱附的主要工艺及设备

2.1 主要工艺

异位热脱附系统按脱附方式可分为直接热脱附和间接热脱附，也可按温度分为高温热脱附和低温热脱附。

2.1.1直接热脱附

进料系统：通过筛分、脱水、破碎、磁选等预处理，将污染土壤从前处理车间运送到脱附系统中。

脱附系统：污染土壤进入热转窑后，与热转窑燃烧器产生的火焰直接接触，被均匀加热至目标污染物气化的温度以上，达到污染物与土壤分离的目的。

尾气处理系统：富集气化污染物的尾气通过旋风除尘、焚烧、冷却降温、布袋除尘、碱液淋洗等环节去除尾气中的污染物。

2.1.2 间接热脱附

与直接热脱附的区别在于脱附系统和尾气处理系统。

脱附系统：燃烧器产生的火焰均匀加热转窑外部，污染土壤被间接加热至污染物的沸点后，污染物与土壤分离，废气经燃烧直排。

尾气处理系统：富集气化污染物的尾气通过过滤器、冷凝器、超滤设备等环节去除尾气中的污染物。气体通过冷凝器后可进行油水分离，浓缩、回收有机污染物。

2.1.3 高温热脱附

高温热脱附（High temperature thermal desorption (HTTD)）是一种全面的技术（如下图），其将污染土壤加热到560ºC，挥发出水和有机污染物。气体输送或真空系统将挥发出的水和有机污染物输送到尾气处理系统。HTTD系统是物理的分离过程并不会破坏有机物。合适的工作温度和气体停留时间会导致选定的污染物挥发但不被氧化(Anderson，1993)。

HTTD经常结合焚烧、固化/稳定化、脱氯使用，取决于场地的特定条件。该技术已经证明它可以将特定目标污染物的最终浓度水平降至<5mg/kg (Khan et al.，2004)。

主要目标污染物是SVOCs，PAHs，PCBs和农药；然而，HTTD系统对不同程度的有机污染物都有着广谱有效性。也可以处理VOCs和石油类，但处理经济性可能更低。HTTD还可以去除挥发性金属。氯的存在可以影响一些金属的挥发，比如铅。该过程适用于从炼油厂废物，煤焦油废物，木材处理废物，杂酚油污染的土壤，碳氢化合物污染的土壤，混合（放射性和危险的）废物，合成橡胶加工废物和油漆废物中分离有机物。

2.1.4 低温热脱附

低温热脱附（Low temperature thermal desorption (LTTD)）系统是物理分离过程而不会破坏有机物。污染土壤将被加热到90到320ºC。

LTTD是一种经过验证的全面技术，曾成功地应用于各种土壤中的石油烃污染修复。

系统中燃烧室单元的污染物的去除效率＞95％。同样的设备在必要时稍加修改就可以满足更严格的要求。去除污染后的土壤保留了其物理特性和支持生物活动的能力 (Lighty et al., 1987)。

两种常见的热脱附设计是旋转干燥器和螺旋加热器。旋转干燥器是可以间接或直接燃烧加热的水平圆柱体。

干燥器通常倾斜并旋转。对于螺旋加热器单元，螺旋输送机或空心螺旋钻通过密封管渠输送介质。热油或蒸汽循环通过螺旋钻来间接加热介质。

LTTD的目标污染物是非卤化的VOCs和石油类。该技术可用于降低SVOCs的反应性。限制该技术适用性和有效性的可能因素有：

-有特定的来料规格和材料处理要求（可能与特定场地的适用性或成本要求相冲突）；

- 必须脱水至指定的土壤含水量；

- 高耐磨的来料可能会损坏处理器单元；

- 来料中的重金属可能会产生需要稳定化的固体残渣。