CN103722005B - 一种处理土壤重金属、有机污染的化学淋洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理土壤重金属、有机污染的化学淋洗系统，其特征在于：包括顺次连接的土壤破碎筛分设备、向上传送带、喷淋系统、向下传送带、泥水分离溢流设备、第一开关阀、自动式可移动筛板、内部桶体、外部桶体、第二开关阀、浸出液输送管道、混凝槽、沉淀槽、缓冲槽、浸出液过滤吸附设备、浸出液处理后出水输送管道和淋洗液制备槽，混凝剂储备槽通过混凝剂输送管道与混凝槽连接，淋洗液制备槽通过加药高压冲洗泵与喷淋系统连接。本设备可工程应用，适用于多种土壤的淋洗修复；土壤淋洗过程中，针对废渣、废水、废气均进行处理，防止二次污染，可实现修复过程全过程绿色修复；实现自动化，全过程无需大量的人力投入。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤的淋洗修复设备，针对多种土壤，尤其是重金属、有机物污染土壤的的异位修复，适用于较大规模的工业应用，属于土壤修复技术领域。
背景技术
土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源。当前，我国土壤污染的形势已十分严峻，由土壤污染导致的农产品的生态安全问题已不容忽视。由于土壤对环境污染具有汇的作用，土壤中有毒有害化学品通过大气和水体传递，可危害人类和动物的生存繁衍与生命安全。这一过程可能比较隐蔽，但土壤污染已威胁人类的安全。由于土壤污染的严重性及其修复的难度，以及对污染土壤修复的迫切性与需求，污染土壤修复已成为当今环境科学研究的热点与极具挑战性的领域。
近20多年来，美国、德国、荷兰、英国等国家先后投入巨大的人力、财力，深入开展了污染土壤修复研究，在物理修复、化学修复和生物修复方面均取得显著进展，在一些技术应用方面已进入到商业化阶段。具体而言，常见的土壤修复技术有热力学修复技术、热解吸修复技术、焚烧法、土地填埋法、化学淋洗、堆肥法、植物修复、渗透反应墙、生物修复等。目前为止，没有一项特殊的技术具有普遍适用性。生物修复、植物修复、渗透反应墙等修复时间较长，影响土壤修复进程。焚烧法、土地填埋法会造成有效资源的浪费。热力学修复技术、热解吸修复技术会造成热力污染，影响生物生长。化学淋洗因其高校、快速、处理量大的特点受到欢迎，为二十世纪末美国环保署推荐使用的治理土壤的方法之一。
化学淋洗分为原位和异位两种方式。原位化学淋洗减少了土壤的挖掘、搬运过程成本降低，但可能造成土壤的二次污染、并且可能污染地下水，呈现治理不彻底的局面。异位淋洗修复虽存在土壤挖掘、运输等过程，但其治理过程较原位修复更为简便、彻底，不污染地下水，产生的淋洗液可经处理后反复利用，修复周期短，污染物去除效率高，具有较好的经济效益。
然而国内还没有较成熟的可实现自动化的污染土壤化学淋洗修复设备，并且对于淋洗液的回收利用存在一定的困难，成熟细致的工业化应用设备尚不完善。
发明内容
本发明要解决的问题是克服现有技术的困难，提供一种适用于大中型污染土地的化学淋洗自动化装置，使其在较少的人力投入下，高效迅速的完成土壤修复问题，且一并实现淋洗液的处理再利用以及泥水的分离压缩等。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种处理土壤重金属、有机污染的化学淋洗系统，包括顺次连接的土壤破碎筛分设备（1）、向上传送带（2）、喷淋系统（6）、向下传送带（11）、泥水分离溢流设备（13）、第一开关阀（15）、自动式可移动筛板（16）、内部桶体（17）、外部桶体（18）、第二开关阀（19）、浸出液输送管道（20）、混凝槽（22）、沉淀槽（23）、缓冲槽（25）、浸出液过滤吸附设备（26）、浸出液处理后出水输送管道（31）和淋洗液制备槽（3），混凝剂储备槽（29）通过混凝剂输送管道（27）与混凝槽（22）连接，淋洗液制备槽（3）通过加药高压冲洗泵（5）与喷淋系统（6）连接。
喷淋系统（6）内底部设有震动传送带（8），其上具有速度可调的均匀分布的悬挂式搅拌桨（7）。
喷淋系统（6）通过真空泵（9）连接活性炭罐吸附装置（10）。
向下传送带（11）设有防飞溅挡板(12)。
淋洗液制备槽（3）内设有机械搅拌桨(4)。
泥水分离溢流设备（13）下部连接锥形漏斗箱（14）。
混凝槽（22）内设置搅拌桨（21）。
沉淀槽(23)与缓冲槽(25)之间设置提升泵（24）。
混凝剂输送管道（27）上设置计量加药泵（28）。
浸出液处理后出水输送管道（31）上设置输送泵（30）。
