贝雷片
胡孙;陈纪赛;周永贤;张长富
【摘 要】运用南京中船绿洲环保有限公司自主研发的SRO2A异位热脱附设备,以镇江某化工搬迁遗留场地土壤为研究对象,通过场地中试试验,研究该设备在热脱附温度、热脱附处理量、热脱附停留时间上对土壤中污染物去除效率的影响,判断该设备能否很好的运用于土壤有机污染物处理.结果表明,当热脱附出土温度为350℃,处理量为3 t/h,停留时间为30 min时,该设备对土壤中污染物的处理效果最佳,修复之后的污染物浓度低于场地修复目标值,去除效率达到95%以上.该中试试验结果很好的表明SRO2A设备能够很好处理土壤中有机污染物,为今后有机污染场地的修复提供可靠技术及设备.%The pilot experiment were conducted to study ectopic thermal desorption of contaminants in the soil from the chemical site by the equipment which was been independently research and development of Nanjing CSSC.The effects of ectopic thermal desorption drop temperature,residence time,processing capacity, on ectopic thermal desorption efficiency of organic pollutants were studied.The results showed that, when the processing capacity was at 3 t/h, the ectopic thermal desorption tem perature and time were 350℃at 30 min, the ectopic thermal desorption efficiency of organic pollutants was the best. The residual concentration of organic pollutants was far less than level limit of standard of soil quality assessment for industrial land, and the ectopic thermal desorption efficiency of organic pollutants reached 95%.The results showed that the ectopic thermal desorption equipment could treat the organic pollutants in the soil and provide references for soil remediation.
【期刊名称】《环境科技》
后窗惊魂电影【年(卷),期】宋育英2017(030)004
【总页数】6页(P33-38)
【关键词】异位热脱附;有机污染物;土壤
【作 者】胡孙;陈纪赛;周永贤;张长富
【作者单位】南京中船绿洲环保有限公司, 江苏 南京 210039;南京中船绿洲环保有限公司,
江苏 南京 210039;南京中船绿洲环保有限公司, 江苏 南京 210039;南京中船绿洲环保有限公司, 江苏 南京 210039
【正文语种】中 文
【中图分类】X5
0 引言
随着经济的发展，城市经济结构的转型，大量的化工厂迁出城区，遗留的化工污染场地往往用做房地产进行开发，任务重，周期短，不宜采用修复时间较长的原位修复技术，需要快速高效的异位修复技术[1]。异位热脱附作为一种非燃烧技术，具有处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等特点[2]，特别是对含氯有机物，异位热脱附处理方式可以避免二噁英的生成，广泛用于有机污染物污染土壤的修复[3]。目前传统热脱附技术主要为滚筒式热脱附，新兴热脱附技术包括流化床式热脱附、微波热脱附技术和远红外线热脱附[4]。到目前为止，欧美等国家对热脱附处理污染土壤的研究较为深入，国内处于起步阶段。目前国内大型环保公司正在努力研发异位热脱附处理设备，但是能够真正有效的运用
于土壤修复还相对较少[5]。本次中试实验主要是通过运用南京中船绿洲环保有限公司自主研发的SR02A异位热脱附设备，以某污染场地土壤为研究对象，对其土壤中的VOCs，SVOCs，PAHs等有机物污染物进行多阶段的处理分析，通过控制异位热脱附过程中不同出土温度、热脱附处理量、热脱附停留时间，探讨对污染物处理效果的影响，验证SR02A异位热脱附设备在土壤修复中的实际应用效果，为我国土壤修复提供技术及设备支持。本方案采用SR02A异位间接热脱附设备，该设备利用燃烧产生的高温烟气加热土壤至一定温度，使土壤中有机污染物和可挥发性重金属（如Hg）挥发成混合蒸汽，达到污染物与土壤分离目的[6-7]。土壤中挥发出的混合蒸汽含有水蒸气、挥发性有机污染物，通过循环喷淋冷却的方式将其冷却凝结，大部分进入循环冷却水中；少部分不凝气送至燃烧室回烧。每隔一段时间将富集的污染物循环冷却水排至污水池，由专用废水处理设备进行处理。
