熱脫附技術(shù)是指在真空條件下或通入載氣時(shí)，通過直接或間接熱交換，將土壤中的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度，以使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)上得以揮發(fā)或分離，進(jìn)入氣體處理系統(tǒng)的過程。

熱脫附可通過調(diào)節(jié)加熱溫度和停留時(shí)間等方式有選擇地將污染物從一相轉(zhuǎn)化為另一相，在修復(fù)過程中并不出現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染物的破壞作用。通過控制熱脫附系統(tǒng)的溫度和污染土壤停留時(shí)間有選擇的使污染物得以揮發(fā)，并不發(fā)生氧化、分解等化學(xué)反應(yīng)。

熱脫附主要包含兩個(gè)基本過程：一是加熱待處理物質(zhì)，將目標(biāo)污染物揮發(fā)成氣態(tài)分離;二是將含有污染物的尾氣進(jìn)行冷凝、收集以及焚燒等處理至達(dá)標(biāo)后排放至大氣中。

熱脫附技術(shù)具有污染物處理范圍寬、設(shè)備可移動(dòng)、修復(fù)后土壤可再利用等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)PCBs這類含氯有機(jī)物，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二惡英生成。不過，熱脫附技術(shù)并不適于有機(jī)防腐劑以及活性氧化劑還原劑污染土壤、污泥、沉淀物、濾渣的修復(fù)。

一般來(lái)說熱脫附技術(shù)可以分類為原位熱脫附技術(shù)和異位熱脫附技術(shù)兩大類。

原位熱脫附技術(shù)

原位熱脫附技術(shù)是石油污染土壤原位修復(fù)技術(shù)中一項(xiàng)重要手段，主要用于處理一些比較難開展異位環(huán)境修復(fù)的區(qū)域，例如，深層土壤以及建筑物下面的污染修復(fù)。

原位熱脫附技術(shù)是將污染土壤加熱至目標(biāo)污染物的沸點(diǎn)以上，通過控制系統(tǒng)溫度和物料停留時(shí)間有選擇地促使污染物氣化揮發(fā)，使目標(biāo)污染物與土壤顆粒分離、去除。熱脫附過程可以使土壤中的有機(jī)化合物揮發(fā)和裂解等物理化學(xué)變化。當(dāng)污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)之后，其流動(dòng)性將大大提高，揮發(fā)出來(lái)的氣態(tài)產(chǎn)物通過收集和捕獲后進(jìn)行凈化處理。

原位熱脫附技術(shù)特別適合重污染的土壤區(qū)域，包括高濃度、非水相的、游離的以及源頭的有機(jī)污染物。目前，原位熱脫附技術(shù)可用于處理的污染物主要為含氯有機(jī)物(CVOCs)，半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOCs)，石油烴類(TPH)，多環(huán)芳烴(PAHs)，多氯聯(lián)苯(PCBs)以及農(nóng)藥等。

目前，熱脫附技術(shù)在石化工廠、地下油庫(kù)、木料加工廠和農(nóng)藥庫(kù)房等區(qū)域以及在一些污染物源頭修復(fù)治理工作中廣泛應(yīng)用，原位熱脫附技術(shù)可以修復(fù)地下距離為30多米。原位熱脫附技術(shù)不僅可以用修復(fù)大型石化廠，針對(duì)一些小的區(qū)域污染也可以進(jìn)行修復(fù)，例如干洗店甚至有居民居住的建筑物等，但是在修復(fù)過程必須要對(duì)室內(nèi)的空氣質(zhì)量進(jìn)行全程的監(jiān)控，防止污染物超標(biāo)。

異位熱脫附技術(shù)

異位熱脫附技術(shù)則用來(lái)處理一些適于開展異位環(huán)境修復(fù)的區(qū)域，將污染土壤提取出來(lái)并通過專門的熱脫附系統(tǒng)裝置處理。

異位熱脫附系統(tǒng)可分為直接熱脫附和間接熱脫附，也可分為高溫?zé)崦摳胶偷蜏責(zé)崦摳健?/span>

（1）直接熱脫附由進(jìn)料系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)組成。進(jìn)料系統(tǒng)：通過篩分、脫水、破碎、磁選等預(yù)處理，將污染土壤從車間運(yùn)送到脫附系統(tǒng)中。脫附系統(tǒng)：污染土壤進(jìn)入熱轉(zhuǎn)窯后，與熱轉(zhuǎn)窯燃燒器產(chǎn)生的火焰直接接觸，被均勻加熱至目標(biāo)污染物氣化的溫度以上，達(dá)到污染物與土壤分離的目的。尾氣處理系統(tǒng)：富集氣化污染物的尾氣通過旋風(fēng)除塵、焚燒、冷卻降溫、布袋除塵、堿液淋洗等環(huán)節(jié)去除尾氣中的污染物。

