4月13日，上海功佳信息咨詢有限公司（簡(jiǎn)稱“ACI環(huán)保”）聯(lián)合環(huán)保在線于線上舉辦油泥治理技術(shù)節(jié)能環(huán)保及運(yùn)營(yíng)安全性研討會(huì)。美國(guó)GEO公司副總裁及工程技術(shù)總監(jiān)兼潔易奧環(huán)境修復(fù)（江蘇）有限公司CEO陳曉松博士，應(yīng)邀出席并針對(duì)含油污泥熱脫附工藝無(wú)害化、資源化道路探索及案例分析這一話題作技術(shù)分享。

根據(jù)需要達(dá)到的溫度不同，熱處理技術(shù)可以大致分為熱解和熱脫附兩種。熱解和熱脫附的區(qū)別在于一個(gè)“解”字，熱解是受熱分解的意思。因此熱解過(guò)程存在熱分解反應(yīng)；而熱脫附，是通過(guò)加熱來(lái)解除油在土上的吸附狀態(tài)，并形成流動(dòng)相被去除的過(guò)程�？梢阅敲凑f(shuō)，熱解反應(yīng)更像是涉及到了化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，而熱脫附更像是物理過(guò)程。

這里發(fā)生了熱解的方法有焚燒，熱解碳化，還有陰燃等技術(shù)。而主要依靠熱脫附的有直接熱脫附和間接熱脫附。當(dāng)然，還有更低溫度下的依靠蒸汽和熱水或加入溶劑來(lái)對(duì)油進(jìn)行熱洗的技術(shù)，這也主要是依靠物理的手段來(lái)進(jìn)行。

各種技術(shù)的比較如下：

水泥協(xié)同處置法是前幾年最常見(jiàn)的對(duì)含油土壤的異位修復(fù)，因?yàn)樗�具有快速而且處理徹底的特點(diǎn)。它利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)超過(guò)1000度的高溫，在生產(chǎn)水泥熟料的同時(shí)，焚燒固化處理污染土壤。但由于水泥生產(chǎn)對(duì)進(jìn)料中污染物含量有很高要求，在使用該技術(shù)時(shí)需慎重確定摻燒量。由于一個(gè)水泥廠的產(chǎn)量有一定限制，因此目前該技術(shù)在各地已經(jīng)達(dá)到比較飽和的程度。

另外，水泥窯并不適用于含油率高的油泥，它要求含油率低于5%。同時(shí)，如果污染土壤里含有較多的氯化物，也會(huì)有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

直接焚燒是比較簡(jiǎn)單粗暴的方法，它需要的溫度也比較高，一般在800到1000度之間。它的優(yōu)缺點(diǎn)和水泥窯類(lèi)似，能快速?gòu)氐椎貙?shí)現(xiàn)無(wú)害化，但它能接受的含油率也需要在5%以下，含水率需要在25%以下，也可能產(chǎn)生二次污染。另外，它還有成本高，能耗大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源化和運(yùn)行穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。

熱解和碳化技術(shù)比直接焚燒等技術(shù)溫度稍低，在400-800度之間的有。和直接焚燒不同，熱解的過(guò)程一般是在絕氧的條件下進(jìn)行，而焚燒是在耗氧情況下進(jìn)行。焚燒過(guò)程能釋放出熱量，而熱解是需要靠吸熱來(lái)進(jìn)行。焚燒的終產(chǎn)物是二氧化碳和水，而熱解的產(chǎn)物的小碳鏈的油和氣，剩余的會(huì)碳化成焦黑物質(zhì)。由于產(chǎn)生的油和氣可以回收，因此熱解具有資源化利用的效果。

熱解對(duì)污染的處理也比較徹底，可部分實(shí)現(xiàn)資源化，尾氣量比直接焚燒小。但它的缺點(diǎn)也比較明顯，由于是在絕氧條件下進(jìn)行，因此對(duì)于操作的要求就比較高，設(shè)備投入大，而且需要的安全系數(shù)也比較嚴(yán)。這次河南的無(wú)氧熱解爐閃爆就是這個(gè)技術(shù)在操作中，因?yàn)楣ぷ魅藛T不慎，維修人孔沒(méi)有關(guān)閉導(dǎo)致氧氣進(jìn)入而造成的安全事故。其它缺點(diǎn)還有能耗高，容易造成二次污染，設(shè)備投資高，設(shè)備運(yùn)行中地結(jié)焦和密封等問(wèn)題比較常見(jiàn)。

