国产成人h片视频在线观看_黄色视频中文字幕毛片一区二区久久久_国产91免费在线_午夜伦情电午夜伦情视频_毛色毛片免费观看_国产精品无码免费视频二_精品女厕沟底拍撒尿_色77在线观看无码视频_国产91特黄特色a级毛片_亚洲风情第一页
有機(jī)污染場地原位熱脫附工程尾水尾氣處理工藝

有機(jī)污染場地原位熱脫附工程尾水尾氣處理工藝

2024-11-26 11:07:40 2

近年來,被高遷移能力和高毒性的揮發(fā)性/半揮發(fā)性有機(jī)物污染的場地備受關(guān)注,且已有多種修復(fù)技術(shù)用于此類污染場地的治理修復(fù)。其中,原位熱脫附技術(shù)具有修復(fù)效果好、修復(fù)周期短、二次污染可控、適用于不同水文地質(zhì)條件等優(yōu)勢,被快速推廣應(yīng)用,亦成為研究熱點(diǎn)。2013年,我國第一個原位熱脫附修復(fù)中試項(xiàng)目在蘇州某化工廠污染場地落地。迄今為止,已完成或正在進(jìn)行的原位熱脫附修復(fù)工程共23例。這些工程分布在我國中部、南部,以及長三角、京津冀等地區(qū),主要為高深度高濃度的農(nóng)藥和焦化污染場地,其涉及的有機(jī)污染物類型包括VOCs、多環(huán)芳烴和農(nóng)藥等。

原位熱脫附是指向地下輸入熱能以加熱土壤及地下水、提高目標(biāo)污染物的蒸氣壓及溶解度、促進(jìn)污染物揮發(fā)或溶解,同時采用土壤氣相抽提或多相抽提加速污染物向氣相轉(zhuǎn)化揮發(fā)、降低土壤中有機(jī)污染物濃度,并通過地面尾水尾氣處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污染物徹底清除的技術(shù)。原位熱脫附技術(shù)的加熱方式可分為蒸汽/熱空氣注入加熱(SAIH)、電阻加熱(ERH)、熱傳導(dǎo)加熱(TCH)和射頻加熱(RFH)。原位熱脫附工藝流程一般包括加熱單元、抽提單元、尾水尾氣處理單元和監(jiān)測控制單元等(見圖1)。其中,加熱單元包括供能系統(tǒng)和地下加熱裝置;抽提單元包括地下抽提管路和地面抽提系統(tǒng);尾水尾氣處理單元包括冷凝、氣液分離和其他處理設(shè)備;監(jiān)測控制單元包括溫度、壓力和運(yùn)行參數(shù)等的監(jiān)測與調(diào)控裝置。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

原位熱脫附技術(shù)具有較好應(yīng)用前景,然而,由于該技術(shù)設(shè)備復(fù)雜、集成度較高、工藝繁多,在國內(nèi)仍處于應(yīng)用起步階段。現(xiàn)有研究集中于原位熱脫附過程中土壤的溫度變化規(guī)律、污染物脫附規(guī)律及修復(fù)成本核算等,而關(guān)于地面尾水尾氣處理工藝、設(shè)備選型設(shè)計(jì)等的研究較少。我國現(xiàn)有原位熱脫附工程在尾水尾氣處理方面存在諸多問題。如在工藝設(shè)計(jì)方面,由于缺乏工程技術(shù)規(guī)范和計(jì)算依據(jù),很多企業(yè)在工藝設(shè)計(jì)上基本以經(jīng)驗(yàn)為主,工藝水平難以固化并提高。在技術(shù)應(yīng)用中,加熱后產(chǎn)生的高腐蝕性氣體會損壞后續(xù)處理單元,進(jìn)而影響整體處理效果;在二次污染方面,由于對不同質(zhì)地土壤、不同污染物的脫附規(guī)律認(rèn)識不足,導(dǎo)致在尾氣處理過程中可能產(chǎn)生二次污染物(如二惡英等),而在施工過程中還可能產(chǎn)生噪音或粉塵污染等問題;在經(jīng)濟(jì)性方面,土壤的粘土含量高或濕度高均會延長抽提周期,導(dǎo)致大量能源浪費(fèi),從而增加對尾水尾氣的處理成本。

本文針對原位熱脫附尾水尾氣處理中的問題,分析其常見處理工藝,甄別實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題,并對原位熱脫附過程尾水尾氣處理工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中應(yīng)注意的問題進(jìn)行總結(jié)歸納,以期為原位熱脫附技術(shù)的應(yīng)用推廣提供參考。

