污染場地修復技術之熱脫附修復技術
更新時間:2015-08-02 19:14
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技術原理:通過直接或間接加熱,將污染土壤加熱至目標污染物的沸點以上,通過控制系統(tǒng)溫度和物料停留時間有選擇地促使污染物氣化揮發(fā),使目標污染物與土壤顆粒分離,去除。
技術特點:熱脫附技術中加熱的方式有多種,如高頻電流、微波、過熱空氣、燃燒氣等。加熱溫度控制在200-800 ℃,熱脫附過程中發(fā)生蒸發(fā)、蒸餾、沸騰、氧化和熱解等作用,通過調節(jié)溫度可以選擇性的移除不同的污染物。該技術對處理土壤的粒徑和含水量有一定要求,一般需要對土壤進行預處理。
系統(tǒng)構成和主要設備:由進料系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)組成。進料系統(tǒng)設備包括如篩分機、破碎機、振動篩、鏈板輸送機、傳送帶、除鐵器等;脫附系統(tǒng)設備包括:回轉干燥設備或熱螺旋推進設備;尾氣處理系統(tǒng)設備包括:旋風除塵器、二燃室、冷卻塔、冷凝器、布袋除塵器、淋洗塔、超濾設備等。
關鍵技術參數(shù)或指標:主要包括土壤特性和污染物特性。土壤特性涉及土壤質地、水分含量、土壤顆粒分布;污染物特性涉及濃度、沸點范圍、二噁英的形成。
技術應用基礎和前期準備:技術應用前,需要識別土壤污染物的類型及其濃度,了解土壤質地、粒徑分布和濕度等參數(shù),同時還需要確定場地信息、處理土壤體積、項目周期和處理目標等。此外,還需要考慮是否有足夠的空間進行土壤預處理,公用設施(燃料、水、電)是否滿足要求,以及管理部門和當?shù)厝罕妼崦摳郊夹g的接受程度等。
主要實施過程:土壤挖掘,對地下水位較高的場地,挖掘時需要降水使土壤濕度符合處理要求;土壤預處理,對挖掘后的土壤進行適當?shù)念A處理,例如篩分、調節(jié)土壤含水率、磁選等;土壤熱脫附處理,根據(jù)目標污染物的特性,調節(jié)合適的運行參數(shù)(脫附溫度、停留時間等),使污染物與土壤分離;收集脫附過程產生的氣體,通過尾氣處理系統(tǒng)對氣體進行處理后達標排放。
運行維護和監(jiān)測:根據(jù)熱脫附裝置的工藝流程和設備的運行狀況和特點,制定完善的設備維護和保養(yǎng)制度,并編制相應的維修和保養(yǎng)手冊,確保裝置的穩(wěn)定和安全運行。系統(tǒng)中熱脫附的爐體、燃燒腔體、煙氣管道、急冷和中和裝置、布袋除塵器及引風機等主要設備應作為維護的重點部位。設備系統(tǒng)應建立大修制度,大修周期應按系統(tǒng)設備的實際運行時間確定,一般大修周期不應超過1年。
修復周期:熱脫附修復技術處理周期可能為幾周到幾年,實際周期取決于以下因素:污染土壤的體積,污染土壤及污染物性質,設備的處理能力。
參考成本:一般單臺處理設備的能力在3-200噸/小時之間,直接熱脫附設備的處理能力較大,一般20-160 噸/小時;間接熱脫附的處理能力相對較小,一般3-20 噸/小時。
國外對于中小型場地(2萬噸以下,約合26800m3)處理成本約為100-300美元/ m3,對于大型場地(大于2萬噸,約合26800m3)處理成本約為50美元/ m3。根據(jù)國內生產運行統(tǒng)計數(shù)據(jù),污染土壤熱脫附處置費用約為600-2000元/噸。影響處置費用的因素有:處置規(guī)模、進料含水率、燃料類型、土壤性質、污染物濃度等。
應用情況:國外,在國外始于七十年代,廣泛應用于工程實踐,技術較為成熟。在1982-2004年期間,約有70個美國超級基金項目采用熱脫附作為主要的修復技術。國內,我國對熱脫附修復技術的應用處于起步階段,已有少量應用案例。
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