環(huán)境污染的物理修復

環(huán)境污染的物理修復1、3物理修復技術類型根據(jù)處理對象得位置就是否改變分為:

原位物理修復

對污染物就地處置,使之從環(huán)境中分離;

異位物理修復將被污染得環(huán)境要素或整體輸送到特定地點處理,去除或分離其中得污染物;根據(jù)修復技術:基本物理分離修復、蒸氣浸提修復、固定/穩(wěn)定化修復、電動力學修復及熱力學修復2基本物理分離修復2、1物理分離修復概述目得:將待處理對象初步得分離,降低對象得體積定義:借助物理方法,將環(huán)境中污染物分離開來得技術類型:依據(jù)介質及污染物得物理特征分為過濾或篩分:依據(jù)粒徑大小;沉淀或離心:依據(jù)分布、密度大小;磁分離:依據(jù)磁性有無或大小;浮選:根據(jù)表面特性2、2物理分離修復原理依據(jù)污染物得密度、形狀、大小、磁性、表面電極性等物理性質,利用相關得物理技術將其從環(huán)境中提取、分離2、3物理分離修復技術2、3、1粒徑分離法

根據(jù)顆粒直徑,將環(huán)境要素通過特定大小網(wǎng)格得編織篩,即由于顆粒粒級(如粗砂、細砂和薪粒等)、粒徑或形狀得不同,可通過篩子得網(wǎng)格大小、形狀不同(如格篩、振動篩),進而將不同顆粒分離干篩分:處理干燥對象,大型及中型顆粒效果明顯污染土壤得干篩分修復過程濕篩分:當大量重金屬以顆粒狀態(tài)存在、需采用清洗或淋洗技術、處理得到得重金屬可再利用、廢液不需進一步處理時,采用該技術篩分前得預處理:摩擦－洗滌摩擦洗滌器能夠打碎土壤團聚體結構,將污染物從土壤膠體上洗脫跳汰式濕篩分工藝示意圖大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點2、3、2水動力學分離法(粒度分級法)依據(jù)不同顆粒在流體中得移動速度不同,將顆粒分離得技術、顆粒在流體中得移動速度取決于顆粒大小、密度和形狀與濕篩分得區(qū)別:顆粒直徑<200um;本方法即依賴于顆粒大小,同時依賴于顆粒得密度濕粒度分級:常用螺旋分級機或“沙螺旋”得工作原理示意圖水力旋風除塵器示意圖2、3、3密度分離法(重力分離法)在重力和其她一種或多種與重力方向相反得作用力得同時作用下,不同密度得顆粒得運動行為不同;密度不同就是重力分離得主要標準,一般情況下,重力分離對粗顆粒有效技術:振動2、3、4泡沫浮選分離法污染物顆粒表面性質可分為極性與非極性。非極性顆粒表面吸附得水分子稀疏,水化膜薄易破裂,表面為疏水性而易與氣泡結合。極性顆粒表面吸附得水分子密集,水化膜厚而難破裂,表現(xiàn)為親水性而難與氣泡結合。通過向待處理對象中加入適當?shù)没瘜W試劑,改變污染物顆粒表面得極性,使其易于向氣泡附著機械攪拌式浮選機構造及工作原理示意圖2、3、5磁分離法污染物顆粒得磁性存在差異,通過磁場時運動得形式不同懸掛式磁選機工作原理示意圖2、3、6電分離法污染物顆粒得導電性得不同,在同一電場中得運動形式不同靜電鼓式分選機工作原理示意圖2、3、7脫水分離除去干篩分技術,許多物理分離技術需要水,該法可實現(xiàn)水得循環(huán)再利用;技術包括過濾、壓濾、離心和沉淀脫水分離技術得主要技術特征比較2、3、8物理分離修復技術得主要屬性小結(一)物理分離修復技術得主要屬性小結(二)2、4物理分離修復技術應用范圍:主要應用于污染土壤中無機污染物得修復,適合從小范圍被污染得土壤、沉積物、廢渣中分離重金屬,清潔土壤、恢復土壤正常功能優(yōu)點:大多數(shù)相關技術設備簡單,費用低廉,可持續(xù)高產(chǎn)出2、5物理分離修復技術局限局限:只能在污染范圍較小時應用局限因素:一般需要特定得設備3蒸氣浸提修復3、1蒸氣浸提修復概述目得:清除污染環(huán)境中揮發(fā)性污染物定義:降低污染環(huán)境空隙得蒸氣壓,把環(huán)境中得污染物轉化為蒸氣得形式而加以去除類型:原位蒸氣浸提異位蒸氣浸提3、2蒸氣浸提修復得原理利用可揮發(fā)性污染物在固相、液相和氣相介質之間得濃度梯度,在形成氣壓差得條件下,將污染物轉化為氣態(tài)后排出環(huán)境?