1.  尾水尾氣處理技術(shù)的概況

1.1  污染物的脫附規(guī)律

在原位熱脫附過程中,污染物的脫附規(guī)律會決定尾水尾氣的組成、濃度等,并影響后端尾水尾氣處理系統(tǒng)的設(shè)置。因此,研究熱脫附過程中土壤污染物的脫附規(guī)律,對于探索抽提蒸汽中污染物的組成、含量等特點(diǎn),優(yōu)化尾水尾氣處理工藝具有重要意義。

原位熱脫附過程中的溫度、加熱時間、土壤性質(zhì)等都會對土壤中污染物的脫附產(chǎn)生影響。在開展原位熱脫附技術(shù)應(yīng)用時,應(yīng)綜合考慮加熱溫度和時間。一般而言,溫度越高、加熱時間越長,污染物的脫附就越徹底。在熱脫附的前期,溫度起主導(dǎo)作用,而在溫度穩(wěn)定后的中后期,時間則是主要影響因素。熱脫附過程中污染物的去除可歸納為遷移能力增強(qiáng)、分離能力增強(qiáng)、轉(zhuǎn)化能力增強(qiáng)、熱解/燃燒及固定化幾個階段。遷移分離的增強(qiáng)約發(fā)生在溫度大于100℃時,并貫穿整個脫附過程,其增強(qiáng)程度取決于污染物自身的熱反應(yīng)能力;而轉(zhuǎn)化效果增強(qiáng)約發(fā)生在溫度大于200℃時;熱解/燃燒是土壤失重的主要階段,所需溫度大于400℃;固定化則一般發(fā)生在300~500℃。與不同反應(yīng)溫度相對應(yīng)的是不同階段產(chǎn)生的抽提蒸汽組分存在差異。同時,土壤為非均相傳熱基質(zhì),其自身傳熱效率較差。這是由于土壤性質(zhì)會顯著影響其傳熱效率,其水分含量、孔隙率、有機(jī)質(zhì)含量等均會導(dǎo)致土壤導(dǎo)熱系數(shù)降低,從而影響污染物的脫附效率和抽提蒸汽的物質(zhì)組成。

綜上所述,在實(shí)施原位熱脫附技術(shù)之前,需進(jìn)行詳細(xì)的場地水文地質(zhì)調(diào)查和大量小試、中試實(shí)驗(yàn),以掌握場地水文地質(zhì)特點(diǎn)及污染物脫附規(guī)律,進(jìn)而開展有針對性的尾水尾氣處理工藝設(shè)計(jì),最終保證尾氣尾水的有效凈化和達(dá)標(biāo)排放。

1.2  處理技術(shù)現(xiàn)狀

尾水尾氣處理系統(tǒng)用于處理土壤中抽提出的蒸汽。由于該蒸汽通常由水蒸汽、空氣和氣相有機(jī)污染物組成,因此,尾水尾氣處理包括蒸汽冷凝及對熱脫附產(chǎn)生廢水和廢氣的處理。蒸汽處理系統(tǒng)中部件尺寸的選擇取決于預(yù)期蒸汽最大產(chǎn)生速率、處理負(fù)載量、污染物濃度,以及相應(yīng)的空氣排放限值。

王奕文等系統(tǒng)梳理總結(jié)了異位熱脫附過程中尾氣處理技術(shù)的研究進(jìn)展。相較于異位熱脫附尾氣,原位熱脫附產(chǎn)生的尾氣具有一定的特殊性,如濕度大、氣量小、污染物濃度波動大等,給處理帶來困難。若對尾水尾氣的處理不當(dāng),導(dǎo)致有害物質(zhì)逸散至周邊環(huán)境中造成二次污染,其負(fù)面效應(yīng)會比污染場地本身更嚴(yán)重。然而,有關(guān)原位熱脫附修復(fù)過程中尾氣治理技術(shù)路線的研究仍鮮見報(bào)道。