本方案的优势在于热源烟气与被加热土壤间接换热，不对土壤本身进行燃烧，对其土壤本身的理化性质没有发生改变，污染土壤在密闭的空间内实现挥发分离和冷却分离，避免了二次污染；同时脱附时间和温度可控，处理效率较高，成本相对较低，可快速处理大量有机污染物。
1 材料与方法
1.1 实验设备
本试验采用南京中船绿洲自主研发的SR02A异位热脱附系统。该热脱附系统由进料斗、计量料秤、进料输送机、一级脱附室、二级脱附室、出料输送机、燃烧室、烟气风机、喷淋罐、除雾罐、活性碳吸附装置、循环水箱、空气冷却器等组成，具体的系统原理见图1。
图1 热脱附系统原理
各设备主要组成及功能如下：
（1）预处理设备
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预处理包括调节土壤含水率和筛分2部分。调节土壤含水率是通过挖掘机拌合生石灰，使土壤由块状变成散状，同时粘度降低，有利于后续处理。然后采用特制的滚筒筛分机对预处理之后的土壤进行筛分，去除大石块和垃圾杂物，使土壤呈现散装，方便土壤进入热脱附设备进行热处理。
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（2）进料设备
进料设备主要由进料斗、皮带称重机、刮板输送机构成。预处理后的土壤用装载机投入进料斗，通过皮带秤控制进料量，由刮板机提升至热脱附系统进料口。为了充分利用高温烟气的余热，本设备在刮板机中设置了烟道，可以使排出的烟气对土壤进行预热，实现能量的充分利用。
（3）热脱附本体
热脱附本体是由燃烧室、一级热脱附室、二级热脱附室、气锁、烟气风机、烟囱等组成。该燃烧室主要是通过燃烧天然气对整个设备进行加热，而一级热脱附室以及二级热脱附室主要是通过吸收燃烧室产生的热量对土壤进行加热处理。
（4）出料设备
热脱附出料设备主要由一台螺旋输送机及除尘加湿喷淋管路组成，通过该设备对处理后的土壤进行运输到指定区域。
（5）混合蒸汽处理设备
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该系统主要由喷淋塔、除雾塔、活性炭吸附罐、引风机、循环水箱、循环水空冷机及配套管路阀件组成，该设备主要是对热脱附室产生的混合蒸汽进行循环喷淋冷却处理。
（6）电控系统
电控系统为整套系统的控制核心，可实现对电磁阀、电动阀、电机、水泵、燃烧器等执行器件的准确控制，以及对设备温度、压力、流量等运行参数的实时监控与记录。系统由设在集装箱的总控室、各现场控制柜、各测量仪表、传感器及连接电缆构成。
1.2 供试土样
本研究采用的土样选用某化工搬迁遗留污染场地中的开挖土壤，该土壤中的主要污染物是VOCs，SVOCs，PAHs，Hg等，本项目主要修复区块中的A，B，C，D 4个修复区，总土方量为 400 m3，选取 4个不同的修复区作为本次的研究对象，一方面是由于该4个修复区污染物的浓度具有差异性，对不同浓度的有机污染物进行研究可以更好的反应出该设备对整个场地土壤修复状况；另一方面采取多区域进行修复实验可以避免单一研究某一区域所造成的误差，使得实验结果具有代表性。通过前期的场地调查研究报告发现整个污染场土
壤中污染物主要为氯苯、DDT、六六六、PAHs等有机污染物，个别区域重金属Hg也存在一定的超标现象。
1.3 实验及分析方法
1.3.1 实验思路
从前人的研究可以看出，影响异位热脱附处理效果和运行成本的因素很多[8]，除了土壤中污染物含量及含水率等因素外，其中影响处理效果的最关键因素是出土温度和停留时间[9]；影响运行成本的最关键因素是处理量和出土温度[10]。出土温度可以很好的反映出设备中污染物受热温度，出土温度与污染物的受热温度呈现线性增加的关系，而停留时间能够突出污染物在设备中的反应时间，处理量的多少影响了土壤修复成本以及修复效率[11]。
基于上述分析，本试验拟分3个阶段进行。
第1阶段：将热脱附出土温度作为本中试的核心变量，探讨出土温度分别在200，250，300，350℃时，4个区块土壤达标情况及各有机污染物的去除率。结合前人对异位热脱附的研究以及设备本身的情况，本阶段处理量设定在3 t/h，停留时间设计参数取30 min。
第2阶段：对C区土壤进行采样分析，探讨在特定热脱附停留时间下，处理量增大到4 t/h时，在出土温度为 200，250，300，350 ℃时，该设备对土壤中污染的处理效果以及污染物的去除效率情况，同时结合第1阶段的研究结果，探讨在停留时间一定时，不同处理量对土壤中污染物的处理效果的影响。
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