【摘 要】
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本文以石油烃污染土壤(petroleum hydrocarbon contaminated soils,PCS)为研究对象,以去除土壤中的石油烃(Total petroleum hydrocarbons,TPHs),降低热脱附过程的能耗为目的,搭建中心加热螺旋式间接热脱附实验台,对PCS热脱附影响因素和土壤理化性质进行了基础研究,并对间接热脱附过程中土壤的温度场分布和热修复能耗进行了系统分析。本文
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本文以石油烃污染土壤(petroleumhydrocarboncontaminatedsoils,PCS)为研究对象,以去除土壤中的石油烃(Totalpetroleumhydrocarbons,TPHs),降低热脱附过程的能耗为目的,搭建中心加热螺旋式间接热脱附实验台,对PCS热脱附影响因素和土壤理化性质进行了基础研究,并对间接热脱附过程中土壤的温度场分布和热修复能耗进行了系统分析。本文主要结论如下:TPHs的热脱附效率随加热温度/加热时间的增加先显著提高后趋于平稳,加热时间一定程度可以弥补加热温度的不足。对于长期风化的土壤,污染物大量聚集在土壤颗粒、团聚体内部,热脱附前期更难去除,加热5min时实地PCS热脱附效率比模拟PCS低20.95%,30min时热脱附效率基本持平。粒径会显著影响土对TPHs的吸附能力和污染物的传热传质能力。小粒径土壤颗粒比表面积大,吸附能力更强,粉壤土对重柴油的吸附可达37800mg·kg~(-1),远高于粗砂的9320mg·kg~(-1)。大粒径土壤颗粒表面污染物易挥发,孔隙内部污染物较难去除;小粒径土壤受扩散速率影响,污染物持续稳定的从土壤中释放。250℃下加热5min粗砂TPHs降至1730mg·kg~(-1),而30min后仍有490mg·kg~(-1)残留;砂壤土的热脱附效率则是有5min17.73%稳步提升至30min92.20%。土壤水分对热脱附的影响主要体现在水分蒸发会消耗大量热量,且水分的迅速蒸发可能导致土壤结壳,阻塞内部污染物的去除。污染物初始浓度则对热脱附效率无明显影响。二级动力学可以较好的拟合TPHs的热脱附过程,大庆PCS的二级反应速率常数k_2对应R~2
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