有机污染土壤堆式热脱附过程中热湿迁移试验及数值模拟

X53; 堆式燃气热脱附技术因具有二次污染小、污染物去除率高和处理周期短等优势而得到快速发展.土壤中的水分是影响堆体热修复过程中土壤升温的关键因素,然而其热湿迁移机理尚不明晰,工程设计主要依赖于实践经验.该研究以山东省某污染场地的砂质壤土开展堆体热湿迁移试验,结合COMSOL仿真模拟,系统分析加热过程中土壤温度和湿度在竖直及水平方向上的变化规律.结果表明:热源附近土壤水分呈逐渐升高并出现短暂峰值(高于初始值10.9％)后再下降的趋势,水分峰值随温度提高而升高;热源温度越高,土壤中水汽的对流和扩散作用愈加明显,当热源温度由50.0℃升至100℃时,监测点体积含水量下降率由4.50％升至27.2％,且水汽的浓度扩散机制在水分迁移过程中占主导作用;对于相同热源作用下,初始体积含水量较高的土壤具有相对较高的温度变化,温升过程中对流传热以及热传导的作用更显著,当初始体积含水量由0.070 0 m3/m3升至0.160 m3/m3时,监测点的温度由37.1℃升至40.0℃,其中多孔基体间的热传导作用占主导.研究显示,堆体热脱附过程中土壤水分迁移规律与土壤体积含水量、距热源的距离、热源温度有关,且多孔基体间的热传导是引起土壤升温的主要机制.