目前市面上還有正處于研發(fā)階段的一些技術(shù)，比如陰燃技術(shù)。它的原理是利用加熱裝置，點(diǎn)燃地下的油相，形成連鎖燃燒氧化反應(yīng)。它地缺點(diǎn)是能耗小，可以處理濃度很高的油泥。但它的缺點(diǎn)在于對(duì)場(chǎng)地和油渣油泥的含油率，含水率等反應(yīng)條件要求苛刻，目前的尾氣處理技術(shù)尚不完善，容易造成二次污染。該技術(shù)目前還處于研發(fā)階段，污染實(shí)現(xiàn)資源化。

利用物理手段的熱脫附技術(shù)也分為直接熱脫附和間接熱脫附。它們的區(qū)別就在于污染土是否和熱源直接接觸。為了實(shí)現(xiàn)熱脫附的目的，它們的溫度一般在300到600度之間。

直接熱脫附的污染土壤會(huì)進(jìn)料到反應(yīng)爐里， 這個(gè)反應(yīng)爐可以是回轉(zhuǎn)窯形式。直接熱脫附設(shè)備就是把土送到熱轉(zhuǎn)窯后，與火焰直接接觸，被均勻加熱到目標(biāo)污染物氣化的溫度以上，達(dá)到污染物與土壤的分離。這個(gè)技術(shù)的目標(biāo)溫度比污染物的沸點(diǎn)還高。直接熱脫附的處理量比較大，傳熱效率相對(duì)較高，設(shè)備的成本相對(duì)較低。它的缺點(diǎn)在于燃燒的煙氣直接和土壤接觸，因此會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和煙氣，就需要進(jìn)入旋風(fēng)除塵設(shè)備，再進(jìn)入二燃室對(duì)油氣進(jìn)行進(jìn)一步去除。當(dāng)它在處理高濃度油泥時(shí)存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要將油泥進(jìn)行預(yù)處理到5%以下的含油率，含水率需要到25%以下。直接熱脫附無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源化。另外，當(dāng)尾氣處理不當(dāng)?shù)臅r(shí)候可能造成二次污染。

間接熱脫附的設(shè)備是污染物不直接和火焰接觸。間接燃燒器產(chǎn)生的火焰均勻加熱回轉(zhuǎn)窯外部，污染土壤被間接加熱到沸點(diǎn)后，和土壤分離，廢氣經(jīng)過(guò)燃燒直排。間接熱脫附設(shè)備既有回轉(zhuǎn)窯，也有流化床等形式。由于燃?xì)夂臀廴就翛](méi)有直接接觸，也就不需要處理因?yàn)槿紵�產(chǎn)生的有害煙氣。由于煙氣和污染尾氣分離，尾氣量比較小，部分油可以回收實(shí)現(xiàn)資源化。它的缺點(diǎn)是處理的規(guī)模不如其它幾種方法大。目前尾氣處理的技術(shù)還不完善，容易造成二次污染。

最后，常見(jiàn)的方法還有利用蒸汽或熱水來(lái)對(duì)油泥和油土進(jìn)行洗滌。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于成本比較低，可以實(shí)現(xiàn)資源化。它的缺點(diǎn)在于需要大量水和水處理，由于油在土里的持留性，它最終能達(dá)到的含油率目前大概是在6%左右，達(dá)不到農(nóng)用土的標(biāo)準(zhǔn)。另外還需要解決清洗藥劑普適性，對(duì)乳化嚴(yán)重的油水處理效果差，需要預(yù)處理降低粘度，回收的油品質(zhì)量等問(wèn)題。

這幾種方法存在的一些共同的痛點(diǎn)：

堆土式的異位熱脫附技術(shù)的一些特點(diǎn)正是針對(duì)這些問(wèn)題開(kāi)發(fā)的技術(shù)，它的一些特點(diǎn)是：

堆土式異位熱脫附其實(shí)是從原位熱脫附發(fā)展而來(lái)的，相比較于剛才提到的那些異位熱處理技術(shù)，堆土技術(shù)在原理上和原位熱脫附更接近。

