多环芳烃污染土壤热修复预干燥过程中水分与污染物析出特性研究

作     者：周志毅 柴瑞 黄震威 吴昊 王进卿 毛伟洋 詹明秀 徐旭 池作和 焦文涛 ZHOU Zhiyi;CHAI Rui;HUANG Zhenwei;WU Hao;WANG Jinqing;MAO Weiyang;ZHAN Mingxiu;XU Xu;CHI Zuohe;JIAO Wentao

作者机构：中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室北京100085 

基　　金：河北省省级科技计划项目(No.21283802Z) 国家重点研发计划项目(No.2018YFC1802102) 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2023年第36卷第8期

页      码：1577-1585页

摘      要：针对目前有机污染土壤直接热脱附装备在处理高含水率土壤时存在的高能耗问题,提出利用系统余热对土壤进行预干燥的方法以降低土壤含水率.以多环芳烃污染土壤为对象,采用非等温干燥特性测试、污染物析出测试以及转筒式干化机干燥特性实验,对土壤干燥过程与污染物析出特性进行研究.结果表明:(1)土壤非等温干燥过程分为升速和降速干燥两个阶段,处于升速阶段时土壤的干燥效果较好.通过实验获得了5、10、15和20℃/min升温速率下的临界温度,发现升温速率为5℃/min时,临界温度和土壤含水率均为最低,分别为66.7℃和2.57%,即低升温速率时土壤的干燥效果最好,但干化时间较长,影响土壤处理量.(2)干化机转速显著影响土壤停留时间,转速越高,停留时间越短,土壤处理量越大.干化机转速为1、2和3 r/min时,土壤出口温度分别为107.7、103.9和101.9℃,均超过临界温度,由于干化机筒内扬料板的强扰动作用,3种转速下土壤出口含水率均较低,与非等温干燥测试结果吻合较好.(3)土壤初始含水率为12.10%、16.05%和24.03%时,出口土壤含水率分别为0.23%、0.27%和0.22%,干化机能满足宽范围初始含水率土壤的干燥效果.(4)由于多环芳烃污染物沸点较高,土壤干燥过程中不易析出此类污染物.(5)经传热计算,对于初始含水率为12.10%~24.03%的土壤,其干化机体积传热系数为89~98 W/(m^(3)·℃).研究显示,使用转筒式干化机干燥多环芳烃污染土壤,可以大幅降低土壤的含水率,减少热脱附能耗,同时,干燥过程不易析出污染物.上述研究结果可为转筒式干化机在污染土壤干燥领域中的应用提供理论和设计指导.

主 题 词：多环芳烃 有机污染土壤 干燥 转筒干化机 体积传热系数 污染物析出 

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理类] 082803[082803] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 120405[120405] 

核心收录：

D　O　I：10.13198/j.issn.1001-6929.2023.06.11

馆 藏 号：203123075...