上述方案中，喷淋系统（6）为与震动传送带（8）等宽的长方体水箱。
上述方案中，泥水分离溢流设备（13）内设置筛分板，所述筛分板为自动式可移动筛分板。
上述方案中，震动传送带（8）的两边设有与喷淋管高度等高的保护挡板。
上述方案中，震动传送带（8）可同时进行前后运动和上下运动。
上述方案中，泥水分离溢流设备（13）采用溢流堰形式。
上述方案中，混凝剂输送管道（27）内采用的混凝剂为PAC、PAM、PFS中的一种或几种。
上述方案中，浸出液过滤吸附设备（26）中采用吸附中和材料，所述吸附中和材料中，石英：石灰：活性炭的比例为2:3:2。
上述方案中，化学淋洗设备的淋洗方法如下：
首先，将被污染的土壤或底泥投入土壤破碎筛分设备（1），经过破碎和筛分后，较大颗粒的土壤或底泥外运进行清洗或填埋，较小颗粒的土壤或底泥进入向上传送带（2），传送到震动传送带（8）。
第二，土壤在震动传送带上随着传送带缓慢前进的同时，还进行上下震动，同时悬挂式搅拌桨（7）也进一步加大土壤的混匀搅拌力度；再经高压喷淋系统（6）40min混匀喷淋处理后，土壤或底泥进入向下传送带（11）。
第三，土壤经向下传送带（11）进入泥水分离溢流设备（13），通过第一开关阀（15）控制泥水混合液进入泥水分离溢流设备（13）进行分离，澄清淋洗液从内部桶体（17）上部溢出进入外部桶体（18），泥体从内部桶体（17）底部排出进行压滤；泥水分离溢流设备（13）定期倾倒出内部处理后土壤进行晾晒；泥渣经第二开关阀（19）排泄出，送回土壤破碎筛分设备（1）进一步处理。
最后，经泥水分离溢流设备（13）分离后的废水进入混凝槽（22）搅拌、再进入沉淀槽（23）进行约30min沉淀，进入缓冲槽，缓慢从左至右流入浸出液过滤吸附设备（26），经处理后出水进入淋洗液制备槽（3）回用。
上述方案中，浸出液过滤吸附设备（26）中浸滤液的流动采用自流式。
本发明具有的优点和积极效果是：
（1）本设备可工程应用，适用于多种土壤的淋洗修复。
（2）本设备土壤淋洗过程中，针对废渣、废水、废气均进行处理，防止二次污染，可实现修复过程全过程绿色修复。
（3）本设备实现自动化，全过程无需大量的人力投入。
附图说明
图1是本发明的设备结构示意图
图2是喷淋系统示意图
图3是自动式可移动筛分板示意图
具体实施方式
参见图1，一种处理土壤重金属、有机污染的化学淋洗系统，其组成包括：1、土壤破碎筛分设备2、向上传送带3、淋洗液制备槽4、机械搅拌桨5、加药高压冲洗泵6、高压喷淋系统7、悬挂式搅拌桨8、震动传送带9、真空泵10、尾气活性炭吸附罐11、向下传送带12、防飞溅挡板13、泥水分离罐14、锥形漏斗箱15、第一开关阀16、自动式可移动筛板17、内部桶体18、外部桶体19、第二开关阀20、浸出液输送管道21、搅拌桨22、混凝槽23、沉淀槽24、提升泵25、缓冲槽26、浸出液过滤吸附设备27、混凝剂输送管道28、计量加药泵29、混凝剂储备槽30、输送泵31、浸出液处理后出水输送管道。
本具体实施方式的整体工艺流程：首先，将被污染的土壤或底泥从污染现场挖出，然后通过铲车等进入1、土壤破碎筛分设备，经过破碎和筛分后，较大颗粒的土壤或底泥外运进行清洗或填埋，较小颗粒的土壤或底泥进入2、向上传送带，传送到8、震动传送带。震动传送带处为密闭的空间，设有真空泵和活性炭罐吸附装置，可将土壤或底泥淋洗过程中产生的废气抽空进行吸附处理。土壤在震动传送带上随着传送带缓慢前进的同时，还进行上下震动，同时悬挂式搅拌桨也进一步加大土壤的混匀搅拌力度。6、高压喷淋系统为长方体，上面布有细密的喷淋头，使淋洗液呈雾状均匀大面积喷淋，增大土壤与喷淋液的接触面积。喷淋液经5、高压加药冲洗泵加压泵出后，大力度经喷淋头喷出。经过40min混匀喷淋系统处理后，土壤或底泥进入11、向下传送带，其坡度较缓，传动较慢，减少土壤进入13、泥水分离罐的冲击力，且在传送带周围设置12、防飞溅挡板，防止传送过程中的液体飞溅。随后，泥水混合物进入13、泥水分离罐，其内设置筛分板，可防止过多土壤进入17、内部桶体，通过15、第一开关阀的开关，控制泥水混合液进入泥水分离槽，进行分离。13、泥水分离罐为移动可倾倒式，定期倾倒出内部处理后土壤进行晾晒。16、自动式可移动筛板为按钮式控制筛板，经过外部操作可进行上下升降，将其内泥渣经19、第二开关阀排泄出，进入1、土壤筛分破碎设备进一步处理。喷淋后的淋洗液带有大量重金属、有机物等，需处理后排放。