GEO公司是1989年成立于美國(guó)加州，主要采用尾氣處理和熱脫附技術(shù)進(jìn)行土壤修復(fù)。目前已經(jīng)在世界各地5大洲超過(guò)12個(gè)國(guó)家完成過(guò)上百個(gè)項(xiàng)目，包括在新加坡和澳大利亞進(jìn)行的唯一的原位熱脫附項(xiàng)目。從2013年起，GEO就將原位燃?xì)鉄崦摳郊夹g(shù)首次引進(jìn)中國(guó)，是迄今為止在中國(guó)完成原位熱脫附項(xiàng)目最多的公司。

這是一些項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)照片：

原位熱脫附技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)打到地下的加熱井，把土壤和地下水的溫度加熱到100甚至300度，就像一個(gè)蒸籠一樣把地下的有機(jī)污染物蒸發(fā)出來(lái)，然后通過(guò)地下抽提井將揮發(fā)的污染蒸汽抽到地面的尾氣處理設(shè)備，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才排放。整個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)部分，一個(gè)是通過(guò)打到地下的加熱井的加熱系統(tǒng)，大的紅色井就是加熱井。另一個(gè)是通過(guò)打到地下的抽提井來(lái)實(shí)現(xiàn)的尾氣抽提系統(tǒng)，小的綠色井是抽提井。加熱井和抽提井在整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)以一定的規(guī)律排放。第三個(gè)就是在地面的尾氣和尾水處理系統(tǒng)。

加熱井分為內(nèi)管和外管兩個(gè)部分，燃?xì)鈴牡乇淼娜紵�器進(jìn)入，空氣從閥門(mén)入口進(jìn)入，在內(nèi)管混合燃燒，形成熱空氣在內(nèi)管向下流動(dòng)，之后在外管向上流動(dòng)，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)抽取后排入大氣。請(qǐng)注意加熱的過(guò)程是一個(gè)閉路系統(tǒng)，也就是加熱井不注入任何燃?xì)饣蚩諝獾酵寥乐腥�，唯一進(jìn)入土壤中的是熱量。熱以熱傳導(dǎo)的方式擴(kuò)散到土壤和地下水，并使它們的溫度升高，污染物逐漸揮發(fā)出來(lái)，被真空抽提井提取到地表的尾氣處理系統(tǒng)。在這里，所有的污染物都是被收集或處理的，不會(huì)隨著燃燒的空氣排放。整個(gè)過(guò)程就像是你在后院的bbq，唯一排放到大氣中的只有CO2, CO和空氣。

加熱井實(shí)際上就是碳鋼管。在加熱井上裝有燃燒器，天然氣可以從這里通入。燃燒器上有壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如果沒(méi)有足夠的空氣引入，或者點(diǎn)火裝置沒(méi)有檢測(cè)到點(diǎn)火成功，天然氣就會(huì)自動(dòng)切斷，防止出現(xiàn)燃?xì)庑孤┑娘L(fēng)險(xiǎn)。

燃?xì)饪梢允翘烊粴�，丙烷，煤制氣，柴油等。在�?guó)內(nèi)有些項(xiàng)目采用的是天然氣，由燃?xì)夤�司提供燃�(xì)夤艿赖綀?chǎng)地；有些項(xiàng)目采用的是煤制氣，由廠家每天運(yùn)來(lái)一批煤氣罐進(jìn)行替換，不需要安裝較長(zhǎng)的管道；在美國(guó)，有些沙漠地帶不方便引入各種管道或電線，就采用了丙烷罐車(chē)。

最常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是使用燃?xì)�，是否安全�?/span>實(shí)際上，燃?xì)鈮毫χ恍枰?.5到2kpa, 也就是家用爐灶的燃?xì)鈮毫�。到�?chǎng)地燃?xì)饪偣艿膲毫κ?0kpa左右，這是很小的用氣壓力。一般中國(guó)的城鎮(zhèn)居民用氣管道也需要200kpa。燃燒器本身的需要的電壓很小，只有74w。整個(gè)場(chǎng)地不會(huì)有明火，火焰只在燃燒井內(nèi)管進(jìn)行，沒(méi)有任何爆炸或起火的風(fēng)險(xiǎn)，我們已經(jīng)做過(guò)上百個(gè)項(xiàng)目，達(dá)到了0事故率。

