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燃气热脱附技术的影响因素分析

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  在有机污染土壤修复技术中,异位热脱附技术由于修复效果良好,在国内工程应用中比例较高,但对于一些建筑物附近或异味较重的污染地块,异位热脱附技术的应用受到很大限制。由于原位热脱附技术具有适用范围广、环境干扰小和可操作性强等优点,该技术近几年受到人们广泛关注。
  
  燃气热脱附技术(GTD)以天然气或液化石油气为能源,通过热传导方式加热污染地块,结合抽提装置实现降低地块污染物浓度的目的。GTD具有处理污染物种类多、土壤非均质性影响小、修复工艺简单等突出优点。
  
  但是加热温度对污染物去除率影响较大。污染地块目标加热温度与污染物沸点有关,苯、萘和TPH的沸点分别为80.1、217.9℃和50~250℃。由拉乌尔定律可知,污染物和水混合物的沸点低于单独污染物的沸点,这使得目标加热温度无须超过污染物的沸点。苯与水共沸点为69.3℃,萘与水的共沸点为98.8℃。
  
  当土壤平均温度超过50℃时,有机物苯和TPH中低沸点的汽油馏分开始逐渐向气相转化;当土壤平均温度超过100℃时,萘以及TPH中的汽油馏分和煤油馏分均开始逐渐向气相转化,随着加热时间增加,土壤温度升高,大量的TPH和萘开始向气相转化,这是由于TPH和萘从土壤中脱附所需的温度更高,开始向气相转化的时间点相对滞后。
  
  综上所述,燃气热脱附技术的加热温度可直接影响污染物的去除效果。一般而言,目标温度越高,污染物去除效果越好,但污染物去除率与温度并非成线性关系,较高温度往往会伴随着其他副产物的生成和能耗的增加,因此目标温度的确定须要综合考虑项目工期和成本等因素。
  
  在土壤升温前期,加热温度起修复关键作用,当土壤温度升至目标温度后,停留时间则是影响修复效果的主要因素。在本项目中,土壤升至目标温度后继续加热7d,即在目标温度停留时间为7d,土壤中不同目标污染物的去除效果均较为理想。
  
  萘的低去除率为92%,TPH的低去除率为95%,苯的去除率约为100%。修复后土壤中沸点较高的萘和TPH浓度虽然远低于修复目标值,但仍有少量残留,导致这一现象的原因可能是停留时间较短。
  
  综上所述,实际施工过程中,应综合考虑目标温度与停留时间等因素,在施工工期内以低成本完成污染土壤修复。