BERLIN等對汞污染土壤的原位熱脫附廢氣進(jìn)行了回收實(shí)驗(yàn),其結(jié)果表明:平均汞回收率穩(wěn)定在56%;影響回收率的因素有汞蒸汽的形成、汞的化學(xué)形態(tài)及設(shè)備的沖洗液效率。孟祥帥等以某燃?xì)鉄崦摳叫迯?fù)工程為例,系統(tǒng)分析了修復(fù)全過程中污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)、處理工藝、排放濃度及達(dá)標(biāo)情況。該工程采用“尾氣回?zé)?/span>+活性炭吸附”技術(shù)處理脫附廢氣,采用“芬頓氧化+混凝+活性炭吸附”處理廢水,可實(shí)現(xiàn)其達(dá)標(biāo)排放。另外,亦有少數(shù)關(guān)于原位熱脫附案例的文獻(xiàn),簡要提及了尾水尾氣處理工藝及效果。近年來,國內(nèi)部分單位還引進(jìn)了國外技術(shù),其中包括美國GEO公司的C3尾氣處理技術(shù)。該技術(shù)采用高壓低溫的處置方式(1.01×106 Pa-40),通過物理相態(tài)變化將有機(jī)污染物以液態(tài)形式分離出來,效果較好。

1.3  技術(shù)相關(guān)專利

涉及原位熱脫附尾水尾氣的可查專利較多。筆者查詢了熱傳導(dǎo)技術(shù)(電加熱、燃?xì)饧訜?/span>)和電阻加熱技術(shù)的尾氣處理模塊相關(guān)專利,分析總結(jié)了各專利中尾水尾氣處理系統(tǒng)的組成、工藝流程及優(yōu)缺點(diǎn),具體如表1所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

在現(xiàn)有原位熱脫附技術(shù)專利中,主要尾氣處理工藝包括除塵、冷凝、氣液分離、吸附、燃燒、催化氧化等。不同專利即上述工藝的不同組合方式,且多數(shù)工藝均為在負(fù)壓風(fēng)機(jī)的抽吸作用下,抽提尾氣經(jīng)氣液分離單元來完成氣液兩相的初步分離。以上3種原位熱脫附技術(shù)的尾水尾氣處理工藝區(qū)別不大。另外,原位燃?xì)饧訜峒夹g(shù)還需考慮供熱燃?xì)獾呐欧胚_(dá)標(biāo)問題。同時,考慮到抽提廢氣含有一定量粉塵、長期集聚會堵塞尾氣處理管道和設(shè)備等問題,個別專利還在工藝中設(shè)置了除塵單元。然而,以上專利還存在一些問題需要解決,如采用高溫燃燒來降解尾氣污染物的工藝大都未凈化可能產(chǎn)生的酸性氣體,且多數(shù)技術(shù)未設(shè)置完整的尾水處理工藝,基本無法實(shí)現(xiàn)尾水就地處理。

2.  尾水尾氣的處理技術(shù)應(yīng)用

2.1  尾水的處理技術(shù)及流程

尾水處理單元主要對抽出的污染地下水、熱脫附抽提廢水、尾氣冷凝水等進(jìn)行集中處理。尾水處理設(shè)計(jì)施工按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行,其排放亦應(yīng)符合相關(guān)行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)要求。尾水處理工藝一般有油水分離、混凝、吹脫、高級氧化、活性炭吸附等。

尾氣經(jīng)冷凝后在氣液分離器中進(jìn)行油水分離。含油污水的深度處理可分為一級除油處理和二級除油處理。經(jīng)一級除油處理后出水含油量應(yīng)控制在30mg?L?1以下,經(jīng)油水分離裝置處理排出的水中含油量應(yīng)低于10mg?L?。油污經(jīng)收集統(tǒng)一送至危廢處理廠進(jìn)行處置。抽出的地下水、基坑廢水和氣液分離器產(chǎn)生的廢液經(jīng)匯總引入污水處理站。在污水處理站經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后方可回用或排放。污水處理站常采用“調(diào)節(jié)沉淀池→絮凝/混凝沉淀池→芬頓氧化池→中和沉淀池→砂濾/炭濾裝置→回用或排放”這一處理工藝(2)。污水在調(diào)節(jié)沉淀池內(nèi)混合均勻后沉淀,以減緩對后續(xù)物化處理系統(tǒng)的沖擊。混凝與絮凝處理工藝建設(shè)規(guī)模由處理水量確定,其設(shè)計(jì)水量由原位熱脫附過程的最大水量確定,絕大部分目標(biāo)污染物在該工藝中被去除;然后,在中和反應(yīng)池中,該污水pH被調(diào)至6~9,并在此通過沉淀作用使得上一段工藝產(chǎn)生的絮體被去除;最后,在砂濾/炭濾裝置中通過濾料的截留、沉降和吸附作用,達(dá)到凈水目的。在污水處理過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后成為危險(xiǎn)廢物,被統(tǒng)一運(yùn)送至危廢處理廠。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