接下來(lái)是一個(gè)具體的原位熱脫附案例介紹。這個(gè)項(xiàng)目需要對(duì)土壤和地下水同時(shí)治理。這個(gè)場(chǎng)地面臨的幾個(gè)主要挑戰(zhàn)有地質(zhì)條件復(fù)雜，多為粘性土，滲透性很差，污染從地表到地下20幾米。粘性土場(chǎng)地是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的化學(xué)注射法，注入的藥劑要和污染物接觸，就必須在土里擴(kuò)散，而這個(gè)擴(kuò)散系數(shù)，不同的土相差上億倍，結(jié)果是藥劑在粘土里不擴(kuò)散，而任何薄薄的一個(gè)流沙層，都會(huì)讓藥劑形成一個(gè)優(yōu)先通道，快速流失。而熱脫附依靠的是熱擴(kuò)散系數(shù)，不同的土只相差兩三倍，所以熱在地下是均勻擴(kuò)散；這個(gè)場(chǎng)地的污染物種類(lèi)多, 濃度高，有純油相存在。

原位熱脫附實(shí)際上包含了加熱和抽提及尾氣處理幾個(gè)部分。多相抽提的意思就是，抽的不僅是污染物蒸氣，還抽地下水和油相。實(shí)際上，原位熱脫附更像是多相抽提或真空抽提的衍生技術(shù)�？梢阅敲凑f(shuō)，熱脫附技術(shù)，加熱的技術(shù)含量只占20%，更多的技術(shù)難點(diǎn)在于抽提和抽出的尾氣處理上。目前國(guó)內(nèi)其它單位的一些設(shè)計(jì)，在加熱上花了很大功夫，但沒(méi)有設(shè)計(jì)好抽提的部分，這就造成了只是把深層的污染物轉(zhuǎn)移到地下淺層，或者直接泄漏到大氣中，造成嚴(yán)重的污染遷移。這個(gè)原則也會(huì)同樣被運(yùn)用到稍后要討論的異位熱脫附上，對(duì)抽提和尾氣收集處理的重視，也是堆土式異位熱脫附有別于其它異位熱處理技術(shù)的重要區(qū)別。

這個(gè)場(chǎng)地的施工首先需要在場(chǎng)地四周打止水帷幕，目的是防止地下水不斷涌入，帶走熱量。接下來(lái)打入各種井，包含了加熱井，多相抽提井，真空抽提井，還有溫度檢測(cè)井。然后在地表鋪設(shè)絕熱層和水泥層。真空抽提管道會(huì)匯集到地表的尾氣處理系統(tǒng)。項(xiàng)目開(kāi)始，會(huì)進(jìn)行升溫?cái)?shù)值擬合。

大家看到這個(gè)場(chǎng)地垂直破面的升溫?cái)M合圖。

一開(kāi)始溫度很快上升，在第15天的左右，大部分地區(qū)都已經(jīng)達(dá)到100度，也就是紅色區(qū)域。在100度會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，你看到30天的時(shí)候，還是基本保持在100度，因?yàn)樾枰�突破水的沸點(diǎn)，把水蒸干才能突破100度。45天的時(shí)候，在淺層靠近加熱井的地方開(kāi)始突破100度。60天時(shí)，淺層相當(dāng)大區(qū)域出現(xiàn)200度以上溫度。項(xiàng)目在66天的時(shí)候結(jié)束。在無(wú)水區(qū)域，溫度才能快速突破100度。100度左右對(duì)于原位熱脫附是一個(gè)很重要的臨界點(diǎn)，因?yàn)橐�突破這個(gè)溫度就需要把所有水都蒸干，這個(gè)過(guò)程消耗的能量是從室溫升到100度的5-6倍。對(duì)于沸點(diǎn)是500度的污染物，要到突破100度后才會(huì)開(kāi)始消失。對(duì)于沸點(diǎn)是250度的場(chǎng)地，場(chǎng)地平衡在100度左右就開(kāi)始部分消失。而對(duì)于沸點(diǎn)低于100度的污染物加熱不久就已經(jīng)大部分消失。最后，各個(gè)污染物都達(dá)到了超過(guò)99%的去除率，地下水也都達(dá)到了未檢出。

