CN106623396A - 一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备 - Google Patents

Abstract

一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，包括修复箱，修复箱内设有隔板，隔板将修复箱分割成喷淋修复室和热解吸修复室，修复箱两侧的侧壁上分别设有进料口和出料口，喷淋修复室内设有第一螺旋输送机，热解吸修复室内设有第二螺旋输送机，隔板下端设有通孔；喷淋修复室内设有喷淋装置，喷淋装置连接有淋洗剂进管，喷淋修复室的底部为滤网，滤网下方设有集液腔；热解吸修复室内设有土壤加热装置，顶部连接有废气管道；废气管道上设有第一换热器，淋洗剂进管上设有第二换热器，集液腔通过淋洗剂冷管与第一换热器的入口连接，第一换热器的出口通过淋洗剂热管与第二换热器的入口连接。本设备可同时去除土壤中的化学污染物和有机污染物，并且废气热量可回收利用。

Description

一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，具体涉及一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备。

背景技术

土壤作为人类生存之本，是我们生活中必不可少的物质财富，土壤资源的利用与保护程度与人类社会生存、发展息息相关。随着工业化进程的不断加快，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥和农药的施用等原因，造成了严重的土壤污染。土壤污染可直接使农作物遭受污染并减产，导致直接经济损失，同时，有害物质可在农作物中累积，并通过食物链进入人体，从而引发各种疾病，危害人体健康。

目前，土壤污染的治理措施大致有物理、化学、生物等几类方法，其中，土壤淋洗修复技术因具有适用范围广、见效快、效果显著等优势而被广泛采用。现有土壤淋洗修复技术主要针对重金属、苯系物、石油、卤代烃及多氯联苯等化学污染物的淋洗，并不能解决土壤中的有机物污染，因此通常需要另外采取生物或物理修复技术来处理土壤中的有机物。目前的土壤修复设备仅能去除化学污染物或有机污染物，功能单一，尚未有可同时去除化学污染物或有机污染物的多功能土壤修复设备。

热解吸修复技术是在特定的设备中加热，把有机污染物从固相转变为气相并挥发出来，气相污染物再通过燃烧或冷凝吸附的方式处理，达标后排放，其修复范围广。专利号为“ZL201320645027.7”的发明专利公开了一种回转式土壤热解吸修复装置，该装置包括均布有燃烧器的卧式加热炉，卧式加热炉内设有加热滚筒，螺旋输送机的出料口连接滚筒的进料口，进料口上设置废气收集箱，废气收集箱上的烟道连接旋风除尘器，旋风除尘器的出气管连接除湿器，除湿器的出气管连接吸附塔，滚筒的出料口设置出料箱。该装置能快速有效去除土壤中的挥发性/半挥发性有机污染物。上述发明专利虽然设置了尾气处理装置，但尾气中的热量无法实现回收利用，造成能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，该设备结合土壤淋洗修复技术和热解吸修复技术，可同时去除土壤中的重金属、苯系物、石油、卤代烃及多氯联苯等化学污染物和有机污染物，提高土壤的修复效果和修复效率，同时，热解吸排出的尾气热量可实现回收利用。

本发明采用的技术方案如下：

一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，包括修复箱，所述修复箱内设有隔板，隔板将修复箱分割成喷淋修复室和热解吸修复室，所述修复箱位于喷淋修复室一侧的侧壁设有进料口，修复箱位于热解吸修复室一侧的侧壁设有出料口，所述喷淋修复室内水平设有第一螺旋输送机，热解吸修复室内水平设有第二螺旋输送机，所述隔板下端设有通孔；所述喷淋修复室内设有喷淋装置，喷淋装置通过淋洗剂进管与外部淋洗剂连通，喷淋修复室的底部为滤网，滤网下方设有集液腔；所述热解吸修复室内设有土壤加热装置，热解吸修复室的顶部连接有废气管道；所述废气管道上设有第一换热器，淋洗剂进管上设有第二换热器，所述集液腔通过淋洗剂冷管与第一换热器的入口连接，所述第一换热器的出口通过淋洗剂热管与第二换热器的入口连接。

本发明的工作原理是：污染土壤从修复箱的进料口进入喷淋修复室后，同时启动第一螺旋输送机和喷淋装置，外部的淋洗剂经淋洗剂进管进入喷淋装置并对污染土壤进行淋洗，淋洗过程中，第一螺旋输送机的旋转轴转动带动螺旋叶片转动，对污染土壤进行搅拌，使淋洗剂与污染土壤混合均匀，修复彻底，同时，修复后的土壤在第一螺旋输送机的作用下经隔板下端的通孔进入热解吸修复室，而与污染土壤接触并修复后的淋洗剂经喷淋修复室底部的滤网进入集液腔，然后经淋洗剂冷管进入第一换热器。土壤进入热解吸修复室后，启动土壤加热装置对土壤进行加热，第二螺旋输送机的螺旋叶片转动有利于使土壤均匀受热，受热后的土壤中的有机物则从固相转变为气相，并经废气管道排出，通过废气管道上的第一换热器，将废气中的热量传递给流经第一换热器的淋洗剂，加热后的淋洗剂则经淋洗剂热管进入第二换热器，并将热量传递给淋洗剂进管中的淋洗剂，通过第二换热器的温度控制系统调节淋洗剂进管中的淋洗剂温度至所需的温度，确保修复效果。完成热解吸修复后的土壤则通过第二螺旋输送机从修复箱的出料口排出。

