熱脫附，是指通過直接或間接的熱量交換方式，使污染土壤中的有機污染物和金屬汞等受熱揮發而與之分離，并對揮發出的污染物進行有效收集并處理的過程。熱脫附系統包括前處理及進料單元、熱脫附室、排氣冷凝、分離及處理系統。
污染土壤進入熱脫附室后被加熱，使水分、有機物及部分金屬揮發，借著氣流或真空系統將揮發后的水分及污染物送入廢氣處理系統。根據操作溫度，熱脫附可分為高溫熱脫附及低溫熱脫附兩類:①高溫熱脫附:將受污染土壤加熱至320?560°C;②低溫熱脫附:將受污染土壤加熱至90?320°C。
土壤修復技術中的熱脫附技術是指在真空條件下或通入載氣時，通過直接或間接熱交換，將土壤中的有機污染物加熱到足夠的溫度，以使有機污染物從污染介質上得以揮發或分離，進入氣體處理系統的過程。
熱脫附可通過調節加熱溫度和停留時間等方式有選擇地將污染物從一相轉化為另一相，在修復過程中并不出現對有機污染物的破壞作用。通過控制熱脫附系統的溫度和污染土壤停留時間有選擇的使污染物得以揮發，并不發生氧化、分解等化學反應。
熱脫附主要包含兩個基本過程：一是加熱待處理物質，將目標污染物揮發成氣態分離;二是將含有污染物的尾氣進行冷凝、收集以及焚燒等處理至達標后排放至大氣中。
熱脫附技術具有污染物處理范圍寬、設備可移動、修復后土壤可再利用等優點，特別對PCBs這類含氯有機物，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二惡英生成。不過，熱脫附技術并不適于有機防腐劑以及活性氧化劑還原劑污染土壤、污泥、沉淀物、濾渣的修復。
一般來說熱脫附可以分類為原位熱脫附技術和異位熱脫附技術兩大類。
1、原位熱脫附技術
原位熱脫附技術是石油污染土壤原位修復技術中一項重要手段，主要用于處理一些比較難開展異位環境修復的區域，例如，深層土壤以及建筑物下面的污染修復。
原位熱脫附技術是將污染土壤加熱至目標污染物的沸點以上，通過控制系統溫度和物料停留時間有選擇地促使污染物氣化揮發，使目標污染物與土壤顆粒分離、去除。熱脫附過程可以使土壤中的有機化合物揮發和裂解等物理化學變化。當污染物轉化為氣態之后，其流動性將大大提高，揮發出來的氣態產物通過收集和捕獲后進行凈化處理。
原位熱脫附技術特別適合重污染的土壤區域，包括高濃度、非水相的、游離的以及源頭的有機污染物。目前，原位熱脫附技術可用于處理的污染物主要為含氯有機物(CVOCs)，半揮發性有機物(SVOCs)，石油烴類(TPH)，多環芳烴(PAHs)，多氯聯苯(PCBs)以及農藥等。
目前，熱脫附技術在石化工廠、地下油庫、木料加工廠和農藥庫房等區域以及在一些污染物源頭修復治理工作中廣泛應用，原位熱脫附技術可以修復地下距離為30多米。原位熱脫附技術不僅可以用修復大型石化廠，針對一些小的區域污染也可以進行修復，例如干洗店甚至有居民居住的建筑物等，但是在修復過程必須要對室內的空氣質量進行全程的監控，防止污染物超標。
2、異位熱脫附技術
異位熱脫附技術則用來處理一些適于開展異位環境修復的區域，將污染土壤提取出來并通過門的熱脫附系統裝置處理。
異位熱脫附系統可分為直接熱脫附和間接熱脫附，也可分為高溫熱脫附和低溫熱脫附。
由上所述，熱脫附作為一種物理修復方法，具有污染物處理范圍寬、處理速率高、設備可移動、修復后土壤可再利用等優點，特別是對于PCBs這類含氯有機物，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二噁英的生成。
