污染土壤的物理修復(fù)-課件

第三章污染土壤的物理修復(fù)1ppt課件第三章污染土壤的物理修復(fù)1ppt課件主要內(nèi)容物理分離修復(fù)技術(shù)土壤蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)固定/穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)玻璃化修復(fù)技術(shù)熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)熱解吸修復(fù)技術(shù)電動(dòng)修復(fù)技術(shù)冰凍修復(fù)技術(shù)2ppt課件主要內(nèi)容物理分離修復(fù)技術(shù)2ppt課件一、物理分離修復(fù)技術(shù)

借助物理手段將污染物從土壤膠體上分離開來的技術(shù)。1.1技術(shù)原理與過程1.1.1技術(shù)原理依據(jù)粒徑的大小，采用過濾或微過濾的方法進(jìn)行分離依據(jù)分布、密度大小、采用沉淀或離心分離依據(jù)磁性有無或大小，采用磁分離手段根據(jù)表面特征，采用浮選法進(jìn)行分離3ppt課件一、物理分離修復(fù)技術(shù)借助物理手段將污染物從土壤膠體上分離物理分離技術(shù)的主要屬性4ppt課件物理分離技術(shù)的主要屬性4ppt課件物理分離技術(shù)要考慮的一些因素要求污染物具有較高濃度并且存在于具有不同物理特征的相介質(zhì)中篩分干污染物時(shí)會(huì)產(chǎn)生粉塵固體基質(zhì)中的細(xì)粒徑部分和廢液中的污染物需要進(jìn)行再處理5ppt課件物理分離技術(shù)要考慮的一些因素5ppt課件1.1.2物理分離過程主要包括：針對(duì)不同土壤顆粒粒級(jí)（如粗砂、細(xì)砂和粘粒等）、粒徑或形狀，可通過不同大小、形狀網(wǎng)格的篩子進(jìn)行分離依據(jù)顆粒水動(dòng)力學(xué)原理，將不同密度的顆粒，通過其重力作用導(dǎo)致的不同沉降、沉淀速率進(jìn)行分離根據(jù)顆粒表面特征的不同，采用浮選法，將其中一些顆粒吸引到目標(biāo)泡沫上進(jìn)行分離一些物質(zhì)具有磁性，或者污染物本身具有磁感應(yīng)效應(yīng)，尤其是一些重金屬6ppt課件1.1.2物理分離過程6ppt課件7ppt課件7ppt課件1.2物理分離修復(fù)方法1.2.1粒徑分離：根據(jù)顆粒直徑的大小分離固體干篩分：能成功處理大或中等的土壤顆粒，處理小于0.06~0.09m粒級(jí)比較難濕篩分：易產(chǎn)生一定量的污水，濕的土壤使下一步的化學(xué)處理比較難摩擦-洗滌：摩擦洗滌器不是真正的顆粒分離設(shè)備，但能夠打碎土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，將氧化物或其它膠膜從土壤膠體上洗下來8ppt課件1.2物理分離修復(fù)方法8ppt課件采用濕分離技術(shù)要遵循的原則當(dāng)大量重金屬以顆粒狀存在時(shí)，特別推薦采用濕篩分方式如果接下來的化學(xué)處理需要水，如采用土壤清洗或土壤淋洗技術(shù)，也采用濕篩分如果處理得到的重金屬可以循環(huán)再利用或廢液不需要很多的化學(xué)處理試劑，也采用濕篩分9ppt課件采用濕分離技術(shù)要遵循的原則9ppt課件1.2.2水動(dòng)力學(xué)分離也稱粒度分級(jí)，基于顆粒在流體中的移動(dòng)速度將其分成兩部分或多部分的分離技術(shù)。顆粒在流體中的移動(dòng)速度取決于顆粒大小、密度和形狀。可以通過強(qiáng)化流體在與顆粒運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)，提高分離效率。主要儀器：淘選機(jī)、機(jī)械粒度分級(jí)機(jī)、水力旋風(fēng)分離器等10ppt課件1.2.2水動(dòng)力學(xué)分離10ppt課件11ppt課件11ppt課件螺旋分級(jí)的工作過程示意圖12ppt課件螺旋分級(jí)的工作過程示意圖12ppt課件1.2.3密度（或重力）分離基于物質(zhì)密度，采用重力富集方式分離顆粒。在重力和其他一種或多種與重力方向相反的作用力的同時(shí)作用下，不同密度的顆粒產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)行為也有所不同。重力分離對(duì)粗糙顆粒比較有效主要儀器：振動(dòng)篩、螺旋富集器、搖床、比目床13ppt課件1.2.3密度（或重力）分離13ppt課件尾渣進(jìn)料水振動(dòng)篩網(wǎng)濃縮物排放水上下運(yùn)動(dòng)箱體震動(dòng)篩設(shè)備及其原理示意圖14ppt課件尾渣進(jìn)料水振動(dòng)篩網(wǎng)濃縮物排放水上下運(yùn)動(dòng)箱體震動(dòng)篩設(shè)備及其原理15ppt課件15ppt課件16ppt課件16ppt課件1.2.4脫水分離

