【摘要】：近年來,土壤污染日益受到重視,土壤修復(fù)技術(shù)隨之成為研究的熱點(diǎn)。熱脫附技術(shù)被廣泛應(yīng)用于有機(jī)物污染場地修復(fù)中,污染物的去除效率主要受溫度影響。為了提高熱脫附效率,降低熱處置成本,本文以典型電力電容器污染土壤為研究對(duì)象,提出協(xié)同熱脫附處置手段,開展鐵基和堿基改性劑在協(xié)同熱脫附過程中對(duì)PCBs去除、降解和脫毒的影響研究；研究協(xié)同熱脫附加速效應(yīng),分析化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),并探討了兩種改性劑作用的不同機(jī)理；基于協(xié)同熱脫附中試試驗(yàn),進(jìn)行協(xié)同熱脫附技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析；構(gòu)建熱脫附物理模型,并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱分析,得到了以下主要結(jié)論：納米鐵有助于PCBs的去除、降解和脫毒。添加納米鐵后土壤結(jié)構(gòu)變得疏松,更容易發(fā)生PCBs的脫附。在不同溫度下,納米鐵有效促進(jìn)了熱脫附過程,且在較低溫度更為顯著,PCBs的去除效率和降解效率顯著增加,毒性當(dāng)量也有明顯下降；一定溫度下,納米鐵含量的增加有助于熱脫附過程,土壤和煙氣中PCBs同系物濃度逐漸降低,納米鐵的最佳含量是5%；在不同時(shí)間下,添加納米鐵加快了熱脫附過程,納米鐵的存在對(duì)PCBs脫毒作用非常顯著,60min是較為合適的熱脫附時(shí)間。一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型能較好的擬合PCBs在納米鐵作用下的去除(R20.94)。熱脫附過程中添加納米鐵確實(shí)存在著加速效應(yīng),在300℃時(shí)加速效應(yīng)非常顯著,當(dāng)溫度升高時(shí)加速效應(yīng)被減弱。增加納米鐵含量強(qiáng)化了協(xié)同熱脫附加速效應(yīng),納米鐵含量較低時(shí),加速效應(yīng)呈線性增長,隨著含量的增加,加速效應(yīng)逐漸趨于極限值。納米鐵的協(xié)同加速效應(yīng)有助于實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的快速熱脫附。納米鐵協(xié)同熱脫附的PCBs反應(yīng)速率常數(shù)knZVI=0.0428 min-1,高于無納米鐵作用的反應(yīng)速率常數(shù),加速效應(yīng)因子knZVI/Kblank=1.22,添加納米鐵有效提高了PCBs反應(yīng)速率,降低了反應(yīng)所需的活化能,PCBs脫除的活化能由3771cal/mol降低到2540cal/mol。納米鐵增加了土壤的比表面積,改變土壤粒子結(jié)構(gòu),提高了土壤導(dǎo)熱系數(shù),顯著強(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱,同時(shí)鐵基參與了PCBs分子化學(xué)反應(yīng),其協(xié)同熱脫附機(jī)理在于促進(jìn)了：(1)土壤粒子表面吸附的PCBs的蒸發(fā)脫附；(2)與土壤粒子相結(jié)合的內(nèi)部PCBs擴(kuò)散；(3) PCBs的降解,包括分子的脫氯和苯環(huán)裂解。堿性化合物有助于PCBs的協(xié)同熱脫附,不同溫度和不同含量下NaOH的添加促進(jìn)了污染物的去除、降解和脫毒,且脫氯非常顯著。NaOH在熱脫附過程中主要起著脫氯改性的作用,將土壤顆粒改性為多孔結(jié)構(gòu),加速了PCBs的去除,降低了體系的活化能。熱脫附后土壤和煙氣中的氯化度明顯降低,且DiCB所占比例明顯增加,一定程度下取代TrCB成為主要同系物,表明NaOH參與了熱脫附過程中PCBs分子的脫氯反應(yīng)。NaOH對(duì)PCBs去除、組成分布和脫氯的影響歸因于熱脫附過程中的堿基催化分解(BCD)反應(yīng)。加氫脫氯反應(yīng)機(jī)理可用來解釋BCD過程中PCBs的反應(yīng)路徑。在較高溫度下,回轉(zhuǎn)窯更有助于PCBs的去除,較之靜態(tài)的加熱過程,滾動(dòng)式的加熱方式增加了土壤的受熱面積,提高了熱脫附過程中的傳質(zhì)傳熱系數(shù),更快的促進(jìn)了PCBs的蒸發(fā)脫附和脫氯降解�；诨剞D(zhuǎn)窯的中試試驗(yàn),Ca(OH)2促進(jìn)了土壤中PCBs的去除、降解和脫毒,500℃下添加1% Ca(OH)2的熱脫附效率與600℃下無添加Ca(OH)2相當(dāng)。協(xié)同熱脫附大幅減少了處理單位質(zhì)量土壤的能耗量,降低了處置成本,經(jīng)濟(jì)可行,具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值�；谝欢ǖ募僭O(shè)和經(jīng)驗(yàn)公式,建立了顆粒脫附傳質(zhì)傳熱模型。
【圖文】：

離出來的技術(shù)手段。熱，

本文編號(hào)：2592157