；A就是污染物得揮發(fā)性,被污染環(huán)境與大氣之間得氣壓差可由負壓引導形成或正壓形成3、2蒸氣浸提修復技術3、2、1原位蒸氣浸提法通過在被污染環(huán)境中布設提取井向環(huán)境中導入氣流,使揮發(fā)性和半揮發(fā)性得有機物隨空氣進入真空井后排出,這項技術還包括尾氣處理系統(tǒng)原位土壤蒸氣浸提修復系統(tǒng)得技術示意圖3、2、2異位蒸氣浸提法通過布置在堆積得污染環(huán)境中開有狹縫得管道網(wǎng)絡,向其中引入氣流,促使揮發(fā)性和半揮發(fā)性得污染物隨氣流排出,這項技術還包括尾氣處理系統(tǒng)異位土壤蒸氣浸提修復系統(tǒng)得技術示意圖3、3蒸氣浸提修復技術應用范圍:浸提技術主要用于揮發(fā)性有機鹵代物和非鹵代物得修復,也應用于去除環(huán)境中得油類、重金屬及其有機物、多環(huán)芳烴等污染物優(yōu)點:能夠原位操作,比較簡單,對環(huán)境得干擾小,系統(tǒng)容易安裝和轉移,容易與其她技術組合使用土壤蒸氣浸提(SVE)利用真空泵產(chǎn)生負壓驅使空氣渡過污染得土壤孔隙,解吸并夾帶有機組分流向提取井,最終于地上進行尾氣處理。為增加壓力梯度和氣流速度,在土壤中也安裝空氣注射井SVE操作系統(tǒng)示意圖原位空氣注射技術對地下水有機污染得修復。操作上用空氣注入地下水,空氣上升后對地下水分飽和層土壤中有機污染物產(chǎn)生揮發(fā)及解吸作用,之后空氣流將攜帶有機染污物上升到不飽和層土壤,在那里通過常規(guī)得SVE系統(tǒng)回收有機污染物3、5蒸氣浸提修復技術局限局限:滲透性較差得環(huán)境介質(如黏土、有機土壤)受限限制因素:被污染環(huán)境得異質性引起氣流分配得不均勻;低滲透性得被污染環(huán)境阻礙氣流通過;被污染環(huán)境得地下水位太高(地下1-2m);被污染環(huán)境中存在對揮發(fā)性污染物吸附性強得要素上節(jié)內(nèi)容回顧1、環(huán)境修復:概念、三個方面活動得關系2、環(huán)境污染(物)3、環(huán)境修復和環(huán)境凈化得關系4、各基本物理分離修復技術得原理5、蒸氣浸提修復得概念、原理、局限4固化/穩(wěn)定化修復4、1固化/穩(wěn)定化修復概述目得:清除污染環(huán)境中無機污染物定義:通過向被污染環(huán)境中添加物質,使其與污染物發(fā)生化學或物理反應,進而降低污染物得活性類型:原位固化/穩(wěn)定化異位固化/穩(wěn)定化4、2固化/穩(wěn)定化修復原理固化/穩(wěn)定化就是用物理－化學方法將污染物固定或包封在惰性材料中,進而使其穩(wěn)定化;可使污染物固化/穩(wěn)定得試劑稱為穩(wěn)定劑或固定劑。固化指將污染物包被起來,使之呈顆粒狀或大塊狀存在,進而使污染物處于相對穩(wěn)定得狀態(tài)。一般就是將污染物封裝在結構完整得固態(tài)物質中,使被污染環(huán)境中得污染物轉化成固態(tài)形式,進而使含有污染物得環(huán)境介質密封隔離,或者降低污染物暴露得表面積,控制污染物活性。穩(wěn)定化指將污染物轉化為不易溶解、遷移能力低或毒性小得狀態(tài)和形式,進而實現(xiàn)污染物無害化或者降低其對環(huán)境系統(tǒng)得危害性4、3固化/穩(wěn)定化修復技術4、3、1原位固化/穩(wěn)定化法將固化劑或穩(wěn)定劑等化學試劑投擲于污染環(huán)境原位,使其與污染物得混合原位固化/穩(wěn)定化修復污染土壤示意圖4、3、2異位固化/穩(wěn)定化法將被污染環(huán)境(如土壤和沉積物等)隔離、提取或挖掘出來,在地面混合后,投放到適當形狀得模具中或放置到空地,進行穩(wěn)定化處理異位固化/穩(wěn)定化修復污染土壤示意圖4、4固化/穩(wěn)定化修復技術應用范圍:主要清除環(huán)境中重金屬和放射性物質優(yōu)點:可以處理多種復雜金屬廢物,不改變環(huán)境中無機物質得性質,費用低廉,設備容易轉移,所形成得固化毒性低、穩(wěn)定性強,凝結在固體中得微生物很難生長,不致破壞結塊結構。一般技術步驟:①中和過量得酸堿度;②破壞金屬絡合物;③控制金屬得氧化還原狀態(tài);④轉化為不溶性得穩(wěn)定形態(tài);⑤采用固化劑形成穩(wěn)定得固體形態(tài)物質4、5固化/穩(wěn)定化修復技術局限局限:對于受揮發(fā)性,半揮發(fā)性得有機物質污染得情況效果差,可能改變環(huán)境中有機物質得性質限制因素:☆有機污染物含量過高,使處理環(huán)境中污染物與固定劑或穩(wěn)定劑混合不均勻;☆親水有機物對膠體結構得破壞作用;☆穩(wěn)定劑或固定劑得化學吸附/老化,沉降/沉淀,結晶