2.2  尾氣的處理技術(shù)及應(yīng)用

尾氣處理單元主要處理熱脫附抽提、廢水吹脫處理等工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢氣,其工程設(shè)計(jì)及施工應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。目前,針對原位熱脫附尾氣的單一治理技術(shù)主要有回收技術(shù)及銷毀技術(shù)(2)。回收技術(shù)指基于物理方法,通過改變溫度、壓力或采用介質(zhì)吸附、吸收等方法對氣相有機(jī)污染物進(jìn)行富集分離;銷毀技術(shù)則基于化學(xué)或生化反應(yīng),用熱、光和微生物將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變成為二氧化碳和水等無毒物質(zhì)。尾氣處理單元的排放應(yīng)符合相關(guān)行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)要求。另外,各種技術(shù)的工程規(guī)范可參考文獻(xiàn)。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

然而,單一處理技術(shù)往往存在多種缺陷,導(dǎo)致尾氣治理不徹底或能耗居高不下。蘇偉健梳理了6個重點(diǎn)行業(yè)130家企業(yè)的尾氣治理方案,發(fā)現(xiàn)復(fù)合工藝的處理效率普遍高于單一技術(shù)。通常經(jīng)過組合工藝,可最大限度地發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢,提高尾氣污染物的凈化效率。在初級處理中多采用吸收、吸附及冷凝等技術(shù)。這是由于這些技術(shù)方法應(yīng)用得更早、技術(shù)相對成熟,但其處理效率不高。相比而言,直燃、催化燃燒技術(shù)處理效果更為徹底,故多作為終端處理措施。此外,仍需對光催化、等離子體、生物降解等技術(shù)開展進(jìn)一步研究,將其作為組合技術(shù)的一部分與其他技術(shù)共同完成尾氣的治理。表3即組合技術(shù)的應(yīng)用情況對比。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

2.3  各類技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的問題

1)冷凝技術(shù)應(yīng)用中存在的問題。作為尾氣處理的首要環(huán)節(jié),冷凝工藝的效果對后續(xù)處理工藝影響較大。根據(jù)物質(zhì)的物理特性,當(dāng)溫度降至露點(diǎn)溫度時,部分物質(zhì)會轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗖奈矚庵蟹蛛x,從而可降低氣相中的污染物含量。一般認(rèn)為,氣相有機(jī)污染物的體積分?jǐn)?shù)高于1%時即屬于高濃度有機(jī)廢氣。若該廢氣具有回收價(jià)值,則建議對其進(jìn)行回收。通常先采用冷凝(冷凍)技術(shù)回收廢氣中的有機(jī)物,再通過焚燒等技術(shù)進(jìn)一步去除殘留。而對于體積分?jǐn)?shù)低于0.1%的氣相有機(jī)污染物,通常采用吸附濃縮技術(shù)、生物技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、吸收技術(shù)等將其直接去除。

2)吸附技術(shù)應(yīng)用中存在的問題。吸附技術(shù)適用于處理低濃度、大風(fēng)量的有機(jī)廢氣,常用于吸附脂肪化合物、芳香族化合物、大部分含氯溶劑、常用醇類、少部分酮類,以及酯類物質(zhì)等。高濃度、大流量的有機(jī)廢氣吸附處理中尚存在如下問題。吸附過程熱效應(yīng)高,會放出一定熱量,如活性炭吸附高濃度油氣時,吸附床溫升可達(dá)50~60℃,存在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn);若廢氣中含有酮、醛、酯、烯烴、硫等活性物質(zhì),易在活性炭表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、堵塞炭孔,導(dǎo)致吸附效率降低;隨著活性炭微孔逐漸被破壞,其使用壽命縮短,從而間接增加了廢氣處理費(fèi)用;由于很難徹底實(shí)現(xiàn)活性炭的解吸再生,故二次污染在所難免。另外,利用不同類型活性炭設(shè)計(jì)吸附裝置時,還應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。流經(jīng)顆粒狀吸附劑的氣體流速宜低于0.6m?s?1;流經(jīng)纖維狀吸附劑的氣體流速宜低于0.15m?s?1;流經(jīng)蜂窩狀吸附劑的氣體流速宜低于1.2m?s?1。蜂窩分子篩的BET比表面積不宜小于350m2?g?1,蜂窩活性炭的BET比表面積不小于750m2?g?1,活性炭纖維吸附劑的BET比表面積不小于1100m2?g?1。

