Xu hướng phát triển của công nghệ xử lý nhiệt tại chỗ cho các vị trí bị ô nhiễm

1. Dựa trên phân tích các trường hợp xử lý nhiệt trong và ngoài nước trong và ngoài nước, người ta đã kết luận rằng lượng khí thải carbon đơn vị của một dự án xử lý nhiệt trong tại chỗ điển hình là từ 0,5 đến 330,0 kgCO2-EQ · M-3. Phát thải carbon của quá trình này chủ yếu đến từ việc tiêu thụ năng lượng không thể tái tạo do hoạt động của hệ thống sửa chữa (74,8%~ 97,7%), và phần nhỏ còn lại đến từ việc cài đặt và tháo gỡ hệ thống sửa chữa (1,3% ~ 17,7%), tiêu thụ vật liệu (0,4%~ 7,0%), và vận chuyển và giám sát (0,1%~ 4,0%). Tiêu thụ năng lượng sửa chữa đơn vị của một dự án xử lý nhiệt tại chỗ điển hình là từ 2,9 đến 820,0 kWh · m-3. Tiêu thụ năng lượng này chủ yếu là đầu vào nhiệt (75%~ 95%) và phần còn lại bao gồm mức tiêu thụ năng lượng trong hoạt động của thiết bị sửa chữa, lắp đặt thiết bị, vận chuyển và giám sát. Hầu hết các đầu vào nhiệt vào mặt đất được sử dụng để làm nóng môi trường bị ô nhiễm, chiếm khoảng 40% ~ 70% tổng mức tiêu thụ năng lượng và phần còn lại bị mất do mất nhiệt, tản nhiệt xung quanh và truyền nhiệt.

2. Các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió rất phong phú trong dự trữ và có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các dự án xử lý nhiệt tại chỗ, và dự kiến ​​sẽ đạt được sự giảm phát thải đáng kể trong các hoạt động khắc phục. Năng lượng mặt trời thường được áp dụng thông qua các hệ thống phát điện quang điện để điều khiển các thiết bị năng lượng nhỏ như khai thác, lấy mẫu và giám sát các thiết bị. Cũng có những nghiên cứu cố gắng chuyển đổi trực tiếp nó thành năng lượng nhiệt cho ứng dụng, chẳng hạn như sử dụng máy tập trung, lò sưởi năng lượng mặt trời và lò quay mặt trời để làm nóng trực tiếp đất bị ô nhiễm, đạt được thành công việc loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm. Trong những năm gần đây, công nghệ khắc phục vi sinh vật nhiệt năng lượng mặt trời kết hợp với các hệ thống lưu trữ nhiệt dưới lòng đất đã thu hút rất nhiều sự chú ý. Việc áp dụng một hệ thống phát điện gió là phổ biến trong các thí nghiệm khắc phục điện hóa và nghiên cứu khử mặn nước biển, và hiệu ứng giảm phát thải là tốt. Trong các hoạt động khắc phục tại chỗ, để đảm bảo cung cấp đủ năng lượng, hệ thống phát điện và năng lượng mặt trời thường được sử dụng kết hợp, điều này có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của việc khắc phục. Tuy nhiên, các hệ thống phát điện tại chỗ dễ dàng bị hạn chế bởi điều kiện khí hậu và thường rất khó để đạt được nguồn cung cấp năng lượng liên tục và liên tục, điều này sẽ dẫn đến giảm hiệu quả khắc phục của các công nghệ dựa vào hành động điện trường, như khắc phục điện hóa và điện trở Công nghệ sưởi ấm (chế độ khớp nối điện-nhiệt).

3. Tối ưu hóa quy trình xử lý nhiệt tại chỗ ở cấp độ kỹ thuật cũng được dự kiến ​​sẽ cải thiện lợi ích sửa chữa. Các hướng tối ưu hóa bao gồm:

1) Tối ưu hóa công nghệ đơn: Công nghệ khai thác tăng cường hơi nước (xem), chủ yếu được tối ưu hóa bằng cách thay đổi phương pháp phun hơi nước, chẳng hạn như phun hơi nước áp suất, gãy thủy lực kết hợp với phun hơi nước, hòa tan hơi nước, hơi nóng, hơi nóng Thay thế hơi nước bão hòa, v.v ... Công nghệ sưởi ấm (ERH), chủ yếu được tối ưu hóa bằng cách thay đổi phương pháp bổ sung nước và chế độ cung cấp năng lượng. Ngoài ra, tước dây điện động lực học dựa trên ERH cũng là một công nghệ tối ưu hóa hiệu quả. Công nghệ gia nhiệt dẫn truyền nhiệt (TCH), chủ yếu được tối ưu hóa bằng cách điều khiển động nhiệt độ và lưu lượng đầu vào khí tự nhiên, v.v. Sơ đồ dựa trên nhiệt độ, hàm lượng nước và tốc độ tăng nhiệt độ "và " Sơ đồ điều khiển nhiệt độ dựa trên bố trí giếng sưởi ấm tại chỗ ".

