有机物污染土壤微波修复技术与设备研究

论文摘要

本文针对目前微波土壤修复技术研究中的盲点，以推进微波土壤修复技术工业化为目的，参照陶瓷烧结技术的微波混合加热技术，研发国内首台土壤微波批处理装置，并系统的研究了装置中土壤的升温行为；通过对对硝基酚和六氯苯模拟污染土壤的修复研究，考察批处理装置的修复效果，并对比不同加热方式的修复效果和经济成本，采用实际滴滴涕场地污染土壤验证装置的场地修复效果，考察本次研发的批处理装置工业化的可行性。设备研发参照混合加热技术，以微波敏化剂重复利用为目的，选用微波敏化剂-碳化硅作为处理容器，加热谐振腔采用多模式场型，装置微波输入功率为4kW，腔体体积为600×600×600（mm）。装置中的土壤的升温行为研究表明，微波作用功率、辐照时间，土壤量、含水率以及土壤组成均会影响土壤的升温行为。1kg土壤，4kW处理9min，土壤表层温度即可达300℃，土壤量加倍时，辐照时间也加倍，功率减半，辐照时间增加到25min，综合考虑，该装置处理量为1.0kg土壤时最经济。模拟污染土壤的微波修复结果表明：对硝基酚和六氯苯的初始浓度、土壤量影响较小，部分微波透过土壤，土壤处理20min时，对硝基酚的去除率达80%以上，添加4.5%的活性炭，时间减至10min，微波批处理装置尾气吸附室的吸附剂中检测到有对硝基酚和六氯苯的存在，表明微波辐照过程中，有挥发现象。对硝基酚的沸点相对较低，具有微波吸收能力，同样处理条件下去除率比六氯苯去除率要略高。相同的输入功率和土壤量，微波装置中土壤的温度、去除率均马弗炉，可以明显看出微波相对于常规加热方式的优越性。微波装置的处理吨土成本为2600￥/t，提高微波发生器的转换率、加水后成本可降至1400￥/t，对于含水率高的土壤，热解吸技术含水率有限制，微波技术更具有优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 场地有机物污染状况
• 1.2 污染场地修复技术
• 1.3 微波土壤修复技术
• 1.4 研究思路和研究内容
• 2 微波批处理装置及其中土壤升温行为
• 2.1 微波批处理装置
• 2.2 土壤的升温行为
• 2.3 本章小结
• 3 对硝基酚污染土壤的微波修复研究
• 3.1 实验部分
• 3.2 对硝基酚污染土壤的微波修复行为
• 3.3 本章小结
• 4 六氯苯污染土壤的修微波复研究
• 4.1 实验部分
• 4.2 六氯苯污染土壤的微波修复行为
• 4.3 对硝基酚与六氯苯的微波修复行为比较
• 4.4 微波辐照加热和马弗炉加热土壤修复效果比较
• 4.5 实际污染土壤的微波修复
• 4.6 本章小结
• 5 全文总结
• 5.1 全文总结
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 致谢
• 参考文献