一般采用的脫水方法有過濾、壓濾、離心和沉淀17ppt課件1.2.4脫水分離17ppt課件常見脫水分離修復(fù)技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)18ppt課件常見脫水分離修復(fù)技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)18ppt課件采用物理分離技術(shù)的適用粒度范圍19ppt課件采用物理分離技術(shù)的適用粒度范圍19ppt課件應(yīng)用實(shí)例分析20ppt課件應(yīng)用實(shí)例分析20ppt課件射擊場(chǎng)污染土壤物理分離修復(fù)方案21ppt課件射擊場(chǎng)污染土壤物理分離修復(fù)方案21ppt課件二、土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)2.1概念土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)（Soilvapourextraction，SVE）是指通過降低土壤空隙的蒸氣壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸氣形式而加以去除的技術(shù)，是利用物理方法去除不飽和土壤中揮發(fā)性有機(jī)組分（VOCs）污染的一種修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)適用于高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤的修復(fù)，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤SVE,alsoknownassoilventingorvacuumextraction,isaninsituremedialtechnologythatreducesconcentrationsofvolatileconstituentsinpetroleumproductsadsorbedtosoilsintheunsaturated(vadose)zone.22ppt課件二、土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)22ppt課件2.2土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)的基本原理在污染土壤內(nèi)引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，利用土壤固相、液相和氣相之間的濃度梯度，在氣壓降低的情況下，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的污染物排出土壤外的過程23ppt課件2.2土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)的基本原理23ppt課件24ppt課件24ppt課件25ppt課件25ppt課件26ppt課件26ppt課件2.3土壤蒸汽浸提技術(shù)種類原位土壤蒸汽浸提技術(shù)異位土壤蒸汽浸提技術(shù)多相浸提技術(shù)（兩相浸提技術(shù)、兩重浸提技術(shù)）生物通風(fēng)技術(shù)27ppt課件2.3土壤蒸汽浸提技術(shù)種類原位土壤蒸汽浸提技術(shù)27ppt課原位土壤蒸氣浸提技術(shù)利用真空通過布置在不飽和土壤層中的提取井向土壤中導(dǎo)入氣流，氣流經(jīng)過土壤時(shí)，揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機(jī)物揮發(fā)，隨空氣進(jìn)入真空井，氣流經(jīng)過后，土壤得到了修復(fù)。主要用于揮發(fā)性有機(jī)鹵代物或非鹵代物的修復(fù)，有時(shí)也應(yīng)用于去除土壤中的油類、重金屬及其有機(jī)物、多環(huán)芳烴或二惡英等污染物28ppt課件原位土壤蒸氣浸提技術(shù)利用真空通過布置在不飽和土壤層中的提取井29ppt課件29ppt課件30ppt課件30ppt課件氣體抽排井的分布、形狀、深度、口徑大小等需根據(jù)污染區(qū)的地質(zhì)條件、地下水水位、污染范圍等決定抽氣管道的鋪設(shè)基本分兩種情況：豎直和水平31ppt課件氣體抽排井的分布、形狀、深度、口徑大小等需根據(jù)污染區(qū)的地質(zhì)條32ppt課件32ppt課件33ppt課件33ppt課件原位土壤蒸氣浸提技術(shù)的應(yīng)用條件34ppt課件原位土壤蒸氣浸提技術(shù)的應(yīng)用條件34ppt課件35ppt課件35ppt課件原位土壤蒸氣浸提技術(shù)的成本估算項(xiàng)目36ppt課件原位土壤蒸氣浸提技術(shù)的成本估算項(xiàng)目36ppt課件異位土壤蒸汽浸提技術(shù)是指利用真空通過布置在堆積著的污染土壤中開有狹縫的管道網(wǎng)絡(luò)向土壤中引入氣流，促使揮發(fā)性和半揮發(fā)性的污染物揮發(fā)進(jìn)入土壤中的清潔空氣流，進(jìn)而被提取脫離土壤。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還包括尾氣處理系統(tǒng)主要用于處理揮發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代污染物污染土壤的修復(fù)37ppt課件異位土壤蒸汽浸提技術(shù)是指利用真空通過布置在堆積著的污染土壤中38ppt課件38ppt課件異位土壤蒸汽浸提技術(shù)與原位土壤蒸汽浸提技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)：挖掘過程可以增加土壤中的氣流通道淺層地下水位不會(huì)影響處理過程使泄漏收集變得可能監(jiān)測(cè)過程變得容易進(jìn)行39ppt課件異位土壤蒸汽浸提技術(shù)與原位土壤蒸汽浸提技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)：39p影響該技術(shù)發(fā)揮有效性的主要因素挖掘和物料處理過程中容易出現(xiàn)氣體泄漏運(yùn)輸過程中有可能導(dǎo)致?lián)]發(fā)性物質(zhì)釋放占地空間要求較大處理之前直徑大于60mm的塊狀碎石需提前去除黏質(zhì)土壤影響修復(fù)效率腐殖質(zhì)含量過高會(huì)抑制揮發(fā)過程40ppt課件影響該技術(shù)發(fā)揮有效性的主要因素40ppt課件多相浸提技術(shù)

多相浸提技術(shù)（muti-phaseextraction）是土壤蒸汽浸提技術(shù)進(jìn)行革新基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是蒸汽浸提技術(shù)的強(qiáng)化，可以同時(shí)對(duì)地下水和土壤蒸汽進(jìn)行提取。主要用于處理中、低滲透性地層中的VOCs及其他污染物。多相浸提技術(shù)可具體細(xì)分為兩相（TPE）和兩重浸提（DPE）兩種方法41ppt課件多相浸提技術(shù)多相浸提技術(shù)（muti-phas42ppt課件42ppt課件43ppt課件43ppt課件

兩相浸提技術(shù)（two-phaseextraction），是指利用蒸汽浸提或者生物通風(fēng)技術(shù)向不飽和土壤輸送氣流，以修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物和油類污染物污染土壤的過程氣流同時(shí)也可以將地下水提到地上進(jìn)行處理，兩相提取井同時(shí)位于土壤飽和層和土壤不飽和層，施以真空后進(jìn)行提取44ppt課件兩相浸提技術(shù)（two-phaseextract45ppt課件45ppt課件46ppt課件46ppt課件47ppt課件47ppt課件

兩重浸提技術(shù)（dual-phaseextraction）既可以在高真空下也可以在低真空條件下使用潛水泵或者空氣泵工作48ppt課件兩重浸提技術(shù)（dual-phasee49ppt課件49ppt課件50ppt課件50ppt課件限制因素兩相或多相浸提技術(shù)修復(fù)土壤的時(shí)間由6個(gè)月至幾年不等，主要決定于以下因素：修復(fù)目標(biāo)要求；原位處理量；污染物濃度及分布；現(xiàn)場(chǎng)特性如滲透性、各項(xiàng)異質(zhì)性；地下水抽取影響半徑；地下水抽取速率51ppt課件限制因素51ppt課件兩重和兩相浸提技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)52ppt課件兩重和兩相浸提技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)52ppt課件

兩篇文獻(xiàn)Remediationefficiencyofvapourextractionofsandysoilscontaminatedwithcyclohexane:Influenceofairflowrate,waterandnaturalorganicmattercontent

EnvironmentalPollution,

2006,

143：146-152

Experimentalinvestigationofpneumaticsoilvaporextraction

JournalofContaminantHydrology,

2007,

89：29-4753ppt課件

54ppt課件54ppt課件壓裂修復(fù)技術(shù)

壓裂技術(shù)（fracture）是指利用某種力量使地下的巖石或者大密度土壤（黏土、膠泥）爆裂的技術(shù)，本身不是一種獨(dú)立的污染土壤修復(fù)技術(shù)，它只是用來使地層壓裂促進(jìn)其他修復(fù)技術(shù)的修復(fù)效果，產(chǎn)生的裂痕，為需要去除或分解的有害化學(xué)物質(zhì)提供了逸出的通道55ppt課件壓裂修復(fù)技術(shù)壓裂技術(shù)（fracture）是指利用主要有水力壓裂：高壓水注射進(jìn)入注射井底部，作為壓裂開始點(diǎn)，然后將沙石及濃膠混合物高壓泵入壓裂區(qū)域氣動(dòng)壓裂：利用空氣爆裂土壤、沉積物，將高壓氣體注入密實(shí)的污染土壤或沉積物中以擴(kuò)大、增加裂痕等，增強(qiáng)其滲透性、加速汽提、生物修復(fù)和熱處理去除土壤或沉積物中污染物的過程爆炸強(qiáng)化壓裂：利用爆炸性物質(zhì)，如炸藥等使土壤、巖石爆裂56ppt課件主要有56ppt課件57ppt課件57ppt課件生物通風(fēng)