可能有人會(huì)問(wèn)，為什么有的污染物沸點(diǎn)是500度，在200度也能去除呢？打個(gè)比方，放在室外的一碗水，幾天后也會(huì)消失，室外溫度最高也只有45度，重要的是有氣流不斷通過(guò)，而且持續(xù)上超過(guò)幾天的時(shí)間。所以原位熱脫附的目標(biāo)溫度是不需要達(dá)到沸點(diǎn)的。在原理上解釋是，有機(jī)物在不同溫度下都有一定的飽和蒸汽壓，如果周邊的土壤氣體被及時(shí)抽提走，污染就會(huì)從土壤或液相里再進(jìn)入氣相，達(dá)到飽和蒸汽壓的平衡。

所以，原位熱脫附和堆土式異位熱脫附在目標(biāo)溫度的要求上比其它異位熱處理低很多，因?yàn)橥寥涝诩訜嵯到y(tǒng)里的停留時(shí)間是以幾周到兩個(gè)月來(lái)計(jì)算，而其它異位熱處理的停留時(shí)間只有幾分鐘，時(shí)間上有三到四個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)需要達(dá)到的飽和蒸汽壓也就同樣有幾個(gè)數(shù)量級(jí)上的差別。

個(gè)人選擇目標(biāo)溫度的一些經(jīng)驗(yàn)是將有機(jī)污染物根據(jù)沸點(diǎn)分為三個(gè)組別，第一組，沸點(diǎn)低于150度的VOCs為主，目標(biāo)溫度設(shè)定在100度。另外一組，一些半揮發(fā)性有機(jī)物，沸點(diǎn)高于250度，比如苯并吡，pcb，農(nóng)藥等多環(huán)芳烴，就需要突破100度。而對(duì)于沸點(diǎn)在150到250度之間的這個(gè)組別的污染物，比如柴油，萘，鄰甲苯胺等就需要更多考慮修復(fù)目標(biāo)來(lái)決定是否選擇100度或以上的溫度。

因?yàn)闃I(yè)主要在修復(fù)后的場(chǎng)地建高樓，所以他們很關(guān)心一個(gè)問(wèn)題就是熱脫附后，會(huì)不會(huì)改變土壤性質(zhì)，影響用途。在處理前后對(duì)土樣進(jìn)行了地基土承載力檢測(cè)，證明了土壤性質(zhì)不會(huì)受到影響。這也是堆土式和其它異位熱脫附的一個(gè)區(qū)別，由于目標(biāo)溫度較低，所以土壤的物理化學(xué)性質(zhì)不受影響，包括微生物在熱脫附后還是持續(xù)存在。

堆土型的間接熱脫附就是原熱熱脫附的翻版，把挖出來(lái)的土堆成一個(gè)土堆，把之前打到地下的加熱井橫放插進(jìn)土堆里，在土堆外圍鋪設(shè)隔熱板，這樣就形成了一個(gè)異位的間接熱脫附反應(yīng)堆。它是間接熱脫附的一種，因?yàn)榛鹧婧蜔煔獠缓臀廴就寥阑驓怏w直接接觸，因此大部分間接熱脫附的優(yōu)點(diǎn)，比如安全性能高，尾氣量少，能耗少等，在堆土型熱脫附里也都擁有。

和原位類(lèi)似，土堆里一樣埋有加熱井，抽提井，和溫度監(jiān)測(cè)井。

堆土的過(guò)程把各種管道一起埋入其中。對(duì)于油泥油渣等污染土，由于較難形成土堆，也采用在地下挖坑的方法來(lái)進(jìn)行。在地下挖出6米深的基坑，寬度在10米左右，長(zhǎng)度可以根據(jù)需要處理的土方量來(lái)決定�？拥牡撞考八闹茕伾纤�泥層和隔熱層，起到隔絕熱和防止液體擴(kuò)散的作用。從油田出來(lái)的油渣可以直接堆放到基坑內(nèi)。當(dāng)然，在不適合挖基坑的場(chǎng)地，也可以在地表建水泥墻，來(lái)起到同樣的作用。

