热解吸技术在VOCs-SVOCs污染场地修复中的应用研究

魏雨露

摘 要：热解吸技术以其高效、快速、适应性强等特点，在国外污染场地的修复项目中得以广泛应用。我国虽然起步较晚，但近年来国内相关的研究工作与工程应用发展迅速。本文介绍了VOCs-SVOCs污染场地现状及热解吸技术原理、适用范围、分类、影响因素，分析了热解吸技术的修复效果，并归纳总结了热解吸技术的发展前景。

关键词：热解吸技术;污染场地;技术原理;修复效果

随着经济的发展和城镇建设的快速发展，同时由于产业结构和城市规划的重新调整，工业企业搬迁数量与日俱增，随之也遗留下来大量存在潜在环境风险的场地，由于污染场地的重新开发建设与人民群众的健康和安全密切相关，挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）作为土壤主要污染物之一，具有毒性、刺激性和光化学反应活性，引起了国内外的高度重视。有关部门也已经就工业场地的环境污染问题出台了部分技术政策，如原国家环保总局先后出台了《土壤环境质量标准》 （GB 15618-1995）、《工业企业土壤环境质量风险评价基准》（HJ/T25-1999），《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》（环办[2004]47 号）、 《土壤环境监测技术规范》（HJ_T 166-2004）、《展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）》（HJ_T 350-2007）等，一些相关的标准规范也正在制定和完善当中。与此同时，污染场地环境修复技术及设备的研发也在逐步开展。

热解吸技术（TD）以其修复速度快、效率高和普适性强等特点受到了国内研究者的重视。尽管该技术在欧美等发达国家已工程化应用近30年，但是对于国内而言，还是一项新技术。近年来，国内研究者逐渐开展了许多与热解吸技术相关的研究工作。

一、VOCs/SVOCs污染场地现状

挥发性有机物（VOCs）与半挥发性有机物 （SVOCs）是污染场地土壤中常见的典型污染物，由于其多样性、挥发性和高毒害性以及对土壤污染的隐蔽性和累积性，已被很多国家列入优先控制污染物名录。土壤的有机污染问题在全世界范围内广泛存在。2011年美国超级基金对323个污染场地中的535个可操作单元的污染物分类情况进行统计，有449个操作单元受到不同程度的VOCs/SVOCs污染，其中受VOCs 污染单元为359 个，受SVOCs 污染单元为317 个，受VOCs/SVOCs污染单元所占比例高达84%（图1）。欧洲的研究表明60%的污染场地是由有机污染物引起的。

我国的污染场地也面临同样的挑战，截至2014 年7月，国内环境修复项目共335个，涵盖了24个省、直辖市和自治区。其中土壤修复项目有192个，占总修复项目数量的57%，大量化工、石油、焦化企业从城区搬迁，遗留下受到有机物污染的“棕地”数量不断增多，这些污染场地严重威胁着周边居民的身体健康和环境状况，也阻碍了土地的再次利用，因此针对该类型的修复工程及修复设备具有广阔的发展前景，助推了大批技术原理及仪器设备的研发和应用。

二、热解吸技术原理及适用范围

热解吸技术在修复有机污染土壤方面，是一种成熟可靠的技术。它是在真空条件下或通入载气时，通过直接或间接热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够的温度，使其从污染土壤中挥发或分离。热解吸过程中发生蒸发、蒸馏、沸腾、氧化和热解等作用，土壤中的部分有机污染物在高温下分解，但大部分未能分解的污染物从土壤中分离进入烟气，再对污染烟气进行净化处理。

热解吸技术特别适合石油烃（包括汽油，柴油，润滑油等）、氯化溶剂等挥发性有机物（VOCs）、半挥发性有机物（SVOCs）污染土壤的修复;可有效移除如多氯联苯（PCBs）、含氯农药和氯代烃等低挥发性、难分解有机污染物。面对含有多种不同沸点有机污染物时，可一次达到整治目标，一般有机污染物的脱附率可以达到90%以上。

三、热解吸技术的分类

热解吸技术根据不同的分类方法可划分为不同的类型：根据处理污染物时所需温度的高低可分为高温热解吸技术（>315℃） 和低温热解吸技术（150～315℃）。根据修复地点的不同可分为原位热解吸技术和异位热解吸技术：典型的原位热解吸技术主要有热蒸汽抽提技术、加热井和加热毯技术;典型的异位热解吸技术有回转窑和加熱螺旋器等。根据加热火焰与物料的接触方式可分为直接热解吸技术和间接热解吸技术。对于回转窑而言，根据物料行进方向与烟气方向的异同又可分为顺流热解吸技术和逆流热解吸技术。

四、热解吸修复效果评价

影响热解吸技术应用及处理效率的因素主要有污染物特性、加热温度、停留时间、物料与热源的接触程度以及土壤含水率、质地、粒径、有机质等土壤特性，加热温度越高、时间越长可保证VOCs和SVOCs去除效果。热解吸技术在修复有机污染土壤方面，是一种成熟可靠的技术，可适用于多种污染组分的处置，对挥发性有机物，半挥发性有机物和持久性有机物都很有效。可修复一般的土壤，也可用于淤泥等难处置土壤的修复。热解吸技术同焚烧技术相比，处置成本低，能耗小，是一种经济环保的修复技术。因此，对VOCs-SVOCs污染土壤进行热解吸处置，是方便、经济和有效的。

五、展望

与发达国家相比，中国的污染场地修复处于起步阶段，各项相关制度还不够完善，但企业搬迁遗留大量污染场地，而城市化进程的加速要求土地修复工作尽可能在较短时间内完成。因此，快速、高效、简单的异位修复技术成为现阶段中国污染场地修复的首选。从污染场地修复发展历程可见，选择修复技术要综合考虑场地条件、污染特征、修复周期和经济可行性等各种因素，做到因地制宜，择优选择。

参考文献：

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