魏雨露

摘 要：熱解吸技術(shù)以其高效、快速、適應(yīng)性強等特點，在國外污染場地的修復(fù)項目中得以廣泛應(yīng)用。我國雖然起步較晚，但近年來國內(nèi)相關(guān)的研究工作與工程應(yīng)用發(fā)展迅速。本文介紹了VOCs-SVOCs污染場地現(xiàn)狀及熱解吸技術(shù)原理、適用范圍、分類、影響因素，分析了熱解吸技術(shù)的修復(fù)效果，并歸納總結(jié)了熱解吸技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：熱解吸技術(shù);污染場地;技術(shù)原理;修復(fù)效果

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展，同時由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城市規(guī)劃的重新調(diào)整，工業(yè)企業(yè)搬遷數(shù)量與日俱增，隨之也遺留下來大量存在潛在環(huán)境風(fēng)險的場地，由于污染場地的重新開發(fā)建設(shè)與人民群眾的健康和安全密切相關(guān)，揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）作為土壤主要污染物之一，具有毒性、刺激性和光化學(xué)反應(yīng)活性，引起了國內(nèi)外的高度重視。有關(guān)部門也已經(jīng)就工業(yè)場地的環(huán)境污染問題出臺了部分技術(shù)政策，如原國家環(huán)?？偩窒群蟪雠_了《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 15618-1995）、《工業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險評價基準(zhǔn)》（HJ/T25-1999），《關(guān)于切實做好企業(yè)搬遷過程中環(huán)境污染防治工作的通知》（環(huán)辦[2004]47 號）、 《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ_T 166-2004）、《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)（暫行）》（HJ_T 350-2007）等，一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也正在制定和完善當(dāng)中。與此同時，污染場地環(huán)境修復(fù)技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)也在逐步開展。

熱解吸技術(shù)（TD）以其修復(fù)速度快、效率高和普適性強等特點受到了國內(nèi)研究者的重視。盡管該技術(shù)在歐美等發(fā)達國家已工程化應(yīng)用近30年，但是對于國內(nèi)而言，還是一項新技術(shù)。近年來，國內(nèi)研究者逐漸開展了許多與熱解吸技術(shù)相關(guān)的研究工作。

一、VOCs/SVOCs污染場地現(xiàn)狀

揮發(fā)性有機物（VOCs）與半揮發(fā)性有機物 （SVOCs）是污染場地土壤中常見的典型污染物，由于其多樣性、揮發(fā)性和高毒害性以及對土壤污染的隱蔽性和累積性，已被很多國家列入優(yōu)先控制污染物名錄。土壤的有機污染問題在全世界范圍內(nèi)廣泛存在。2011年美國超級基金對323個污染場地中的535個可操作單元的污染物分類情況進行統(tǒng)計，有449個操作單元受到不同程度的VOCs/SVOCs污染，其中受VOCs 污染單元為359 個，受SVOCs 污染單元為317 個，受VOCs/SVOCs污染單元所占比例高達84%（圖1）。歐洲的研究表明60%的污染場地是由有機污染物引起的。

我國的污染場地也面臨同樣的挑戰(zhàn)，截至2014 年7月，國內(nèi)環(huán)境修復(fù)項目共335個，涵蓋了24個省、直轄市和自治區(qū)。其中土壤修復(fù)項目有192個，占總修復(fù)項目數(shù)量的57%，大量化工、石油、焦化企業(yè)從城區(qū)搬遷，遺留下受到有機物污染的“棕地”數(shù)量不斷增多，這些污染場地嚴(yán)重威脅著周邊居民的身體健康和環(huán)境狀況，也阻礙了土地的再次利用，因此針對該類型的修復(fù)工程及修復(fù)設(shè)備具有廣闊的發(fā)展前景，助推了大批技術(shù)原理及儀器設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用。

二、熱解吸技術(shù)原理及適用范圍

熱解吸技術(shù)在修復(fù)有機污染土壤方面，是一種成熟可靠的技術(shù)。它是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，使其從污染土壤中揮發(fā)或分離。熱解吸過程中發(fā)生蒸發(fā)、蒸餾、沸騰、氧化和熱解等作用，土壤中的部分有機污染物在高溫下分解，但大部分未能分解的污染物從土壤中分離進入煙氣，再對污染煙氣進行凈化處理。

熱解吸技術(shù)特別適合石油烴（包括汽油，柴油，潤滑油等）、氯化溶劑等揮發(fā)性有機物（VOCs）、半揮發(fā)性有機物（SVOCs）污染土壤的修復(fù);可有效移除如多氯聯(lián)苯（PCBs）、含氯農(nóng)藥和氯代烴等低揮發(fā)性、難分解有機污染物。面對含有多種不同沸點有機污染物時，可一次達到整治目標(biāo)，一般有機污染物的脫附率可以達到90%以上。

三、熱解吸技術(shù)的分類

熱解吸技術(shù)根據(jù)不同的分類方法可劃分為不同的類型：根據(jù)處理污染物時所需溫度的高低可分為高溫?zé)峤馕夹g(shù)（>315℃） 和低溫?zé)峤馕夹g(shù)（150～315℃）。根據(jù)修復(fù)地點的不同可分為原位熱解吸技術(shù)和異位熱解吸技術(shù)：典型的原位熱解吸技術(shù)主要有熱蒸汽抽提技術(shù)、加熱井和加熱毯技術(shù);典型的異位熱解吸技術(shù)有回轉(zhuǎn)窯和加熱螺旋器等。根據(jù)加熱火焰與物料的接觸方式可分為直接熱解吸技術(shù)和間接熱解吸技術(shù)。對于回轉(zhuǎn)窯而言，根據(jù)物料行進方向與煙氣方向的異同又可分為順流熱解吸技術(shù)和逆流熱解吸技術(shù)。

四、熱解吸修復(fù)效果評價

影響熱解吸技術(shù)應(yīng)用及處理效率的因素主要有污染物特性、加熱溫度、停留時間、物料與熱源的接觸程度以及土壤含水率、質(zhì)地、粒徑、有機質(zhì)等土壤特性，加熱溫度越高、時間越長可保證VOCs和SVOCs去除效果。熱解吸技術(shù)在修復(fù)有機污染土壤方面，是一種成熟可靠的技術(shù)，可適用于多種污染組分的處置，對揮發(fā)性有機物，半揮發(fā)性有機物和持久性有機物都很有效。可修復(fù)一般的土壤，也可用于淤泥等難處置土壤的修復(fù)。熱解吸技術(shù)同焚燒技術(shù)相比，處置成本低，能耗小，是一種經(jīng)濟環(huán)保的修復(fù)技術(shù)。因此，對VOCs-SVOCs污染土壤進行熱解吸處置，是方便、經(jīng)濟和有效的。

五、展望

與發(fā)達國家相比，中國的污染場地修復(fù)處于起步階段，各項相關(guān)制度還不夠完善，但企業(yè)搬遷遺留大量污染場地，而城市化進程的加速要求土地修復(fù)工作盡可能在較短時間內(nèi)完成。因此，快速、高效、簡單的異位修復(fù)技術(shù)成為現(xiàn)階段中國污染場地修復(fù)的首選。從污染場地修復(fù)發(fā)展歷程可見，選擇修復(fù)技術(shù)要綜合考慮場地條件、污染特征、修復(fù)周期和經(jīng)濟可行性等各種因素，做到因地制宜，擇優(yōu)選擇。

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