生物通風(fēng)(bioventing)即BV法，結(jié)合了土壤通風(fēng)的物理過程和增強(qiáng)的生物降解過程，而成為一種應(yīng)用廣泛的革新性原位修復(fù)技術(shù)，是土壤蒸汽浸提技術(shù)的衍生58ppt課件生物通風(fēng)生物通風(fēng)(bioventing)即BV法59ppt課件59ppt課件60ppt課件60ppt課件滲透性61ppt課件滲透性61ppt課件62ppt課件62ppt課件生物通風(fēng)系統(tǒng)使用與SVE相同的設(shè)施，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)目的有很大不同SVE系統(tǒng)井被放在被污染區(qū)域的中心，而生物通風(fēng)操作中井放在被污染區(qū)的邊緣往往更有效SVE在修復(fù)污染物時(shí)空氣抽提速率一般較大，利用揮發(fā)性去除污染物，生物通風(fēng)的目的是創(chuàng)造好氧條件來促進(jìn)原位生物降解，因此生物通風(fēng)相對(duì)較低的空氣速率，以使氣體在土壤中的停留時(shí)間增長(zhǎng)63ppt課件生物通風(fēng)系統(tǒng)使用與SVE相同的設(shè)施，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)目的有很生物通風(fēng)應(yīng)用范圍較寬，Michael(1995)已經(jīng)通過實(shí)施研究證明了，生物通風(fēng)不僅能成功用于輕組分有機(jī)物，如汽油和柴油，還能用于重組分有機(jī)物，如燃料油等，另外也可用于其它的揮發(fā)或半揮發(fā)組分。生物通風(fēng)的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是，與SVE比較它的操作費(fèi)用更低。在SVE操作中抽出的廢氣不能直接放入空氣中，需要后續(xù)處理工藝(一般是活性碳吸咐和催化燃燒)，這有時(shí)甚至要占整個(gè)費(fèi)用的50％左右，生物通風(fēng)省去了此步驟，因此操作成本下降。生物通風(fēng)比較其它土壤修復(fù)技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是它的操作時(shí)間長(zhǎng)，受到土著微生物種類的限制64ppt課件生物通風(fēng)應(yīng)用范圍較寬，Michael(1995)已經(jīng)通過實(shí)施生物通風(fēng)影響因素和強(qiáng)化技術(shù)的研究

添加營(yíng)養(yǎng)物：實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都表明，適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)物可以促進(jìn)生物降解。Lindhardt等在實(shí)驗(yàn)研究中增加了氮和磷酸鹽以有利于生物通風(fēng)操作，Breedreld等在實(shí)驗(yàn)室土柱及現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模下研究了加入營(yíng)養(yǎng)物對(duì)生物通風(fēng)的影響，證實(shí)了添加營(yíng)養(yǎng)物對(duì)生物降解的促進(jìn)作用。Bulman和Newland在一個(gè)柴油污染基地設(shè)計(jì)了生物通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)操作6個(gè)月，比起始總有機(jī)物濃度減少了10％-30％，去除深度達(dá)3m，通風(fēng)中加入營(yíng)養(yǎng)物后導(dǎo)致在下面的6個(gè)月中，又有30％的污染物被去除，去除深度達(dá)到了3.5m。65ppt課件生物通風(fēng)影響因素和強(qiáng)化技術(shù)的研究65ppt課件

氧源：氧的供應(yīng)經(jīng)常成為生物通風(fēng)的限制因素。為解決此問題，土壤治理中，除了用空氣提供氧氣外，還可用H202或純氧作為氧源。土壤濕度：實(shí)驗(yàn)室中的研究表明，土壤濕度大，則生物轉(zhuǎn)化率高。在生物通風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)卻有兩種不同的結(jié)論：有的報(bào)道說增加濕度使通風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)的生物降解速率增加，但另有結(jié)果表明，濕度增加，效果并不明顯，甚至由于阻止了氧氣的傳遞而使生物通風(fēng)特性消失66ppt課件氧源：氧的供應(yīng)經(jīng)常成為生物通風(fēng)的限制因素。為解決此問題，土溫度：在寒冷地區(qū)，土壤溫度成為主要限制因素，增加土壤溫度后可提高生物降解的活性，加熱方法主要有熱空氣注射、蒸汽注射、電加熱和微波加熱加入優(yōu)勢(shì)菌：土壤中石油污染物的生物降解與土壤中可降解菌的含量有密切關(guān)系，土壤中加入石油降解優(yōu)勢(shì)菌能大大提高生物降解速度，如白腐真菌對(duì)許多有機(jī)污染物都有很好的降解效果。Gruiz等將生物通風(fēng)與高效菌應(yīng)用相結(jié)合，效果十分明顯67ppt課件溫度：在寒冷地區(qū)，土壤溫度成為主要限制因素，增加土壤溫度后可

電子受體：一般認(rèn)為提出限制生物修復(fù)成功的最關(guān)鍵因素是缺乏合適的電子受體。許多種電子受體都可以被土壤中微生物利用來完成有機(jī)污染物的氧化，這包括氧、硝酸鹽、硫酸鹽、二氧化碳和有機(jī)碳。其中氧能提供給微生物的能量最高，幾乎是硝酸鹽的兩倍，比硫酸鹽、二氧化碳和有機(jī)碳所釋放的能量多出一個(gè)數(shù)量級(jí)，其次，土壤環(huán)境中利用氧的微生物非常普遍，并且，從工程觀點(diǎn)上，加速的生物降解大部分發(fā)生在好氧條件下而非厭氧條件下，因此，氧是最好的電子受體68ppt課件電子受體：一般認(rèn)為提出限制生物修復(fù)成功的最關(guān)鍵因素是缺乏合69ppt課件69ppt課件70ppt課件70ppt課件71ppt課件71ppt課件空氣噴射(airsparging，AS)AS，也有人稱為空氣注射，是去除飽和區(qū)土壤有機(jī)污染物的土壤原位修復(fù)技術(shù)。AS的目的是去除潛水位以下的地下水中溶解的有機(jī)污染物質(zhì)，通過將新鮮空氣噴射進(jìn)飽和區(qū)土壤中，產(chǎn)生的懸浮羽狀體逐步向原始水位上升，從而達(dá)到去除化學(xué)物質(zhì)的目的。噴射進(jìn)入含水層的空氣能提供氧氣來支持生物降解，也能將揮發(fā)性污染物從地下水轉(zhuǎn)移到不飽和區(qū)，在那里污染物能夠用SVE或BV來進(jìn)行處理72ppt課件空氣噴射(airsparging，AS)AS，也有人稱為空73ppt課件73ppt課件74ppt課件74ppt課件75ppt課件75ppt課件AS的影響因素土壤的特性：土壤特性對(duì)AS的影響主要包括土壤的類型、土壤的均勻性和土壤粒徑大小。土壤的非均勻性導(dǎo)致其在各方向都存在不同的粒徑分布和滲透率。Ji等在實(shí)驗(yàn)中觀察到：對(duì)于均質(zhì)土壤，無論何種空氣流動(dòng)方式，其流動(dòng)區(qū)域都是通過噴射點(diǎn)垂直軸對(duì)稱的。而非均質(zhì)土壤，空氣流動(dòng)不是軸對(duì)稱的，這說明空氣通道對(duì)土壤的非均勻性很敏感。因此，在AS過程中，噴射空氣可能會(huì)沿阻力較小的路徑通過飽和區(qū)土壤，根本就不經(jīng)過滲透率較低的土壤區(qū)域，從而影響污染物的去除效果。Reddy等實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，土壤粒徑極大地影響AS去除有機(jī)污染物的效率。當(dāng)有效粒徑超過邊界值0.2mm時(shí)，AS去除有機(jī)物的效率和粒徑為線性關(guān)系；當(dāng)有效粒徑低于0.2mm時(shí)，AS去除有機(jī)物所需的時(shí)間將大大增加。76ppt課件AS的影響因素76ppt課件

