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強化土壤體質熱脫附技術土壤修復一覽表

瀏覽次數: 發布時間:2019/03/02

      污染土修復設備技術中的熱脫附技術是指在真空條件下或通入載氣時,通過直接或間接熱交換,將土壤中的有機污染物加熱到足夠的溫度,以使有機污染物從污染介質上得以揮發或分離,進入氣體處理系統的過程。熱脫附可通過調節加熱溫度和停留時間等方式有選擇地將污染物從一相轉化為另一相,在修復過程中并不出現對有機污染物的破壞作用。通過控制熱脫附系統的溫度和污染土壤停留時間有選擇的使污染物得以揮發,并不發生氧化、分解等化學反應。熱脫附主要包含兩個基本過程:一是加熱待處理物質,將目標污染物揮發成氣態分離;二是將含有污染物的尾氣進行冷凝、收集以及焚燒等處理至達標后排放至大氣中。 

           主要土壤修復技術一覽表

 

 

 

物理修復技術

1、熱脫附技術

熱脫附是用直接或間接的熱交換,加熱土壤中有機污染組分到足夠高的溫度,使其蒸發并與土壤介質相分離的過程。

目標物

高污染的場地有機污染土壤(苯系物、多環芳烴、多氯聯苯和二英等污染土壤的修復)

優點

熱脫附技術具有污染物處理范圍寬、設備可移動、修復后土壤可再利用等優點,廣泛應用于高污染的場地有機污染土壤的離位或原位修復。

缺點

設備價格昂貴、脫附時間過長、處理成本過高等問題尚未得到很好解決,發展不同污染類型土壤的前處理和脫附廢氣處理等技術,優化工藝并研發相關的自動化成套設備正是共同努力的方向

2、蒸氣浸提技術

土壤蒸氣浸提(簡稱SVE) 技術是去除土壤中揮發性有機污染物(VOCs) 的一種原位修復技術。它將新鮮空氣通過注射井注入污染區域,利用真空泵產生負壓,空氣流經污染區域時,解吸并夾帶土壤孔隙中的VOCs 經由抽取井流回地上;抽取出的氣體在地上經過活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理,可排放到大氣或重新注入地下循環使用。

目標物

苯系物等輕組分石油烴類污染物

優點

SVE具有成本低、可操作性強、可采用標準設備、處理有機物的范圍寬、不破壞土壤結構和不引起二次污染等優點。

缺點

土壤多組分VOCs 的傳質機理,精確計算氣體流量和流速,解決氣提過程中的拖尾效應,降低尾氣凈化成本,提高污染物去除效率,是優化土壤蒸氣浸提技術的需要。

化學修復技術

1、固化-穩定化技術

固化-穩定化技術是將污染物在污染介質中固定,使其處于長期穩定狀態,固定化技術是將污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低滲透性材料,通過減少污染物暴露的淋濾面積達到限制污染物遷移的目的;穩定化是指從污染物的有效性出發,通過形態轉化,將污染物轉化為不易溶解、遷移能力或毒性更小的形式來實現無害化,以降低其對生態系統的危害風險。

目標物

是較普遍應用于土壤重金屬污染的快速控制修復方法,對同時處理多種重金屬復合污染土壤具有明顯的優勢

優點

判斷一種固化/穩定化方法對污染土壤是否有效,主要可以從處理后土壤的物理性質和對污染物質浸出的阻力兩個方面加以評價。

固化技術具有工藝操作簡單、價格低廉、固化劑易得等優點固化產物可以方便地進行運輸,而無需任何輔助容器;而穩定化不一定改變污染土壤的物理性狀,從而提高危險廢物處理處置系統的總體效率和經濟性;還可以通過改進螯合劑的結構和性能使其與廢物中的重金屬等成分之間的化學螯合作用得到強化,進而提高穩定化產物的長期穩定性,減少最終處置過程中穩定化產物對環境的影響。由此可見,穩定化技術有望成為土壤重金屬污染修復技術領域的主力。