堆土型和其它間接熱脫附在原理上有很大不同。首先加熱是依靠熱傳導(dǎo)，對(duì)于土壤顆粒大小沒(méi)有太多要求，因此不需要對(duì)土壤進(jìn)行篩分、脫水、破碎、磁選等預(yù)處理。同時(shí)，因?yàn)檫M(jìn)料是直接用挖土機(jī)進(jìn)行填埋，不需要有進(jìn)料和出料的管道，大家也知道，其它異位熱脫附的進(jìn)出料系統(tǒng)是經(jīng)常出問(wèn)題的部件。另外，由于有抽提作用的存在，不需要事先進(jìn)行干化和減量化的步驟，可以在土堆里同時(shí)實(shí)現(xiàn)減量化，無(wú)害化和資源化的目標(biāo)。

堆土完成后，將加熱井和抽提管插到土堆里，這樣就形成了一個(gè)和原位熱脫附很類(lèi)似的修復(fù)地塊。加熱井連接地表的抽提風(fēng)機(jī)，抽提管連接地表的尾氣處理系統(tǒng)。這個(gè)場(chǎng)地假定需要處理很高含油率和含水率的油泥，含油率和含水率分別都達(dá)到了45%。

土堆需要在1-2個(gè)月內(nèi)進(jìn)行加熱，升溫的過(guò)程和原位熱脫附基本類(lèi)似。

這個(gè)曲線圖顯示了在不同的加熱時(shí)間里，溫度，含油率，和含水率的變化，分成6個(gè)階段加熱到不同溫度。

（1）首先第一步是加熱之前，先對(duì)土堆進(jìn)行大概2周的真空抽提，對(duì)于含油率超過(guò)30%的純油相，由于有較高的流動(dòng)性，就能以液體形式被真空抽走。和剛才介紹的原位系統(tǒng)類(lèi)似，土堆里有網(wǎng)絡(luò)狀分布的抽提管，它們連接到了負(fù)壓超過(guò)30kpa的真空泵上，這樣整個(gè)土堆內(nèi)部就處于負(fù)壓狀態(tài)。就好像一個(gè)吸塵器一樣在不斷的對(duì)整個(gè)土堆進(jìn)行抽提。在基坑的底部，還有一個(gè)油相的收集槽，抽提管也連接到這個(gè)槽里，這樣如果有液相形成，匯集到底部的槽里，也會(huì)被一起抽走。因?yàn)槎淹列偷呢?fù)壓有嚴(yán)格控制，尾氣能被完全控制處理，減少了很多二次污染。采用的抽提管有較細(xì)的花管，同時(shí)用較密的鐵絲網(wǎng)進(jìn)行包裹，這樣，泥渣等固體物質(zhì)就不會(huì)被吸到尾氣系統(tǒng)，只有液相會(huì)被吸入。油相如果超過(guò)一定的濃度，比如超過(guò)30%，就會(huì)以純液相存在，具有一定的流動(dòng)性，對(duì)于這部分可流動(dòng)的液體，就可以用高負(fù)壓直接抽提。

（2）經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間不加熱的抽提后，會(huì)開(kāi)始對(duì)土堆進(jìn)行加熱，這個(gè)時(shí)候會(huì)控制加熱的速度，讓溫度緩慢上升到60度左右。可以看到，隨著溫度的上升，油類(lèi)的粘度系數(shù)快速下降，也就意味著油的流動(dòng)性大為增強(qiáng)。油類(lèi)的粘度系數(shù)也和含水率有關(guān)系，當(dāng)含水率超過(guò)20％后原油乳液由油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗�包油型。這兩個(gè)視頻顯示了油相在不同溫度下的流動(dòng)性增強(qiáng)。持續(xù)的多相抽提，除了抽提油，也在同時(shí)抽提水。這就和熱水沖洗的方法一樣，依靠抽提作用，一方面把流動(dòng)的油類(lèi)快速抽走，同時(shí)抽提出來(lái)的熱水也可能處于水包油的狀態(tài)，就像這個(gè)視頻一樣，油包水或水包油的狀態(tài)也讓流動(dòng)性加強(qiáng)，升溫讓抽提系統(tǒng)的效率大為增強(qiáng)。在這個(gè)階段的末期，土堆溫度達(dá)到60度左右，真空抽提可以將含油率進(jìn)一步降低到20%左右。因此，這就體現(xiàn)了堆土式熱脫附的一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)需要處理的泥渣沒(méi)有含油率上限的限制，在加熱前或低溫加熱階段，就可以把含油率從任意高濃度降低到20%左右的含油率。這部分油相被直接抽提到油水分離系統(tǒng)。