空氣的流量和壓力：空氣噴入土壤中需要一定的壓力，壓力的大小對(duì)于AS去除有機(jī)污染物的效率有一定程度的影響。空氣噴射壓力越大，所形成的空氣通道就越密。一方面，空氣流量的大小將直接影響土壤中水和空氣的飽和度，影響氣液兩相間的傳質(zhì)，從而影響土壤中有機(jī)污染物的去除。另一方面，空氣流量的大小決定了可向土壤提供的氧含量，決定了有機(jī)物的有氧生物降解過程。空氣流量的增加將有助于增加有機(jī)物和氧的擴(kuò)散梯度，有利于有機(jī)物的去除。77ppt課件空氣的流量和壓力：空氣噴入土壤中需要一定的壓力，壓力的大地下水的流動(dòng)：在滲透率較高的土壤中，如粗砂和砂礫，地下水的流率一般較高，影響空氣的流動(dòng)，從而破壞污染物羽狀體的形狀和大小。反之，空氣噴人土壤中不僅造成有機(jī)污染物的揮發(fā)，而且影響通過羽狀體的地下水的流動(dòng)。這兩種流體(空氣和水)的相互作用可能對(duì)AS過程不利。78ppt課件地下水的流動(dòng)：在滲透率較高的土壤中，如粗砂和砂礫，地下水的流生物注射法：Biosparging(BS)isanin-situremediationtechnologythatusesindigenousmicroorganismstobiodegradeorganicconstituentsinthesaturatedzone.生物通氣法：Bioventingisanin-situremediationtechnologythatusesindigenousmicroorganismstobiodegradeorganicconstituentsadsorbedtosoilsintheunsaturatedzone.79ppt課件生物注射法：Biosparging(BS)isani80ppt課件80ppt課件81ppt課件81ppt課件82ppt課件82ppt課件小結(jié)土壤蒸汽浸提技術(shù)及衍生技術(shù)不飽和區(qū)土壤原位修復(fù)技術(shù)（SVE，BV）飽和區(qū)土壤原位修復(fù)技術(shù)（AS，BS）83ppt課件小結(jié)土壤蒸汽浸提技術(shù)及衍生技術(shù)83ppt課件第三章污染土壤的物理修復(fù)(二）84ppt課件第三章污染土壤的物理修復(fù)(二）84ppt課件三、固化/穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)3.1概念：固化/穩(wěn)定化（Solidification/Stabilization）是指防止或者降低污染土壤釋放有害化學(xué)物質(zhì)過程的一組修復(fù)技術(shù)，通常用于重金屬和放射性物質(zhì)污染土壤的無害化處理，可以是原位也可以是異位。固化是指將污染物包被起來，使之呈顆粒狀或大塊狀存在，進(jìn)而使污染物處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定化是指將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態(tài)和形式，即通過降低污染物的生物有效性，實(shí)現(xiàn)其無害化或者降低其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)危害性的風(fēng)險(xiǎn)85ppt課件三、固化/穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)3.1概念：固化/穩(wěn)定化（So3.2原理：固化/穩(wěn)定化技術(shù)一般常采用的方法為:先利用吸附質(zhì)如黏土、活性炭和樹脂等吸附污染物，澆上瀝青，然后添加某種凝固劑或黏合劑，使混合物成為一種凝膠，最后固化為硬塊。86ppt課件3.2原理：固化/穩(wěn)定化技術(shù)一般常采用的方法為:先利用吸87ppt課件87ppt課件3.3固化/穩(wěn)定化技術(shù)具有以下一些特點(diǎn)：需要污染土壤與固化劑/穩(wěn)定劑等進(jìn)行原位或異位混合，與其他固定技術(shù)相比，無需破壞無機(jī)物質(zhì)，但可能改變有機(jī)物質(zhì)的性質(zhì)穩(wěn)定化可能與封裝等其它固定技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，并可能增加污染物的總體積固化/穩(wěn)定化處理后的污染土壤應(yīng)當(dāng)有利于后續(xù)處理現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需要安裝下面全部或部分設(shè)施：原位修復(fù)所需的螺旋鉆井和混合設(shè)備；集塵系統(tǒng)；揮發(fā)性污染物控制系統(tǒng)；大型儲(chǔ)存池。88ppt課件3.3固化/穩(wěn)定化技術(shù)具有以下一些特點(diǎn)：88ppt課件3.4固化/穩(wěn)定化技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以處理多種復(fù)雜金屬?gòu)U物費(fèi)用低廉加工設(shè)備容易轉(zhuǎn)移所形成的固體毒性降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)凝結(jié)在固體中的微生物很難生長(zhǎng)，不致破壞結(jié)塊結(jié)構(gòu)89ppt課件3.4固化/穩(wěn)定化技術(shù)優(yōu)勢(shì)89ppt課件3.5固化/穩(wěn)定化技術(shù)影響因素物理機(jī)制：水分及有機(jī)污染物含量過高，部分潮濕土壤或者廢物顆粒與粘結(jié)劑接觸粘合，而另一部分未經(jīng)處理的土壤團(tuán)聚體或結(jié)塊，最后形成處理土壤與粘結(jié)劑混合不均勻；親水有機(jī)物對(duì)養(yǎng)護(hù)水泥或者礦渣水泥混合物的膠體結(jié)構(gòu)有破壞作用；干燥或粘性土壤或廢物容易導(dǎo)致混合不均化學(xué)機(jī)制：化學(xué)吸附/老化過程；沉降/沉淀過程；結(jié)晶作用其他因素：含油或油脂的污染土壤固化/穩(wěn)定化后，其穩(wěn)定性較差；污染土壤本身某些固定組分90ppt課件3.5固化/穩(wěn)定化技術(shù)影響因素90ppt課件3.6異位固化/穩(wěn)定化91ppt課件3.6異位固化/穩(wěn)定化91ppt課件92ppt課件92ppt課件3.6.1異位固化/穩(wěn)定化限制因素最終處理時(shí)的環(huán)境條件可能會(huì)影響污染物的長(zhǎng)期穩(wěn)定性一些工藝可能會(huì)導(dǎo)致污染土壤或固廢體積顯著增大有機(jī)物質(zhì)的存在可能會(huì)影響?zhàn)そY(jié)劑作用的發(fā)揮VOCs通常很難固定對(duì)于成分復(fù)雜的污染土壤或固體廢物還沒有發(fā)現(xiàn)很有效的粘合劑石塊或碎片比例太高會(huì)影響粘結(jié)劑的注入和與土壤的混合93ppt課件3.6.1異位固化/穩(wěn)定化限制因素最終處理時(shí)的環(huán)境條件可能3.7原位固化/穩(wěn)定化混合尾氣處理（可選）尾渣處理固化/穩(wěn)定化介質(zhì)固化/穩(wěn)定化藥劑水94ppt課件3.7原位固化/穩(wěn)定化混合尾氣處理（可選）尾渣處理固化/穩(wěn)95ppt課件95ppt課件3.7.1原位固化/穩(wěn)定化的影響因素許多污染物/過程相互復(fù)合作用的長(zhǎng)期效應(yīng)尚未有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可以參考污染物埋藏深度會(huì)影響、限制一些具體的應(yīng)用過程必須控制好粘結(jié)劑的注射和混合過程，防止污染物擴(kuò)散進(jìn)入清潔土壤與水的接觸或者結(jié)冰/解凍循環(huán)過程會(huì)降低污染物的固定化效果粘結(jié)劑的輸送和混合要比異位固化過程困難，成本相對(duì)也高96ppt課件3.7.1原位固化/穩(wěn)定化的影響因素許多污染物/過程相互復(fù)3.8設(shè)計(jì)需要注意的問題安全性問題不同介質(zhì)間的污染問題其它問題：防范措施、有毒氣體的處理、設(shè)備的檢查等97ppt課件3.8設(shè)計(jì)需要注意的問題安全性問題97ppt課件4、玻璃化修復(fù)技術(shù)（Vitrificationremediation）

