土壤气提技术修复苯污染土壤的研究

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有机物对土壤和地下水的污染日益严重,已经超过了重金属和放射性污染物而跃居首位,成为目前土壤和地下水污染最主要的来源.因为土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)因其对挥发性/半挥发性有机物污染土壤治理的有效性,经济性和环境友好性,所以被广泛用于该类有机物污染土壤的修复.本研究以北京市炼焦化学厂污染土壤为研究对象,针对挥发/半挥发有机污染物,如BTEX(苯,甲苯,二甲苯)等,开展土壤通风及加热强化土壤通风技术研究,通过实验室内模拟,为现场开展土壤通风技术研究提供理论支持,并积累关于与北京焦化厂污染场地类似的污染项目的修复技术及工程实践经验.研究得出以下结论:  (1)对比240mL/min,480mL/min,720mL/min和960mL/min通风速率下对苯污染砂土的SVE修复效果的影响,随着通风时间的增加,气体中苯的浓度变小,并且大速率的通风实验中苯的浓度下降速率较快,修复时间短.通风速率的增加对苯的去除效率影响不大,考虑到单位能耗净化效率,认为常温下0.35PV/min即240mL/min的通风速率为最佳速率。  (2)相近通风速率(240mL/min)下,由于粉壤土存在有机质的影响和粘土的通透性较差,粉壤土和粘土的苯的平均去除率仅为68.3%和43.4%,修复效果远不如同条件下的壤砂土SVE修复。  (3)20%和10%湿度条件下的壤砂土土柱在第二个通风阶段开始后的每个阶段都会存在拖尾现象.水分会同空气以及苯竞争土壤孔隙,使得苯的去除受到影响,在0到20%湿度范围内,湿度越大,SVE的修复效果越不理想。  (4)在25℃,65℃和105℃三种土壤温度条件下,第一个通风阶段苯的去除量分别为0.89g,1.18g和1.89g.土壤环境温度越高,越利于土壤中自由态苯的去除,修复时间更短.两种加热条件下的SVE与常温下的SVE的苯去除效率都达到98.5%以上,因此,在修复标准要求不是很高的情况下,对于苯来说,常温下砂土的SVE修复已经可以满足要求。  (5)由于焦化厂土壤粒径不一,同质性较差,常温下SVE室内模拟实验苯浓度波动较大,加热后去除率有明显上升,然而土壤中存在的焦油块在温度过高时,化解为糊状液体,堵塞气体通路,降低了SVE的修复效果.因此实际中试实验采取加热强化SVE技术还是需要进一步考虑的。  (6)在对北京焦化厂现场异位通风生物堆为期5个月的监测过程中,苯浓度呈总体下降趋势.由于在前期抽气速率较大,苯的浓度下降较快,而后期抽气速率变小,苯的浓度下降变慢,这与室内模拟实验得出的结果是一致的.此外从浓度曲线中可以观察到较明显的拖尾效应.通风后期苯浓度有一个较大的回升,这是由于在抽气过程暂停过程中,土壤各种形态的苯会重新达到分配平衡,易于被SVE去除的苯含量增大,这也是与室内模拟实验得出的结果相同。
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