（3）隨著溫度從60度逐漸上升到100度左右，也就是水的沸點(diǎn)，含油率可以進(jìn)一步下降到15%左右，它的除油機(jī)理主要還是在液相抽提，同時(shí)一部分碳鏈低的飽和烴在這個(gè)階段也會(huì)開(kāi)始揮發(fā)。同樣的，水的流動(dòng)性和揮發(fā)性也會(huì)在這個(gè)階段增加，能直接以抽提的形式降低含油率。

（4）接下來(lái)，由于水的存在，土壤溫度會(huì)維持在100度左右相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。這個(gè)階段主要是去除土里的水含量，只有當(dāng)水含量降到5%左右的土壤持水飽和度，溫度才會(huì)突破平衡值開(kāi)始上升。大量水蒸汽的產(chǎn)生也會(huì)對(duì)油類(lèi)的去除率起到一個(gè)水蒸汽沖提的作用。這個(gè)過(guò)程就類(lèi)似于水蒸汽對(duì)油泥的蒸汽洗滌技術(shù)，不同的蒸汽洗滌是靠外源蒸汽，而熱脫附的蒸汽沖提是靠土壤里的水分揮發(fā)來(lái)進(jìn)入抽提系統(tǒng)。這個(gè)水蒸汽沖提的效果可以將土壤的含油率進(jìn)一步降低到6%左右。這個(gè)過(guò)程有大量的水蒸汽和含油尾氣蒸發(fā)和抽提出來(lái)。和直接熱脫附相比，由于污染尾氣和燃燒煙氣進(jìn)入不同的系統(tǒng)，因此污染尾氣量相對(duì)少很多。同時(shí)，不同于其它異位熱脫附是在對(duì)一個(gè)空腔里抽提，堆土式有插入到土壤里的抽提網(wǎng)狀系統(tǒng)，尾氣的抽提更加直接而且充分。

（5）和（6）在這個(gè)階段溫度被加熱到目標(biāo)溫度。剛才已經(jīng)介紹過(guò)，堆土式相對(duì)于其它異位熱脫附的最主要不同在于反應(yīng)的停留時(shí)間上。就像之前舉的水的例子，一碗水放室外幾天也就蒸發(fā)了，所以也不需要達(dá)到污染物沸點(diǎn)，哪怕對(duì)付多環(huán)芳烴，PCB，或部分沸點(diǎn)在600度以下的重油類(lèi)，也只需要200-350度就可以達(dá)標(biāo)。目標(biāo)溫度的下降讓燃?xì)獾睦�用效率也大幅提高，相�?duì)于其它異位熱脫附設(shè)備，可以減少碳排放。最后可以達(dá)到0.1%以下的目標(biāo)。當(dāng)然，如果油泥里含有大量的沸點(diǎn)超過(guò)600度的重油，這部分污染就比較難去除。

處理結(jié)束后，就可以把加熱管和抽提管拔出，將修復(fù)完成的土壤挖出。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是不同于傳統(tǒng)的直接熱脫附技術(shù)或其它間接熱脫附技術(shù)的既進(jìn)既出處理方法，堆土的運(yùn)行一次需要大概3個(gè)月的時(shí)間來(lái)完成從安裝到加熱的修復(fù)，因此需要較大的處理面積。

以一次性修復(fù)1萬(wàn)噸油泥為例，大概需要1000平方米的地塊來(lái)進(jìn)行修復(fù)。這樣，相當(dāng)于就是一個(gè)1000平方米的基坑可以實(shí)現(xiàn)4萬(wàn)噸油泥的年處理量。修復(fù)的面積和處理量成正比。在具體場(chǎng)地實(shí)施中，可以做成兩個(gè)土堆，這樣一個(gè)土堆在運(yùn)行，另一個(gè)土堆就可以開(kāi)始進(jìn)行堆土。