（2）間接熱脫附由進(jìn)料系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)組成。與直接熱脫附的區(qū)別在于脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)。脫附系統(tǒng)：燃燒器產(chǎn)生的火焰均勻加熱轉(zhuǎn)窯外部，污染土壤被間接加熱至污染物的沸點(diǎn)后，污染物與土壤分離，廢氣經(jīng)燃燒直排。尾氣處理系統(tǒng)：富集氣化污染物的尾氣通過過濾器、冷凝器、超濾設(shè)備等環(huán)節(jié)去除尾氣中的污染物。氣體通過冷凝器后可進(jìn)行油水分離，濃縮、回收有機(jī)污染物。

主要設(shè)備包括進(jìn)料系統(tǒng)：如篩分機(jī)、破碎機(jī)、振動(dòng)篩、鏈板輸送機(jī)、傳送帶、除鐵器等；脫附系統(tǒng)：回轉(zhuǎn)干燥設(shè)備或是熱螺旋推進(jìn)設(shè)備；尾氣處理系統(tǒng)：旋風(fēng)除塵器、二燃室、冷卻塔、冷凝器、布袋除塵器、淋洗塔、超濾設(shè)備等。

異位熱脫附技術(shù)的處理周期可能為幾周到幾年，實(shí)際周期取決于以下因素：（1）污染土壤的體積；（2）污染土壤及污染物性質(zhì)；（3）設(shè)備的處理能力。一般單臺(tái)處理設(shè)備的能力在3~200 噸/小時(shí)之間，直接熱脫附設(shè)備的處理能力較大，一般20~160 噸/小時(shí)；間接熱脫附的處理能力相對(duì)較小，一般3~20 噸/小時(shí)。

影響異位熱脫附技術(shù)處置費(fèi)用的因素有：（1）處置規(guī)模；（2）進(jìn)料含水率；（3）燃料類型、土壤性質(zhì)、污染物濃度等。國(guó)外對(duì)于中小型場(chǎng)地（2 萬(wàn)噸以下，約合26800m3）處理成本約為100-300 美元/ m3，對(duì)于大型場(chǎng)地（大于2 萬(wàn)噸，約合26800m3）處理成本約為50 美元/ m3。根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，污染土壤熱脫附處置費(fèi)用約為600-2000 元/噸。

總結(jié)

作為一種物理修復(fù)方法，熱脫附技術(shù)具有污染物處理范圍寬、處理速率高、設(shè)備可移動(dòng)、修復(fù)后土壤可再利用等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)于PCBs這類含氯有機(jī)物，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二噁英的生成。自1985年美國(guó)EPA首次將該技術(shù)采納為一項(xiàng)可行的土壤環(huán)境修復(fù)技術(shù)起即被廣泛應(yīng)用于國(guó)外處理?yè)]發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)污染物的土壤、污泥、沉淀物、濾渣等污染場(chǎng)地的修復(fù)。另外，熱脫附技術(shù)對(duì)于處理一些突發(fā)性的有機(jī)污染環(huán)境事故，如由于意外泄露、傾倒而發(fā)生的突發(fā)性土壤污染事故的應(yīng)急修復(fù)也是一種不錯(cuò)的技術(shù)方案。

目前我國(guó)熱脫附修復(fù)污染土壤應(yīng)用近年來(lái)得到了快速發(fā)展，但尚存在著以下問題：設(shè)備投資成本高、設(shè)備適用性不強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用昂貴等問題;對(duì)不同污染物的認(rèn)識(shí)不夠，不當(dāng)?shù)膮?shù)組合會(huì)導(dǎo)致其他副產(chǎn)物的產(chǎn)生，特別是含氯有機(jī)物的處理過程中會(huì)產(chǎn)生二噁英;土壤修復(fù)工程的噪音和揚(yáng)塵、粉塵污染等新污染源控制難。上述問題需要國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合，團(tuán)結(jié)協(xié)作以共同解決。