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停留时间对土壤热解吸系统的影响研究

访问量:59 次发布时间:2018-01-09

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根据污染物、污染程度、含水率的不同土壤所需求的停留时间不同,一般为5-40min。合适的停留时间一方面能确保土壤在热解吸设备中停留足够长的时间,以达到修复目标;另一方面结合修复工程的需求,确保达到设计产量,以确保修复项目按时完成。停留时间越长,处理量越小,修复单位成本越高。对于热解吸窑体而言,窑体的斜度和转速是影响停留时间的主要因素;因此,窑体本身的长短和内部结构也对停留时间有着重要影响。
 
为研究停留时间对DDTs和HCHs去除效果的影响,选择0-40min的范围区间,通过调节滚筒旋转频率,以每5分钟为一个时间梯度来进行研究。固定温度为400摄氏度,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,再次设定温度参数对下一批土壤进行热解吸处理。下图是含水率为4.70%的同一批土壤样品进行处理

 
从图中可以看出,两种污染物的各个组分的去除率不尽相同。大部分污染物均在热解吸过程的前几分钟中被去除。处理时间为5分钟时。除了γ-HCH、δ-HCH的去除率为ΣHCH去除率均达到99%。热解吸持续时间延长,去除率增长变化幅度不大,并趋于稳定。
 
由于DDTs和HCHs各组分的熔点在89-315%范围之内,在滚筒温度升到制定温度前,它们便熔化出来,这导致当停留时间仅为10min时,土壤中污染物含量很少。DDTs中去除p,p´﹣DDT外,其他组分均能在较短时间内被基本去除,DDTs去除率的变化趋势与前文温度试验中该污染物的去除规律相同,随着时间推移,p,p´﹣DDT在自身分家的同时形成p,p´﹣DDE,并且由于
p,p´﹣DDE是降解产物,性质更加稳定,导致其去除率总低于其他组分。等热解吸进行10分钟后,DDT和DDD的检测结构均低于检测限,这是因为在处理过程中它们都转化成为了DDE,导致DDE在这10分钟内的含量没有太大降幅。在HCHs中,β-HCH的去除率一直处于较高水平,而
δ-HCH去除率增加较为缓慢,可能是因为β-HCH在此温度下随时间的推移已经转化成δ-HCH。时间升至15分钟,ΣHCH总量0.040mg/kg,并且升至20min时,ΣDDT总量0.039mg/kg,此时目标污染物含量低于国家土壤环境质量标准的一级标准0.05mg/kg,时间继续延长,差别不是很明显。因此,考虑时间和经济成本,选择尽可能短的时间。
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