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2022-12-27 04:52:11来源：
1.基于国内外原位热处理案例分析，得出典型原位热处理工程的单位碳排放量在0.5 ~ 330.0 kgCO2-eq·m-3之间，该过程的碳排放主要来源于修复系统运行导致的不可再生能源消耗（74.8%~97.7%），剩余小部分则来源于修复系统安装和拆解（1.3%~17.7%）、材料消耗（0.4%~7.0%）及运输和监测（0.1%~4.0%）等环节；典型原位热处理工程的单位修复能耗在2.9 ~ 820.0 kWh·m-3之间，该能耗以热量输入为主（75%~95%），其余部分则有修复装置运行、设备安装、运输和监测等环节的耗能等组成，输入地下的热量中，大部分被用于加热污染介质，约占总能耗的40%~70%，其余则通过抽提热损、周边对流和传导散热等途径损失了。
典型原位热处理案例各环节的碳排放分布
2.太阳能、风能等可再生能源储量丰富，在原位热处理工程中具有广阔的应用前景，有望实现修复活动的大幅减排。太阳能一般通过光伏发电系统应用，用于驱动抽提、采样和监测装置等小型电力设备。也有研究尝试将其直接转化为热能应用，如利用聚光器、太阳能加热炉和太阳能回转窑等装置直接加热污染土壤，成功实现了污染物的高效去除。近年来，结合地下储热系统的太阳能热强化微生物修复技术引发了大量关注。单一风力发电系统的应用常见于电化学修复实验和海水淡化等研究中，减排效果较好。场地修复活动中，为保证足够的能源供应，常将风力与太阳能发电系统联用，可以大幅降低修复能耗。但现场发电系统易受气候条件限制，往往难以实现连续恒定的供电，会导致电化学修复和电阻加热技术（电动-热耦合模式）等需要依靠电场作用的技术的修复效率降低。
可再生能源在原位热处理中应用的概念模型
3.在技术层面对原位热处理工艺进行优化也有望提高修复效益，优化方向包括：
1）单项技术的优化：①蒸汽强化抽提（SEE）技术，主要通过改变蒸汽注入方式来实现优化，如压力循环注入蒸汽、水力压裂与蒸汽注入相结合、蒸汽和空气共注入、过热蒸汽替代饱和蒸汽等。②电阻加热（ERH）技术，主要通过改变补水方式和供电模式等实现优化，此外，基于ERH的电热-动态剥离也是一种高效的优化技术。③热传导加热（TCH）技术，主要依靠动态调控温度和天然气输入流量等实现优化，调控措施包括“基于温度监测的控温策略”、“基于温度、含水率和温升率的多参数的天然气流量调控方案”和“基于现场加热井布局的温控方案”等。
2）技术耦合：①原位热处理与化学处理技术的耦合，添加化学药剂可以通过改变热处理区域的化学环境、提高升温均匀性、加速污染物去除等来降低热处理温度，缩短处理时间；而耦合热处理技术能通过升温增强污染物的解吸和溶解、活化过氧化药剂、促进药剂迁移等加速化学修复过程。②原位热处理与微生物修复技术耦合，该耦合技术的研究重点在于热强化微生物修复，通过低温加热提高目标区域有机污染物的微生物可利用度、增强微生物活性，进而提高修复效率；近年来，结合可再生能源和地下储热系统的热强化微生物修复技术也得到了广泛的研究，节能降耗效果显著。③原位热处理技术之间的耦合，该耦合技术一般应用于修复复杂污染场地，常用方式为SEE与TCH或ERH技术的组合，SEE处理高渗透区，ERH或TCH处理低渗透区，取得了较好的修复效果；此外，研究发现耦合不同频率的加热方式，如ERH和射频加热，可以提高非均质性较强地下介质升温的均匀性。
3）修复过程的热损失控制：①如地表热量阻隔，通常采用单层低渗透性、低热导性的材料（如混凝土、泡沫混凝土等）覆盖于目标区域上方；现也有部分研究采用多层材料或多层地表覆盖结构进行阻隔保温；此外，对于SEE技术，在安装地表覆盖层的基础上结合蒸汽和空气共注入可以大幅提高对表面热量散失的控制效果。②地下水阻隔，阻隔措施包括设置物理屏障、设置水力屏障井和增设蒸汽注射井等，其中物理屏障是最常用的阻隔方法，水力屏障井则多用于高渗透区域的隔水和降水，而增设蒸汽注射井主要适用于热传导和ERH技术中，是一种极具潜力的阻隔措施。③余热回用，余热回用具有较大的降耗潜力，目前的研究多集中于GTR技术中，回收利用的方式包括：回收热量预热空气、回收热量预热土壤、回收热量加热冷点区域，以及回收利用燃料和高热值污染物等。
原位热处理过程余热回用措施的概念模型
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