包括原位和異位技術(shù)

原位玻璃化技術(shù)的發(fā)展起源于20世紀(jì)五六十年代核廢料的玻璃化處理技術(shù)，近年來推廣到土壤修復(fù)98ppt課件4、玻璃化修復(fù)技術(shù)（Vitrificationremedi

4.1原位玻璃化技術(shù)是指通過向污染土壤插入電極，對(duì)污染土壤固相組分給予1600~2000度的高溫處理，使有機(jī)污染物和一部分無機(jī)化合物如硝酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽等得以揮發(fā)或熱解從而從土壤中去除的過程。其中，有機(jī)污染物熱解產(chǎn)生的水分和熱解產(chǎn)物由氣體收集系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。熔化的污染土壤冷卻后形成化學(xué)惰性的、非擴(kuò)散的整塊堅(jiān)硬玻璃體，有害無機(jī)離子得到固定。此技術(shù)適用于含水量較低、污染物深度不超過6M的土壤99ppt課件4.1原位玻璃化技術(shù)是指通過向100ppt課件100ppt課件4.1.1原位玻璃化技術(shù)的影響因素埋設(shè)的導(dǎo)體通路質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過20%的礫石土壤加熱引起的污染物向清潔土壤的遷移易燃易爆物質(zhì)的累積土壤或者污泥中可燃有機(jī)污染物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5%~10%固化的物質(zhì)可能會(huì)妨礙今后現(xiàn)場(chǎng)的土地利用與開發(fā)低于地下水位的污染修復(fù)需要采取措施防止地下水反灌濕度太高會(huì)影響成本101ppt課件4.1.1原位玻璃化技術(shù)的影響因素埋設(shè)的導(dǎo)體通路101pp4.1.2原位玻璃化技術(shù)應(yīng)用的成本估算102ppt課件4.1.2原位玻璃化技術(shù)應(yīng)用的成本估算102ppt課件4.2異位玻璃化技術(shù)

指使用等離子體、電流或其他熱源在1600~2000度的高溫熔化土壤及其中的污染物，使有機(jī)污染物在高溫下被熱解或蒸發(fā)去除，有害無機(jī)離子則得以固定化，產(chǎn)生的水分和熱解產(chǎn)物由氣體收集系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。熔化的污染土壤冷卻后形成化學(xué)惰性的、非擴(kuò)散的整塊堅(jiān)硬玻璃體，有害無機(jī)離子得到固定。103ppt課件4.2異位玻璃化技術(shù)指使用等離子體4.2.1異位玻璃化技術(shù)影響因素需要控制尾氣中的有機(jī)污染物以及一些揮發(fā)的重金屬蒸汽需要處理玻璃化后的殘?jiān)鼭穸忍邥?huì)影響成本104ppt課件4.2.1異位玻璃化技術(shù)影響因素需要控制尾氣中的有機(jī)污染物105ppt課件105ppt課件106ppt課件106ppt課件五、熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)（Thermodynamicremediation）利用熱傳導(dǎo)（如熱井和熱墻）或輻射（如無線電波加熱）實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的修復(fù)包括高溫（>100℃）原位修復(fù)技術(shù)、低溫（<100℃）原位修復(fù)技術(shù)和原位電磁波加熱修復(fù)技術(shù)107ppt課件五、熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)（Thermodynamicremedi5.1高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)利用氣提井和鼓風(fēng)機(jī)將水蒸汽和污染物收集起來，通過熱傳導(dǎo)加熱，可以通過加熱毯從地表進(jìn)行加熱，也可以通過安裝在加熱井中的加熱器件進(jìn)行。高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)主要用于半揮發(fā)性的鹵代有機(jī)物和非鹵代化合物、多氯聯(lián)苯以及密度較高的非水質(zhì)液體有機(jī)物等108ppt課件5.1高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)利用氣提井和鼓風(fēng)機(jī)將水蒸汽和污染109ppt課件109ppt課件110ppt課件110ppt課件5.1.1高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)的影響因素地下土壤的異質(zhì)性會(huì)影響原位修復(fù)處理的均勻程度提取揮發(fā)性弱一些的有機(jī)物的效果，取決于處理過程所選擇的最高溫度加熱和蒸汽收集系統(tǒng)必須嚴(yán)格設(shè)計(jì)、嚴(yán)格操作、以防止污染物擴(kuò)散進(jìn)入清潔土壤經(jīng)過修復(fù)的土壤結(jié)構(gòu)，可能會(huì)由于高溫而發(fā)生變化如果處理飽和層土壤，需要高能來將水加熱，會(huì)大幅度提高成本含有大量粘性土壤及腐殖質(zhì)的土壤，由于對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物具有較高吸附性，會(huì)導(dǎo)致去除速率降低需要尾氣收集處理系統(tǒng)111ppt課件5.1.1高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)的影響因素111ppt課件5.1.2高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的成本估算112ppt課件5.1.2高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的成本估算112ppt課5.2低溫原位加熱修復(fù)技術(shù)利用蒸汽井加熱，包括蒸汽注射鉆頭、熱水浸泡或者電阻加熱產(chǎn)生蒸汽加熱，可以將土壤加熱到100度主要用于處理的污染物是半揮發(fā)性鹵代物和非鹵代物及濃的非水溶性液態(tài)物質(zhì)。113ppt課件5.2低溫原位加熱修復(fù)技術(shù)利用蒸汽井加熱，包括蒸汽注射鉆頭114ppt課件114ppt課件5.2.1主要的影響因素地下土壤的異質(zhì)性，會(huì)影響修復(fù)處理的均勻程度滲透性能低的土壤難以處理在不考慮重力的情況下，會(huì)引起蒸汽繞過非水溶性液態(tài)稠密污染物地下埋藏的導(dǎo)體，會(huì)影響電阻加熱的應(yīng)用效果流體注射和蒸汽收集系統(tǒng)，必須嚴(yán)格設(shè)計(jì)、嚴(yán)格操作，以防止污染物擴(kuò)散進(jìn)入清潔土壤蒸汽、水和有機(jī)液體必須回收處理需要尾氣收集處理系統(tǒng)115ppt課件5.2.1主要的影響因素115ppt課件5.2.2低溫原位加熱修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的成本估算116ppt課件5.2.2低溫原位加熱修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的成本估算116ppt課5.3原位電磁波加熱修復(fù)技術(shù)也屬于高溫原位加熱技術(shù)，利用高頻電壓產(chǎn)生的電磁波能量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土壤進(jìn)行加熱，利用熱量強(qiáng)化土壤蒸汽浸提技術(shù)，使污染物在土壤顆粒內(nèi)解吸而達(dá)到污染土壤的修復(fù)目的。無線電波加熱主要利用無線電波中的電磁能量進(jìn)行加熱，過程無需土壤的熱傳導(dǎo)。能量由埋在鉆孔中的電極導(dǎo)入土壤介質(zhì)，加熱機(jī)制類似于微波爐加熱。正常的加熱系統(tǒng)包括：無線電能量輻射布置系統(tǒng)；無線電能量發(fā)生、傳播和監(jiān)控系統(tǒng)；污染物蒸汽屏蔽包容系統(tǒng)；污染物蒸汽回收處理系統(tǒng)117ppt課件5.3原位電磁波加熱修復(fù)技術(shù)也屬于高溫原位加熱技術(shù)，利用高118ppt課件118ppt課件119ppt課件119ppt課件5.3.1影響因素含水量高于25%的土壤能耗很大，水的蒸發(fā)降低了系統(tǒng)的效率對(duì)非揮發(fā)性有機(jī)物、無機(jī)物、金屬及重油無效深入15米的地下土層，某些特定的電磁波加熱技術(shù)的運(yùn)用效果不理想粘性土壤吸附的污染物難于去除，會(huì)降低電磁波加熱系統(tǒng)性能120ppt課件5.3.1影響因素120ppt課件六熱解吸修復(fù)技術(shù)（Thermal-desorptionremediation）是通過直接或間接熱交換，將污染介質(zhì)及其所含的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度（通常被加熱到150~540度），以使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)上得以揮發(fā)或分離的過程分為兩類：土壤或沉積物加熱溫度為150-315度的技術(shù)為低溫?zé)峤馕夹g(shù)和溫度達(dá)到315-540度的高溫?zé)峤馕夹g(shù)121ppt課件六熱解吸修復(fù)技術(shù)（Thermal-desorptionr

