根據(jù)污染物、污染程度、含水率的不同土壤所需求的停留時(shí)間不同,一般為5-40min。合適的停留時(shí)間一方面能確保土壤在熱解吸設(shè)備中停留足夠長(zhǎng)的時(shí)間,以達(dá)到修復(fù)目標(biāo);另一方面結(jié)合修復(fù)工程的需求,確保達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量,以確保修復(fù)項(xiàng)目按時(shí)完成。停留時(shí)間越長(zhǎng),處理量越小,修復(fù)單位成本越高。對(duì)于熱解吸窯體而言,窯體的斜度和轉(zhuǎn)速是影響停留時(shí)間的主要因素;因此,窯體本身的長(zhǎng)短和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也對(duì)停留時(shí)間有著重要影響。
為研究停留時(shí)間對(duì)DDTs和HCHs去除效果的影響,選擇0-40min的范圍區(qū)間,通過(guò)調(diào)節(jié)滾筒旋轉(zhuǎn)頻率,以每5分鐘為一個(gè)時(shí)間梯度來(lái)進(jìn)行研究。固定溫度為400攝氏度,每次稱(chēng)取1kg的土壤通過(guò)加料斗投入到回轉(zhuǎn)爐中,待其全部從出料口出來(lái)后,再次設(shè)定溫度參數(shù)對(duì)下一批土壤進(jìn)行熱解吸處理。下圖是含水率為4.70%的同一批土壤樣品進(jìn)行處理
從圖中可以看出,兩種污染物的各個(gè)組分的去除率不盡相同。大部分污染物均在熱解吸過(guò)程的前幾分鐘中被去除。處理時(shí)間為5分鐘時(shí)。除了γ-HCH、δ-HCH的去除率為ΣHCH去除率均達(dá)到99%。熱解吸持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),去除率增長(zhǎng)變化幅度不大,并趨于穩(wěn)定。
由于DDTs和HCHs各組分的熔點(diǎn)在89-315%范圍之內(nèi),在滾筒溫度升到制定溫度前,它們便熔化出來(lái),這導(dǎo)致當(dāng)停留時(shí)間僅為10min時(shí),土壤中污染物含量很少。DDTs中去除p,p´﹣DDT外,其他組分均能在較短時(shí)間內(nèi)被基本去除,DDTs去除率的變化趨勢(shì)與前文溫度試驗(yàn)中該污染物的去除規(guī)律相同,隨著時(shí)間推移,p,p´﹣DDT在自身分家的同時(shí)形成p,p´﹣DDE,并且由于
p,p´﹣DDE是降解產(chǎn)物,性質(zhì)更加穩(wěn)定,導(dǎo)致其去除率總低于其他組分。等熱解吸進(jìn)行10分鐘后,DDT和DDD的檢測(cè)結(jié)構(gòu)均低于檢測(cè)限,這是因?yàn)樵谔幚磉^(guò)程中它們都轉(zhuǎn)化成為了DDE,導(dǎo)致DDE在這10分鐘內(nèi)的含量沒(méi)有太大降幅。在HCHs中,β-HCH的去除率一直處于較高水平,而
δ-HCH去除率增加較為緩慢,可能是因?yàn)?beta;-HCH在此溫度下隨時(shí)間的推移已經(jīng)轉(zhuǎn)化成δ-HCH。時(shí)間升至15分鐘,ΣHCH總量0.040mg/kg,并且升至20min時(shí),ΣDDT總量0.039mg/kg,此時(shí)目標(biāo)污染物含量低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.05mg/kg,時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng),差別不是很明顯。因此,考慮時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本,選擇盡可能短的時(shí)間。