尾氣處理系統(tǒng)分為三級(jí)處理。

第一級(jí)是冷凝和油氣水分離系統(tǒng)。在這級(jí)處理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)蒸汽進(jìn)行熱交換降溫，讓溫度降到室溫左右，這時(shí)大部分水蒸汽和一部分油氣將重新變成液相，在氣液分離罐里實(shí)現(xiàn)分離，液體由于重力作用，沉淀到罐底，氣相繼續(xù)留到下一級(jí)系統(tǒng)。對(duì)于從土堆里直接抽提出來(lái)的液相也會(huì)在分離罐里沉降到罐底。同時(shí)，由于抽提管的構(gòu)造，被抽提到系統(tǒng)中的泥渣等固體物質(zhì)很少，不需要旋風(fēng)除塵等設(shè)備。沉淀到分離罐的液相就可以被泵到油水分離和水處理系統(tǒng)。

油水分離的系統(tǒng)主要也就是簡(jiǎn)單的沉淀池，對(duì)液相進(jìn)行1-2天的靜置，油相就會(huì)在沉淀池里和水分離出來(lái)。這時(shí)就可以對(duì)油相進(jìn)行收集。這里的油可以進(jìn)行回收。當(dāng)然，各種油會(huì)混在一起，需要交由油廠進(jìn)行進(jìn)一步精分。剩下的水相會(huì)經(jīng)過(guò)活性炭吸附，達(dá)標(biāo)后才進(jìn)行排放。

在室溫下還保持氣相的尾氣就會(huì)進(jìn)入二級(jí)處理系統(tǒng)，主要也就是熱氧化系統(tǒng)。常見(jiàn)的一些熱氧化設(shè)備主要有直燃熱氧化爐，或者有配備熱交換的RTO系統(tǒng)，當(dāng)然如果尾氣含氯或硫比較少的，也可以直接進(jìn)入類(lèi)似火炬的直接燃燒系統(tǒng)或者二燃室。

當(dāng)然，在進(jìn)行尾氣熱氧化時(shí)，特別要注意幾點(diǎn)，首先是尾氣里的含油率不能過(guò)高，以防止出現(xiàn)爆燃的現(xiàn)象。另外如果燃燒不完全，也會(huì)出現(xiàn)二噁英等二次污染。如果尾氣里有氯化物和硫化物等，就需要配套淋洗塔等設(shè)備來(lái)中和。熱氧化設(shè)備的運(yùn)營(yíng)維護(hù)要求也比較高。國(guó)內(nèi)目前配套的尾氣處理，特別是熱氧化設(shè)備，還存在這樣或那樣的問(wèn)題。

為了解決這些問(wèn)題，GEO公司及其中國(guó)分公司潔易奧（江蘇）環(huán)境修復(fù)有限公司也研發(fā)了自己的熱氧化處理系統(tǒng)GTRO系統(tǒng)。

它的原理很簡(jiǎn)單，既然加熱器利用了燃?xì)�，那污染物本身也是一種燃料，完全可以把它引入加熱井中燒掉。它的好處是不需要有很大型的一個(gè)設(shè)備，由于分流到各個(gè)燃燒井中，每個(gè)井處理一小部分，不需要引入大量的空氣，也就使用了更少的能源，而且由于燃燒的氣體要在管道內(nèi)流動(dòng)，停留時(shí)間比一般的熱氧化爐長(zhǎng)，可以達(dá)到3秒以上，能減少二惡英等物質(zhì)的產(chǎn)生。

同時(shí)，因?yàn)檎麄�(gè)加熱管是處于負(fù)壓引風(fēng)狀態(tài)，爆炸的風(fēng)險(xiǎn)也相較于其它熱氧化爐小，在一些原位的項(xiàng)目里也有把污染其它重新引入地下的加熱井來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的能源化利用，有點(diǎn)類(lèi)似煮豆燃豆萁的原理。具體到堆土系統(tǒng)里，就是利用加熱井來(lái)作為尾氣熱氧化設(shè)備。當(dāng)然，具體是否采用還需要看土壤里含氯和含硫物質(zhì)的濃度高低，是否會(huì)對(duì)管道形成腐蝕作用。

最后是第三級(jí)系統(tǒng)，利用活性炭吸附達(dá)標(biāo)后才排放。

總體上說(shuō)，堆土式在安全性上有較高的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椋?/strong>