122ppt課件

熱解吸技術(shù)可以分為兩步：1、加熱被污染的物質(zhì)使其中的有機(jī)污染物揮發(fā)；2、處理廢氣，防止揮發(fā)污染物擴(kuò)散到大氣可以分為直接接觸加熱（火焰輻射直接加熱或燃?xì)鈱?duì)流直接加熱）和間接接觸加熱（通過物理隔離，如鋼板，將熱源與被加熱污染物分開）兩種熱解吸系統(tǒng)可以進(jìn)一步分為兩類：連續(xù)給料系統(tǒng)和批量給料系統(tǒng)123ppt課件熱解吸技術(shù)可以分為兩步：1、加熱被污染的物質(zhì)使其中的有機(jī)污染連續(xù)給料系統(tǒng)采用異位處理方式，即污染物必須從原地挖出，經(jīng)過一定處理后加入處理系統(tǒng)。連續(xù)給料系統(tǒng)既可采用直接加熱方式，也可采用間接火焰加熱方式。代表性的連續(xù)給料熱解吸系統(tǒng)包括：直接接觸熱解吸系統(tǒng)-旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)；間接接觸熱解吸系統(tǒng)-旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)和熱旋轉(zhuǎn)。批量給料系統(tǒng)既可以是原位修復(fù)，如熱毯系統(tǒng)、熱井和土壤氣體抽提設(shè)備，也可以是異位修復(fù)，如加熱灶和熱氣抽提設(shè)備。124ppt課件連續(xù)給料系統(tǒng)采用異位處理方式，即污染物必須從原地挖出，經(jīng)過一6.1直接接觸熱解吸系統(tǒng)6.1.1經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)織物濾塵器噴射引擎再燃裝置760-980℃

<230℃土壤處理土壤150-200℃空氣第一代直接接觸熱解吸系統(tǒng)流程圖125ppt課件6.1直接接觸熱解吸系統(tǒng)6.1.1經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段旋轉(zhuǎn)干旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)織物濾塵器噴射引擎再燃裝置760-980℃<232℃土壤處理土壤260-540℃空氣第二代直接接觸熱解吸系統(tǒng)流程圖氣體冷卻裝置126ppt課件旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)織物濾塵器噴射引擎<232℃土壤處理土壤空氣第二旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)織物濾塵器噴射引擎再燃裝置760-980℃<232℃土壤處理土壤260-650℃空氣第三代直接接觸熱解吸系統(tǒng)流程圖氣體冷卻裝置濕氣體清洗器廢水處理與排放127ppt課件旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)織物濾塵器噴射引擎<232℃土壤處理土壤空氣第三第一代直接接觸熱解吸系統(tǒng)只適用于低沸點(diǎn)（低于260~315

℃）的非氯代污染物的修復(fù)處理。整個(gè)系統(tǒng)加熱溫度大致為150~200

℃第二代直接接觸熱解吸系統(tǒng)在原來的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了可應(yīng)用范圍，對(duì)高沸點(diǎn)（大于315