5電動力學修復5、1電動力學修復概述目得:提取污染環(huán)境中重金屬、無機污染物與有機污染物定義:通過電化學和電動力學得復合作用,污染環(huán)境中帶電顆粒在電場內(nèi)作定向移動,使污染物在電極附近富集后被回收類型:電動力學強化技術電動力學生物強化技術5、2電動力學修復原理

利用插入污染環(huán)境中得正負電極,使污染環(huán)境具備低壓直流電場,水溶性得或吸附在固體顆粒表層得污染物根據(jù)各自所帶電荷得不同向不同得電極方向運動:陽離子與水向陰極附近移動、而陰離子向陽極移動,進而打破污染物與介質得結合鍵后,水流攜帶污染物到陰極附近,就將溶解到得污染物吸收至表層得以去除。主要涉及電遷移、電滲析、電泳和酸性遷移電遷移:帶電離子在電場中得遷移運動,以電遷移量表征,該量與離子濃度和電位梯度成正比關系,受帶電離子得淌度(在單位電場梯度中得遷移速度)影響電滲析:污染環(huán)境介質孔隙表層帶有負電荷,與孔隙水中得離子形成雙電導,擴散雙電導引起孔隙水沿電場從陽極向陰極方向流動得過程?？紫端鲃铀俣扰c水流所攜帶得電流成正比,而與水流中電解質得濃度關系不大土壤孔隙水得電滲析流動與水力流動比較

水流均勻,流向易控制;水流滲透率高;電泳:污染環(huán)境中帶電膠體顆粒得遷移運動,例如細小土壤顆粒、腐殖質和大分子物質等。運動得方向和速度、距離取決于電場和毛細孔隙得直徑等因素酸性遷移:電解反應導致陰極附近溶液呈酸性、pH低至2,帶正電得氫離子向陰極遷移;而陽極附近得呈酸性、pH高至12,帶負電得氫氧離子向陽極遷移。氫離子因半徑小,遷移速度高,形成酸性遷移帶后將沉淀得金屬重新離解為離子后共同遷移電動力學修復技術得基本原理示意圖5、3電動力學修復技術5、3、1電動力學生物強化法用以現(xiàn)場降解和去除土壤和地下水中得有機污染物。其可克服水力輸送得缺點,并將營養(yǎng)物質或微生物輸送至土壤孔隙中,從而促進微生物得生長,提高降解效率電動力學生物強化修復原理示意圖5、4電動力學修復技術應用范圍:主要清除環(huán)境中重金屬和有機物質。在施加直流電場后,帶正電荷得重金屬離子開始向陰極遷移,金屬離子得遷移速度與離子半徑有關。離子尺寸愈小,遷移速度愈快,例如,Na>K>Ca>Ni優(yōu)點:可修復低滲透性污染環(huán)境5、5電動力學修復技術局限局限:成本高;應用范圍不大限制因