3)燃燒技術(shù)應(yīng)用中存在的問題。目前,工業(yè)上廣泛應(yīng)用的燃燒技術(shù)分為直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。這3種方法均為在一定條件下,將有機(jī)廢氣燃燒氧化生成無毒無害或低害的物質(zhì),進(jìn)而達(dá)到凈化廢氣的目的。直接燃燒時,高溫火焰與有機(jī)廢氣直接接觸,若污染物濃度過高,則存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)氧濃度較低時,易導(dǎo)致有機(jī)物燃燒不徹底,生成二次污染物。熱力燃燒法和催化燃燒法均需對尾氣進(jìn)行預(yù)處理,確保尾氣中粉塵質(zhì)量濃度低于10mgNm?3。另外,還要避免硅烷、有機(jī)硅等物質(zhì)形成蓄熱體、堵塞催化劑。

3.  展望

1)注重基礎(chǔ)理論研究,科學(xué)設(shè)計(jì)尾氣處理系統(tǒng)。原位熱脫附過程中抽提出來的污染物濃度隨加熱時間長短發(fā)生變化,在某一時刻,其抽出的污染物濃度可能達(dá)到最大值,從而對尾水尾氣處理裝置的運(yùn)行會造成沖擊負(fù)荷。因此,在工藝設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮修復(fù)場地的污染物特點(diǎn),詳細(xì)測算尾水尾氣流量和污染物濃度峰值。同時,要科學(xué)認(rèn)識整個原位熱脫附過程中污染物的脫附規(guī)律,摸清尾氣中污染物濃度的變化規(guī)律,以掌握脫附高峰出現(xiàn)時間,提前制定應(yīng)對策略。

2)增強(qiáng)尾氣處理系統(tǒng)完整性和合理性,保證尾氣達(dá)標(biāo)。宜采用國內(nèi)外先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù),確保尾氣處理工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理能力符合規(guī)范,并確保各項(xiàng)排放指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。如在選擇活性炭吸附工藝時,需設(shè)置除霧裝置,避免水分過高導(dǎo)致活性炭失效。在選擇燃燒處理工藝時,需結(jié)合污染物類型設(shè)置可選擇的除酸模塊,保證尾氣達(dá)標(biāo)排放;同時,需要結(jié)合污染物濃度,設(shè)置一定的防爆措施。在修復(fù)工程實(shí)施過程中,應(yīng)對排放尾氣進(jìn)行監(jiān)測。采用活性炭吸附等工藝處理尾氣時,可在尾氣排放口采用火焰離子檢測器或光離子檢測器進(jìn)行檢測;采用熱催化氧化工藝處理尾氣時,宜設(shè)置連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)。另外,可考慮回收尾水尾氣處理系統(tǒng)中有價(jià)值的廢油。

3)強(qiáng)化系統(tǒng)模塊化、集成化程度,提高普適性。對尾水尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行模塊化、集成化的設(shè)計(jì),設(shè)置可自由切換組合的多工藝模塊,可用于處理不同類型的污染物,提高系統(tǒng)的普遍適用性。同時,撬裝化設(shè)計(jì)方便裝置的吊裝和移動,設(shè)備布置緊湊占地面積小、便于維護(hù)和管理。尾氣治理工作應(yīng)從源頭、過程和末端同步展開。末端治理技術(shù)應(yīng)向信息化、自動化、撬裝化、小型化、集約化、節(jié)能化、全密閉的方向發(fā)展。

4)提高能量利用效率,降低尾氣治理成本。盡可能對抽提尾氣、燃燒處理的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱能回收利用,以降低整體處理成本。

5)做好二次污染防范措施,實(shí)現(xiàn)綠色修復(fù)。加強(qiáng)對原位熱脫附過程中脫附氣體的收集并防范廢水跑冒滴漏。一方面做好抽提井中氣體的高效收集,以確保抽提管線的密閉性,防止管線污染物中廢氣逸散;采用負(fù)壓設(shè)計(jì),維持管道和設(shè)備內(nèi)的負(fù)壓狀態(tài);確保系統(tǒng)內(nèi)動力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、動力設(shè)備應(yīng)設(shè)有應(yīng)急旁通和雙電源等保護(hù)措施等。另一方面,落實(shí)二次污染防治措施,應(yīng)做好修復(fù)區(qū)域內(nèi)所有尾氣收集,對配套設(shè)備的降噪、減振制定相應(yīng)措施。(來源:北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司,北京建工綠色能源環(huán)境科技有限責(zé)任公司,中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

国产成人h片视频在线观看_黄色视频中文字幕毛片一区二区久久久_国产91免费在线_午夜伦情电午夜伦情视频_毛色毛片免费观看_国产精品无码免费视频二_精品女厕沟底拍撒尿_色77在线观看无码视频_国产91特黄特色a级毛片_亚洲风情第一页