缺點

常規固化技術也具有以下缺點,如固化反應后土壤體積都有不同程度的增加,固化體的長期穩定性較差

2、淋洗技術

土壤淋洗修復技術是將水或含有沖洗助劑的水溶液、酸P堿溶液、絡合劑或表面活性劑等淋洗劑注入到污染土壤或沉積物中,洗脫和清洗土壤中的污染物的過程。淋洗的廢水經處理后達標排放,處理后的土壤可以再安全利用。

目標物

重金屬污染或多污染物混合污染介質

優點

這種離位修復技術在多個國家已被工程化應用

缺點

需要用水,所以修復場地要求靠近水源,同時因需要處理廢水而增加成本。研發高效、專性的表面增溶劑,提高修復效率,降低設備與污水處理費用,防止二次污染等依然是重要的研究課題

3、氧化-還原技術

土壤化學氧化-還原技術是通過向土壤中投加化學氧化劑(Fenton 試劑、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等)或還原劑(SO2 、Fe0 、氣態H2 S 等),使其與污染物質發生化學反應來實現凈化土壤的目的

目標物

化學氧化法適用于土壤和地下水同時被有機物污染的修復。運用化學還原法修復對還原作用敏感的有機污染物

優點

 

缺點

零價鐵還原脫氯降解含氯有機化合物技術的應用還存在諸如鐵表面活性的鈍化、被土壤吸附產生聚合失效等問題,開發新的催化劑和表面激活技術

4、光催化降解技術

土壤光催化降解(光解)技術是一項新興的深度土壤氧化修復技術,可應用于農藥等污染土壤的修復。土壤質地、粒徑、氧化鐵含量、土壤水分、土壤pH 值和土壤厚度等對光催化氧化有機污染物有明顯的影響:高孔隙度的土壤中污染物遷移速率快,粘粒含量越低光解越快;自然土中氧化鐵對有機物光解起著重要調控作用;有機質可以作為一種光穩定劑;土壤水分能調解吸收光帶;土壤厚度影響濾光率和入射光率。

5、電動力學修復

電動力學修復(簡稱電動修復)是通過電化學和電動力學的復合作用(電滲、電遷移和電泳等)驅動污染物富集到電極區,進行集中處理或分離的過程。電動修復技術已進入現場修復應用。

目標物

銅、鉻等重金屬、菲和五氯酚等有機污染土壤

優點

電動修復速度較快、成本較低,特別適用于小范圍的粘質的多種重金屬污染土壤和可溶性有機物污染土壤的修復。

缺點

對于不溶性有機污染物,需要化學增溶,易產生二次污染。發展電動強化的復合污染土壤聯合修復技術將是值得研究的課題。

聯合修復技術

1

微生物/動物-植物聯合修復技術:微生物(細菌、真菌)-植物、動物(蚯蚓)-植物聯合修復是土壤生物修復技術。

2

化學/物化-生物聯合修復技術:發揮化學或物理化學修復的快速優勢,結合非破壞性的生物修復特點;瘜W淋洗-生物聯合修復是基于化學淋溶劑作用,通過增加污染物的生物可利用性而提高生物修復效率。這些技術多處于室內研究的階段。

3

物理-化學聯合修復技術:土壤物理-化學聯合修復技術是適用于污染土壤離位處理的修復技術。溶劑萃取-光降解聯合修復技術是利用有機溶劑或表面活性劑提取有機污染物后進行光解的一項新的物理-化學聯合修復技術。例如,可以利用環己烷和乙醇將污染土壤中的多環芳烴提取出來后進行光催化降解。此外,可以利用PdPRh 支持的催化-熱脫附聯合技術或微波熱解-活性炭吸附技術修復多氯聯苯污染土壤;也可以利用光調節的TiO2 催化修復農藥污染土壤。

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