℃）的非氯代污染物也適用。第三代直接接觸熱解吸系統(tǒng)用來處理高沸點(diǎn)氯代污染物。比第二代系統(tǒng)多了酸性氣體中和裝置，以控制鹽酸向大氣的釋放以及一個(gè)利用富含化學(xué)降解劑的水噴淋設(shè)備，濕的氣體清洗器是最常用到的氣體控制系統(tǒng)128ppt課件第一代直接接觸熱解吸系統(tǒng)只適用于低沸點(diǎn)（低于260~3156.2間接接觸熱解吸系統(tǒng)包括兩個(gè)階段：污染物被解吸下來，也就是在相對(duì)低的溫度下使污染物與污染土壤相分離；他們被濃縮成濃度較高的液體形式，適合運(yùn)送到特定地點(diǎn)的工廠進(jìn)行進(jìn)一步的傳統(tǒng)處理包括間接接觸旋轉(zhuǎn)-干燥熱解吸系統(tǒng)和間接接觸熱螺旋解吸系統(tǒng)129ppt課件6.2間接接觸熱解吸系統(tǒng)包括兩個(gè)階段：污染物被解吸下來，也130ppt課件130ppt課件131ppt課件131ppt課件6.3熱空氣浸提熱解吸系統(tǒng)（HAVE）是異位處理過程132ppt課件6.3熱空氣浸提熱解吸系統(tǒng)（HAVE）是異位處理過程1326.4熱毯和熱井熱毯的溫度可達(dá)1000度，并且通過與污染物的直接接觸式熱傳導(dǎo)，將地表下1米深土層中的污染物變成氣態(tài)。熱井技術(shù)是將電子浸透加熱元件埋入地下2-3米深的土層，修復(fù)從地下1米到地下水位線深度污染區(qū)域的土壤133ppt課件6.4熱毯和熱井熱毯的溫度可達(dá)1000度，并且通過與污染物134ppt課件134ppt課件135ppt課件135ppt課件136ppt課件136ppt課件6.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其考慮因素6.5.1修復(fù)處理過程：土壤性質(zhì)、溫度、氣流6.5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能：各處理單元參數(shù)137ppt課件6.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其考慮因素6.5.1修復(fù)處理過程：土壤性138ppt課件138ppt課件139ppt課件139ppt課件140ppt課件140ppt課件141ppt課件141ppt課件（熱解吸技術(shù)分為兩個(gè)大類：連續(xù)給料技術(shù)和批量給料技術(shù)）：第一層可行性實(shí)驗(yàn)：為了證實(shí)熱解吸技術(shù)對(duì)某一土壤類型及污染物混合體的有效性。小批量的污染介質(zhì)在一個(gè)靜態(tài)的馬弗爐中，在較寬的溫度范圍內(nèi)加熱，并開展較長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)土壤處理的最低溫和達(dá)到污染物處理標(biāo)準(zhǔn)所需的停留時(shí)間。目的是確定熱解吸技術(shù)對(duì)欲修復(fù)土壤類型是否適用。第二層可行性實(shí)驗(yàn)：通過在實(shí)驗(yàn)室的條件下，模仿全方位系統(tǒng)操作，以少量污染土壤為研究對(duì)象，確定那種類型的熱解吸技術(shù)更適合第三層可行性實(shí)驗(yàn)：技術(shù)人員要在現(xiàn)場(chǎng)建造出整套修復(fù)設(shè)施，然后將污染土壤通過熱解吸系統(tǒng)142ppt課件（熱解吸技術(shù)分為兩個(gè)大類：連續(xù)給料技術(shù)和批量給料技術(shù)）：146.5.3系統(tǒng)所需資源燃料、水、電力需要的燃料數(shù)量主要決定于：欲處理土壤的體積；土壤本身含有的熱量；燃料的熱值；達(dá)到最佳處理效果所需要的溫度；土壤水分含量；土壤的其他的物理與化學(xué)性質(zhì)；周圍的環(huán)境；熱解吸系統(tǒng)裝備的熱效率和燃燒效率。水被用來控制尾氣處理過程的溫度，作為中和尾氣所加化學(xué)試劑的介質(zhì)，濕潤(rùn)處理殘留物電力用來開動(dòng)泵、鼓風(fēng)機(jī)以及傳送設(shè)備和電極、照明等。143ppt課件6.5.3系統(tǒng)所需資源143ppt課件6.5.4修復(fù)地點(diǎn)的實(shí)際條件當(dāng)?shù)氐耐恋乩脿顩r當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件待修復(fù)污染土壤的體積或數(shù)量污染土壤的運(yùn)送當(dāng)?shù)貏趧?dòng)人員和輔助設(shè)施的可得性和工資支付可提供的工程施展空間環(huán)保部門的準(zhǔn)許144ppt課件6.5.4修復(fù)地點(diǎn)的實(shí)際條件144ppt課件6.6應(yīng)用熱解吸系統(tǒng)應(yīng)考慮的問題場(chǎng)地特性：水分含量：過多的水分含量會(huì)提高操作費(fèi)用，因?yàn)樗谔幚磉^程中的蒸發(fā)也需要燃料。在處理尾氣中加入水蒸氣導(dǎo)致低的產(chǎn)廢率，因?yàn)樗魵庖惨矚夂徒馕聛淼奈廴疚镆坏肋M(jìn)入處理設(shè)備中進(jìn)行處理。這些低的產(chǎn)廢率可歸因于：過高的氣流；熱輸入的限制145ppt課件6.6應(yīng)用熱解吸系統(tǒng)應(yīng)考慮的問題場(chǎng)地特性：145ppt課件土壤粒徑分布與組成：確定土壤質(zhì)地粗細(xì)的臨界點(diǎn)是粒徑大于或小于0.075mm（200目篩）所占的百分比。如果超過半數(shù)的土壤顆粒大于0.075mm，認(rèn)為土壤質(zhì)地是粗的，如果超過半數(shù)的土壤顆粒小于0.075mm，認(rèn)為是細(xì)質(zhì)土壤土壤密度（處理角度—質(zhì)量；付費(fèi)角度—體積）146ppt課件土壤粒徑分布與組成：確定土壤質(zhì)地粗細(xì)的臨界點(diǎn)是粒徑大于或小于土壤滲透性與可塑性：土壤滲透性影響著將氣態(tài)化的污染物引導(dǎo)出土壤介質(zhì)的過程，黏土含量高或結(jié)構(gòu)緊實(shí)的土壤，滲透性比較低，不適合利用熱解吸技術(shù)修復(fù)污染土壤；土壤可塑性指的是未經(jīng)休整的土壤的變形程度土壤均一性熱容量污染物與化學(xué)成分147ppt課件土壤滲透性與可塑性：土壤滲透性影響著將氣態(tài)化的污染物引導(dǎo)出土6.7熱解吸系統(tǒng)的適用范圍熱解吸系統(tǒng)可以用在廣泛意義上的揮發(fā)態(tài)有機(jī)物、半揮發(fā)態(tài)有機(jī)物、農(nóng)藥，甚至高沸點(diǎn)氯代化合物污染土壤的治理與修復(fù)上溫度范圍：可行性分析重金屬污染物的影響其他因素：時(shí)間保證、公眾的認(rèn)可度、充足的能源、空間保證、資金保證148ppt課件6.7熱解吸系統(tǒng)的適用范圍熱解吸系統(tǒng)可以用在廣泛意義上的揮七、電動(dòng)修復(fù)7.1概念：是利用電動(dòng)力學(xué)的方法從飽和土壤層、不飽和土壤層、污泥、沉積物中分離提取重金屬、有機(jī)污染物的過程149ppt課件七、電動(dòng)修復(fù)7.1概念：是利用電動(dòng)力學(xué)的7.2土壤電動(dòng)修復(fù)裝置主要包括：提供直流電壓的DC電源，陰、陽極電解池和陰、陽電極，處理導(dǎo)出污染液體的處理裝置等。電解池通常設(shè)有氣體出口，用來分別導(dǎo)出陰、陽兩極產(chǎn)生的氫氣和氧氣。實(shí)驗(yàn)裝置中的電極可選擇鉑電極，鈦合金電極，也可采用較便宜、易得的石墨電極等。150ppt課件7.2土壤電動(dòng)修復(fù)裝置主要包括：提供直流電壓的DC電源，陰7.3土壤中的污染物在電場(chǎng)作用下主要運(yùn)動(dòng)機(jī)制電遷移、電滲流以及電泳等電遷移:指帶電離子在土壤溶液中朝向帶相反電荷電極方向的運(yùn)動(dòng)；電滲流:指土壤微孔中的液體在電場(chǎng)作用下由于其帶電雙電層與電場(chǎng)的作用而作相對(duì)于帶電土壤表層的移動(dòng)；電泳:指帶電粒子相對(duì)于穩(wěn)定液體的運(yùn)動(dòng)。由于電動(dòng)修復(fù)過程中帶電土壤顆粒的移動(dòng)性小，常?？梢院雎浴?51ppt課件7.3土壤中的污染物在電場(chǎng)作用下主要運(yùn)動(dòng)機(jī)制電遷移、電滲流電遷移速度決定于土壤-水體系的導(dǎo)電情況，它的強(qiáng)弱與電流ie的數(shù)值以及離子的電荷數(shù)等有關(guān)，用數(shù)學(xué)式可表達(dá)為：Vem=u·ie