本设备中采用22、混凝沉淀和26、过滤吸附两级处理，其中混凝槽中泵入的为PAC、PFS、PAM、PSAFS几种絮凝剂中的一种或几种，与废水中的悬浮物、重金属、有机物等相混凝，随后，废水进入沉淀槽进行约30min沉淀，进入缓冲槽，缓慢从左至右流入26、浸出液过滤吸附设备，经处理后出水进入3、淋洗液制备槽回用。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种处理土壤重金属、有机污染的化学淋洗系统，其特征在于：包括顺次连接的土壤破碎筛分设备(1)、向上传送带(2)、喷淋系统(6)、向下传送带(11)、泥水分离溢流设备(13)、第一开关阀(15)、自动式可移动筛板(16)、内部桶体(17)、外部桶体(18)、第二开关阀(19)、浸出液输送管道(20)、混凝槽(22)、沉淀槽(23)、缓冲槽(25)、浸出液过滤吸附设备(26)、浸出液处理后出水输送管道(31)和淋洗液制备槽(3)，混凝剂储备槽(29)通过混凝剂输送管道(27)与混凝槽(22)连接，淋洗液制备槽(3)通过加药高压冲洗泵(5)与喷淋系统(6)连接，
喷淋系统(6)内底部设有震动传送带(8)，其上具有速度可调的均匀分布的悬挂式搅拌桨(7)，
所述喷淋系统(6)通过真空泵(9)连接活性炭罐吸附装置(10)，
所述向下传送带(11)设有防飞溅挡板(12)，
所述淋洗液制备槽(3)内设有机械搅拌桨(4)，
所述泥水分离溢流设备(13)下部连接锥形漏斗箱(14)，
所述混凝槽(22)内设置搅拌桨(21)，
所述沉淀槽(23)与缓冲槽(25)之间设置提升泵(24)，
所述混凝剂输送管道(27)上设置计量加药泵(28)，
所述浸出液处理后出水输送管道(31)上设置输送泵(30)。
2.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述喷淋系统(6)为与震动传送带(8)等宽的长方体水箱。
3.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述泥水分离溢流设备(13)内设置筛分板，所述筛分板为自动式可移动筛分板。
4.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述震动传送带(8)的两边设有与喷淋管高度等高的保护挡板。
5.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述震动传送带(8)可同时进行前后运动和上下运动。
6.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述泥水分离溢流设备(13)采用溢流堰形式。
7.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述混凝剂输送管道(27)内采用的混凝剂为PAC、PAM、PFS中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的化学淋洗系统，其特征在于：所述浸出液过滤吸附设备(26)中采用吸附中和材料，所述吸附中和材料中，石英：石灰：活性炭的比例为2:3:2。
9.一种根据权利要求1所述的化学淋洗系统的淋洗方法，其特征在于：
首先，将被污染的土壤或底泥投入土壤破碎筛分设备(1)，经过破碎和筛分后，较大颗粒的土壤或底泥外运进行清洗或填埋，较小颗粒的土壤或底泥进入向上传送带(2)，传送到震动传送带(8)；
第二，土壤在震动传送带上随着传送带缓慢前进的同时，还进行上下震动，同时悬挂式搅拌桨(7)也进一步加大土壤的混匀搅拌力度；再经高压喷淋系统(6)40min混匀喷淋处理后，土壤或底泥进入向下传送带(11)；
第三，土壤经向下传送带(11)进入泥水分离溢流设备(13)，通过第一开关阀(15)控制泥水混合液进入泥水分离溢流设备(13)进行分离，澄清淋洗液从内部桶体(17)上部溢出进入外部桶体(18)，泥体从内部桶体(17)底部排出进行压滤；泥水分离溢流设备(13)定期倾倒出内部处理后土壤进行晾晒；泥渣经第二开关阀(19)排泄出，送回土壤破碎筛分设备(1)进一步处理；
最后，经泥水分离溢流设备(13)分离后的废水进入混凝槽(22)搅拌、再进入沉淀槽(23)进行约30min沉淀，进入缓冲槽，缓慢从左至右流入浸出液过滤吸附设备(26)，经处理后出水进入淋洗液制备槽(3)回用。
10.根据权利要求9所述的淋洗方法，其特征在于：所述浸出液过滤吸附设备(26)中浸滤液的流动采用自流式。
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