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详谈热解吸中土壤水分的影响

访问量:75 次发布时间:2018-01-09

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土壤含水率可以影响热解吸去除污染物所需的温度和时间,在热解吸过程中,土壤水分大部分水分都在热脱附器中挥发。一般来说,土壤水分越大,所需热量和停留时间就越长,从而对土壤中污染物的去除产生影响。因此,我们在相同处理温度和相同处理时间的条件下,不同的土壤含水率对DDTs和HCHs去除效果的影响。
 
将污染土壤至于冷冻干燥机冷冻干燥,之后均匀摊平成薄层于托盘上,用喷壶淋浴土壤,分别加0ml、30ml、60ml、100ml、150ml水,将其于土壤和均匀后静置,测定水分含量依次为:9.59%、10.56%、12.67%、15.85%、18.65%。设定滚筒温度为400摄氏度,停留时间为20min每次称取1kg的土壤通过加料斗投入到回转炉中,待其全部从出料口出来后,再对下一批土壤进行处理。

 
由上图可知随含水率升高,部分污染物的去除率明显下降,但是污染物总量变化微弱。
 
当土壤中水分含量较低时,由于土壤矿物质表面的强烈吸附作用,使DDTs和HCHs吸附在土壤中,加热土壤,使污染物各组分易从土壤矿物质表面蒸发出去;土壤水分含量较高时,由于水分子的竞争作用,使污染物很难吸附在矿物质表面的吸附点上,而更易溶于土壤有机质中,与有机质紧密结合。加热土壤,水分子更易从土壤中挥发出来,热量传递到土壤内部无法达到既定温度,从而使污染物难于脱附。但是其中有几个污染物的组分的去除率受影响程度较小,可能是因为p´﹣DDD、o,p´﹣DDT、p,p´﹣DDT的溶解度低于p,p´﹣DDE,β-HCH溶解度远低于HCHs其他异构体,导致这些污染物组分与水分子的竞争吸附作用较小,故很快从土壤中脱附,向大气挥发;其次,土壤水分是他们移动的载体及动力,热解吸过程中土壤水分的不断蒸发,导致农药早土壤毛细管中流动,虽然他们的溶解度相对较小、移动性很弱,但在被土壤颗粒吸附后,污染物随着颗粒的移动而发生迁移,水分携带比单纯的扩散更快地使污染物通过土壤,这样毛细管的流动将污染物带到土壤表面,加快污染物的蒸发速度。
 
当土壤含水率超过10%时,热解吸修复装置的热量消耗主要由水分造成,水分占用了更多的热量,从而降低了目标污染物的去除率,但对于污染物而言,变化较小,分析其原因可能是由于DDTs与HCHs极难溶于水,也可能与污染物向大气挥发或是其他因素有关,当土壤水分低于20%时,水分不是影响土壤热解吸的关键因素,所以在土壤修复工作中,挖掘出来的新鲜土壤采取机械脱水或通气干燥等方式去除一定水分再进行热解吸处理,但无需过于干燥,以节省时间和成本。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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