一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统，方法包括：根据前期基础实验建立不同类型多环芳香烃的土

【技术实现步骤摘要】
一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统


[0001]本专利技术涉及土壤修复预测
，特别涉及一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统。

技术介绍

[0002]目前如何针对不同污染程度、不同土地类型和不同的修复目标采取针对性的修复方案和技术，是土壤修复相关研究共同关注的核心问题。针对多环芳烃(PAHs)污染程度较重的焦化和石油化工场地污染土壤，热脱附是目前最为高效的修复技术之一。热脱附技术通过提高土壤温度以提升污染物从土壤挥发至气相的速度，同时使用气流带走污染物，最终使土壤中污染物浓度降低至预定的目标。热处理单元是热脱附过程的核心单元，依据不同的设备类型分为直接热脱附和间接热脱附。工程中常见的异位间接热脱附的加热单元大多是在回转窑基础上采取了夹套式结构，内部回转窑，外部进燃烧后的高温气体，外筒给内部回转窑加热。内外筒仅传热，燃烧后产生的气体与处理的污染土壤不直接接触。
[0003]然而现有技术土壤热脱附技术是利用有机污染物在高温条件下易从固相向气相转移的特性。有机污染的土壤多介质行为复杂，如加热温度、加热时间、载气气氛、污染物性质、土壤性质等均会对污染物的热脱附过程产生影响。因此实际工程中难以提前预测不同温度下的热脱附效率，只能依赖经验并采用现场调试确定有效的热脱附温度，导致前期调试周期长，并可能造成较大的能耗浪费，并且容易造成土壤热脱附效率预测准确性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术其中一个专利技术目的在于提供一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统，所述方法和系统可以计算出不同温度下多环芳香烃(PAHs)的间接热脱附效率，从而可以精准选择合适的热脱附温度，缩短实验周期，减少资源浪费。
[0005]本专利技术另一个专利技术目的在于提供一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统，所述方法和系统研究了芳香烃污染物在土壤中固
‑
液
‑
气三相中的分布，根据所述不同温度下芳香烃污染物在土壤中固
‑
液
‑
气三相中的分布进行计算推导，从而使得芳香烃污染物在土壤中热脱附的预测更加精准。
[0006]本专利技术另一个专利技术目的在于提供一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统，所述方法和系统基于实验测定多种典型芳香烃的土
‑
气平衡分配系数和温度之间的关系，因此可以推导出不同温度下间接热脱附修复中PAHs的去除效率，实现不同温度下多环芳烃污染土壤的间接热脱附效率精准预测的效果。
[0007]为了实现至少一个上述专利技术目的，本专利技术进一步提供一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法，所述方法包括：
[0008]根据前期基础实验建立了不同类型多环芳香烃的土
‑
气分配系数和温度变化的关系，获得多环芳香烃温度敏感系数列表；
[0009]获取待检测的土壤样品，分析所述土壤样品中的多环芳香烃类型；
[0010]查询化学手册获得该多环芳烃的辛醇
‑
气分配系数，根据检测分析得到的多环芳香烃类型查询所述温度敏感系数列表获得对应多环芳香烃的温度敏感系数；
[0011]分析检测所述土壤样品中的有机碳含量和土壤颗粒密度；
[0012]根据所述有机碳含量、土壤颗粒密度、对应多环芳香烃的辛醇
‑
气分配系数和温度敏感系数计算不同温度下的对应多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数的第一关系；
[0013]根据所述第一关系计算得到对应多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数，根据所述对应多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数和样品土壤处理系统的气土比预测对应多环芳香烃间接热脱附效率。
[0014]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数Ksa(T)和温度敏感系数在对应温度下的第一关系的计算方法为：logKsa(T)＝(1/T
‑
1/298)B+log[0.411Koa(25)f
oc
ρ
d
]，其中Ksa(T)为T温度下的污染物土
‑
气分配系数，Koa(25)为25度时污染物的辛醇
‑
气分配系数，f
oc
为土壤的有机碳含量，ρ
d
为土壤的颗粒密度，B为logKsa随温度变化的敏感度，即温度敏感系数。
[0015]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述多环芳香烃间接热脱附效率计算方法包括：根据实际工程设定气
‑
土比V/m，计算得到多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数Ksa(T)，间接土壤热脱附处理的去除效率η为：
[0016]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述多环芳烃包括萘、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、苯并(a)芘、苯并(e)芘、苯并(k)荧蒽。
[0017]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述温度敏感系数B所述温度敏感系数B为logKsa随温度变化的敏感度,是通过顶空实验测定不同温度下多环芳香烃的气、固两相平衡浓度，并计算出Ksa后，以Ksa和温度做线性回归，其斜率即为B，具体列表如下：
[0018]表1不同多环芳烃的温度敏感系数列表
[0019][0020]根据本专利技术另一个较佳实施例，根据热脱附过程中质量守恒定律推导得到所述间接热脱附处理的去除效率η。
[0021]为了实现至少一个上述专利技术目的，本专利技术进一步提供一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测系统，所述系统执行上述一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法。
[0022]本专利技术进一步提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法。
附图说明
[0023]图1显示的是本专利技术一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法的流程示意
图。
具体实施方式
[0024]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0025]可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
[0026]请结合图1，本专利技术公开了一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法和系统，其中所述方法主要包括如下步骤：首先获取土壤样品，并对所述土壤样品进行检测，检测所述土壤样品中的土壤颗粒密度ρ
d
和有机碳含量f
oc
。检测所述土壤样品中主要污染的多环芳香烃(PAHs)类型，并明确不同类型多环芳香烃(PAHs)中沸点最高的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法，其特征在于，所述方法包括：根据前期基础实验建立了不同类型多环芳香烃的土
‑
气分配系数和温度变化的关系，获得多环芳香烃温度敏感系数列表；获取待检测的土壤样品，分析所述土壤样品中的多环芳香烃类型；查询化学手册获得该多环芳烃的辛醇
‑
气分配系数，根据检测分析得到的多环芳香烃类型查询所述温度敏感系数列表获得对应多环芳香烃的温度敏感系数；分析检测所述土壤样品中的有机碳含量和土壤颗粒密度；根据所述有机碳含量、土壤颗粒密度、对应多环芳香烃的辛醇
‑
气分配系数和温度敏感系数计算不同温度下的对应多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数的第一关系；根据所述第一关系计算得到对应多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数，根据所述对应多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数和样品土壤处理系统的气土比预测对应多环芳香烃间接热脱附效率。2.根据权利要求1所述的一种多环芳香烃污染土壤热脱附修复预测方法，其特征在于，所述多环芳香烃污染物土
‑
气分配系数Ksa(T)和温度敏感系数在对应温度下的第一关系的计算方法为：logKsa(T)＝(1/T
‑
1/298)B+log[0.411Koa(25)f
oc
ρ
d
]，其中Ksa(T)为T温度下的污染物土
‑
气分配系数，Koa(25)为25度时污染物的辛醇
‑
气分配系数，f
oc
为土壤的有机碳含量，ρ
d
为土壤的颗粒密度，B为logKsa随温度变...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕黎，黄磊，蔡乔，樊思琦，牛兴蕾，申屠佳丽，龙於洋，沈东升，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：