其中u代表電荷在溶液中的遷移系數(shù)，用公式表達(dá)為u＝ZDF/RT，Z為離子的電荷數(shù)，D為擴(kuò)散系數(shù)，T為絕對(duì)溫度，F(xiàn)為阿佛加德羅常數(shù)，R為氣體常數(shù)。由于離子在土壤中的遷移比在水中的更加復(fù)雜，所以在實(shí)際土壤中電遷移速率應(yīng)為：u*=u/T,T為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

152ppt課件電遷移速度決定于土壤-水體系的導(dǎo)電情況，它的強(qiáng)弱與電流ie的電動(dòng)修復(fù)原理圖

153ppt課件電動(dòng)修復(fù)原理圖153ppt課件154ppt課件154ppt課件電滲流可描述為：Veos=Ke/σ*ie其中，Veos是電滲流（m3*s-1

），σ指電導(dǎo)率(S*m-1)Ke代表電滲流的滲透系數(shù)（m2*V-1*s-1）。Ke=εξ/nη,其中ε是液體的滲透性:（6.93*10-10C*V-1*m-1）,ξ是電位(V)，n是孔隙率，η是液體粘度(kg*m-1*s-1)

155ppt課件電滲流可描述為：Veos=Ke/σ*ie155ppt課件電泳指土壤溶液中的帶電膠體微粒在電場(chǎng)作用下發(fā)生的遷移。在密實(shí)型土壤中，電泳表現(xiàn)出的作用并不顯著。只有往溶液中加入表面活性劑或者在泥漿處理中運(yùn)用該技術(shù)，電泳才起到明顯作用在電動(dòng)修復(fù)過程中還包括另外一些化學(xué)物質(zhì)的遷移機(jī)制：如擴(kuò)散、水平對(duì)流和化學(xué)吸附等。擴(kuò)散是指由于濃度梯度而導(dǎo)致的化學(xué)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，水溶液中離子的擴(kuò)散量與該離子的濃度梯度和其在溶液中的擴(kuò)散系數(shù)成正相關(guān)。水平對(duì)流則是由溶液的流動(dòng)而引起物質(zhì)的對(duì)流運(yùn)動(dòng)

156ppt課件電泳指土壤溶液中的帶電膠體微粒在電場(chǎng)作用下發(fā)生的遷移。在密實(shí)伴隨著以上幾種遷移，在電動(dòng)修復(fù)過程中土壤體系還存在著一系列其他變化，如孔隙液中化學(xué)物質(zhì)的形態(tài)以及電流大小變化等。而土壤中的這些變化將引起多種化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，包括溶解、沉淀、氧化還原等。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)自身的特點(diǎn)，它們可以加速或者減緩污染物的遷移。電極兩端的化學(xué)反應(yīng)主要是水的電解。在電場(chǎng)作用下，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

陽極：H2O-2e1/2O2+2H+

陰極：H2O+2eH2+2OH-157ppt課件伴隨著以上幾種遷移，在電動(dòng)修復(fù)過程中土壤體系還存在著一系列其

電極反應(yīng)在陰、陽極分別產(chǎn)生了大量的H+和OH-，導(dǎo)致電極附近的pH相應(yīng)地下降和升高。在電場(chǎng)作用下，H+

和OH-

又將以電遷移、電滲流、擴(kuò)散、水平對(duì)流等方式向陰、陽兩極移動(dòng)，直到兩者相遇且中和。在相遇的區(qū)域產(chǎn)生pH突變，并從該點(diǎn)將整個(gè)操作區(qū)間劃為酸性和堿性區(qū)域。其中，H+遷移速度是OH-遷移速度的1.8倍。在酸性區(qū)域內(nèi)，金屬離子的溶解度增大，有利于土壤中重金屬離子的解吸。但pH的降低使得雙電層的zata電位降低，不利于電滲流的發(fā)展；而在堿性區(qū)域，重金屬離子容易生成沉淀，從而限制污染物的去除效率。158ppt課件電極反應(yīng)在陰、陽極分別產(chǎn)生了大量的H+和OH-，

在土壤溶液中還存在吸附作用與解吸作用。這兩種機(jī)制涉及到化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)（如離子大小、價(jià)態(tài)、濃度等）、吸附劑的類型以及孔隙液的性質(zhì)等。假設(shè)吸附作用快速且可逆，那么該現(xiàn)象可以用Langumuir和Freundlich等溫線來描述。159ppt課件在土壤溶液中還存在吸附作用與解吸作用。這兩種機(jī)Langmuir方程：X=(KXmC)/(1+KC)

其中：X—單位土壤或其它固體顆粒的吸附量；K—吸附強(qiáng)度因子；Xm—最大吸附量；C—平衡液濃度。為了求得Xm、K值，一般采用Langmuir方程的直線形式：C/X=1/KXm+C/Xm，這樣利用C/X為縱座標(biāo)，C為橫座標(biāo)，得出直線斜率1/Xm，就可以得到Xm值，再用截距1/KXm就可以得到K值。

160ppt課件Langmuir方程：X=(KXmC)/(1+KC)160pFreundlich方程：

X=KCb其中X—吸附量，C—平衡溶液濃度。K和b均為系數(shù)。另外，假設(shè)被吸附到固相中的污染物濃度與液相中的濃度存在平衡關(guān)系，那么在污染物濃度低的情況下，吸附等溫線是線性相關(guān)的。在固、液相中濃度的相關(guān)關(guān)系用公式表示為：Sad=Kd*Cs，其中為Kd分配系數(shù)。吸附作用對(duì)污染物遷移的影響通常用限制因子R描述:R=1+Kd*ρ/n其中ρ為土壤的干重，Kd為分配系數(shù)，n為孔隙度。

161ppt課件Freundlich方程：X=KCb161ppt課件7.4應(yīng)用及影響因素目前，已經(jīng)可以用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)有效地去除土壤中的重金屬及石油烴、酚類、多氯聯(lián)苯、胺類和有機(jī)農(nóng)藥等有機(jī)污染物。pH控制著土壤溶液中離子的吸附與解吸、沉淀與溶解等，而且酸度對(duì)電滲速度有明顯影響，所以如何控制土壤pH值是電動(dòng)修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