第二届全国土壤修复大会

土壤电阻加热技术(electrical resistance heating，ERH)是现阶段发展较快的一种能耗低、效率高、施工相对简单的土壤原位热脱附技术，其一般加热温度不超过120℃，在VOCs类污染场地修复中效率能达90%以上，但对多环芳烃等场地中常见的SVOCs类污染物其脱附机制和脱附效果等研究仍然欠缺。本文采用电阻加热装置，以多环芳烃典型结构菲为目标污染物，研究了沿电极连线一维方向污染物迁移规律，结合管式炉脱附实验和产物测试，分析了电阻加热脱附土壤中菲的机理，并对其主控因素进行了优化研究。结果表明：沿电极方向污染物呈现明显的梯度分布，菲浓度左侧电极附近区域>中间区域>右侧电极，即在实验过程中污染物出现从右侧电极向左侧电极迁移。进一步对比了100V很180V两种电压下脱附实验发现，高电压时右侧电极附近污染物浓度更快达到平衡，但平衡时两种电压下右侧电极区域菲浓度区别不大，而180V左侧电极附近菲浓度明显低于100V时左侧电极附近菲的浓度，说明增大功率（电流）会促进污染物的迁移与脱附。同时，在电阻脱附实验结束时发现，左侧电极附近水分明显高于右侧，即在电极间存在明显的电渗流现象。在此基础上开展了管式炉脱附对比实验，在相同温度下，管式炉脱附风干培土、含水培土和加水润湿24h培土效率分比约14.2%、17.1%和18.2%，明显低于电阻加热脱附效率（60%~70%）。结合原始土壤和培土热重实验和脱附后土壤中有机物全扫描分析，电阻加热脱附菲为物理脱附过程，未发生热解和水解，整个脱附过程为：①表层菲通过扩散、解析直接进入外部空气中；②内部菲在电泳、电渗流作用下由土壤内部孔隙进入液相中；③溶解在液相中的菲通过共沸等随水蒸气进入外部空气中。在此基础上，通过调节电压、含水率、盐分、补水量等参数对电阻加热运行过程进行了优化。