2) Khớp nối công nghệ: Kết hợp xử lý nhiệt tại chỗ và công nghệ xử lý hóa học. Thêm các tác nhân hóa học có thể làm giảm nhiệt độ xử lý nhiệt và rút ngắn thời gian xử lý bằng cách thay đổi môi trường hóa học của khu vực xử lý nhiệt, cải thiện tính đồng nhất của sự gia tăng nhiệt độ và đẩy nhanh việc loại bỏ các chất ô nhiễm. Công nghệ xử lý nhiệt kết hợp có thể đẩy nhanh quá trình khắc phục hóa học bằng cách tăng nhiệt độ để tăng cường giải hấp và hòa tan các chất ô nhiễm, kích hoạt các tác nhân peroxid hóa và thúc đẩy sự di chuyển của các tác nhân. Khớp nối của xử lý nhiệt tại chỗ và công nghệ khắc phục vi sinh vật. Trọng tâm nghiên cứu của công nghệ khớp nối này là khắc phục vi sinh vật tăng cường nhiệt. Hệ thống sưởi nhiệt độ thấp được sử dụng để tăng sự sẵn có của vi sinh vật của các chất ô nhiễm hữu cơ trong khu vực mục tiêu và tăng cường hoạt động của vi sinh vật, do đó cải thiện hiệu quả khắc phục. Trong những năm gần đây, công nghệ khắc phục vi sinh vật được tăng cường nhiệt kết hợp với năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ nhiệt dưới lòng đất cũng đã được nghiên cứu rộng rãi, với các hiệu ứng giảm năng lượng và tiêu thụ đáng kể. Khớp nối giữa các công nghệ xử lý nhiệt tại chỗ. Công nghệ ghép này thường được sử dụng để sửa chữa các trang web bị ô nhiễm phức tạp. Phương pháp phổ biến là sự kết hợp giữa công nghệ xem và TCH hoặc ERH. Xem xử lý các khu vực thấm cao và ERH hoặc TCH xử lý các khu vực thấm thấp, đạt được kết quả khắc phục tốt. Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy các phương pháp sưởi ấm khớp với các tần số khác nhau, chẳng hạn như ERH và sưởi ấm tần số vô tuyến, có thể cải thiện tính đồng nhất của việc sưởi ấm trong môi trường ngầm với sự không đồng nhất mạnh mẽ.

3) Kiểm soát mất nhiệt trong quá trình phục hồi: Ví dụ, hàng rào nhiệt bề mặt, thường là một lớp tính thấm thấp và vật liệu dẫn nhiệt thấp (như bê tông, bê tông bọt, v.v.) được sử dụng để bao phủ khu vực đích; Một số nghiên cứu cũng đã sử dụng các vật liệu nhiều lớp hoặc các cấu trúc bao phủ bề mặt nhiều lớp để cách nhiệt; Ngoài ra, để xem công nghệ, sự kết hợp giữa hợp tác hơi nước và không khí trên cơ sở lắp đặt lớp phủ bề mặt có thể cải thiện đáng kể hiệu ứng kiểm soát của mất nhiệt bề mặt. Rào cản nước ngầm, các biện pháp rào cản bao gồm thiết lập các rào cản vật lý, thiết lập các giếng hàng rào thủy lực và thêm các giếng phun hơi, trong đó các rào cản vật lý là các phương pháp hàng rào được sử dụng phổ biến nhất, các giếng hàng rào thủy lực chủ yếu được sử dụng để cách ly nước và kết tủa trong độ thấm cao trong độ thấm cao cao trong độ thấm cao trong độ thấm cao cao Các khu vực, và thêm các giếng phun hơi nước chủ yếu phù hợp cho công nghệ dẫn nhiệt và công nghệ ERH, đây là một biện pháp rào cản rất hứa hẹn. Tái chế nhiệt thải, tái chế nhiệt thải có tiềm năng lớn để giảm tiêu thụ. Nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào công nghệ GTR. Các phương pháp tái chế bao gồm: tái chế nhiệt để làm nóng không khí, tái chế nhiệt để làm nóng đất, tái chế nhiệt để làm nóng các đốm lạnh và tái chế nhiên liệu và chất gây ô nhiễm giá trị cao.