所述喷淋装置包括淋洗剂喷管和喷头，所述淋洗剂喷管水平设于第一螺旋输送机的上方，淋洗剂喷管的中部与淋洗剂进管连通，所述喷头均匀分布于淋洗剂喷管上并与淋洗剂喷管连通。通过水平设置的淋洗剂喷管和均匀分布于淋洗剂喷管上的喷头使得淋洗剂喷洒均匀，提高修复效果。

所述土壤加热装置为加热棒，所述加热棒水平设于第二螺旋输送机的旋转轴内。第二螺旋输送机工作时，螺旋叶片对土壤进行搅拌并输送，将加热棒设置在旋转轴内可使土壤均匀受热，并在土壤整个横向移动过程中均受热，有利于彻底去除有机污染物。

所述热解吸修复室的外壁设有辅助加热腔，所述热解吸修复室上方的辅助加热腔通过连接管与淋洗剂热管连通，所述热解吸修复室下方的辅助加热腔通过连接管与淋洗剂冷管连通，所述连接管上设有电磁阀。废气中的热量除了可用于加热淋洗剂，保证淋洗效果外，还可以进入辅助加热腔，用于保证热解吸修复室内的温度，降低加热棒耗能。

所述热解吸修复室内设有紫外线消毒灯，可在土壤修复过程中同时进行消毒，使本发明还具备消毒功能。

还包括淋洗剂处理箱，所述淋洗剂处理箱的入口通过淋洗剂冷管与集液腔连通，淋洗剂处理箱的出口通过淋洗剂冷管与第一换热器连通，所述第一换热器入口处的淋洗剂冷管上设有泵，淋洗剂处理箱出口处的淋洗剂冷管上设有第一阀门。通过设置淋洗剂处理箱对修复后的淋洗剂进行处理，使其在完成热量交换后还可保存用于下一次淋洗。

所述淋洗剂处理箱的顶部设有聚合物添加口，淋洗剂处理箱的底部通过污染物排放管连接有压滤机，所述污染物排放管上设有第二阀门。通过添加聚合物，使修复后的淋洗剂所含重金属等化学污染物沉淀，打开第一阀门使去除化学污染物的上层液体进入淋洗剂冷管后，再打开第二阀门，使沉淀后的化学污染物通过污染物排放管进入压滤机并浓缩、压滤成饼，以便进行后续无害化填埋或焚烧。

所述淋洗剂处理箱和第一换热器之间的淋洗剂冷管还连接有淋洗剂排放管，所述淋洗剂排放管上设有第三阀门。经淋洗剂处理箱处理后的淋洗剂在不需要进行热量交换时，可打开第三阀门，经淋洗剂排放管直接排放。

所述废气管道远离热解吸修复室的一端连接有废气收集箱，用于对废气进行收集，以便后续处理。

还包括控制器，所述热解吸修复室内设有温度传感器，所述温度传感器、加热棒和电磁阀均与控制器电连接。温度传感器将温度信号传递至控制器，当温度低于设定温度时，由控制器控制加热棒升温。当辅助加热腔中的淋洗剂温度降低至不足以辅助加热后，控制器控制辅助加热腔和淋洗剂冷管之间的连接管上的电磁阀打开，淋洗剂排出后再关闭，然后控制辅助加热腔和淋洗剂热管之间的连接管上的电磁阀打开，使辅助加热腔工作，温度达到设定温度后，控制器控制加热棒停止升温，若温度超过设定温度，则控制加热棒降温。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明结合土壤淋洗修复技术和热解吸修复技术，可同时去除土壤中的重金属、苯系物、石油、卤代烃及多氯联苯等化学污染物和有机污染物，提高土壤的修复效果和修复效率，解决了现有土壤修复设备功能单一的问题，同时，热解吸排出的废气热量通过第一换热器和第二换热器实现回收利用，节约能源；

2.通过在热解吸修复室的外壁设置辅助加热腔，使得废气中的热量除了可用于加热淋洗剂，保证淋洗效果外，还可以进入辅助加热腔，用于保证热解吸修复室内的温度，降低加热棒耗能；

3.通过在热解吸修复室内设置紫外线消毒灯，使得本多功能土壤修复设备还具备消毒功能；

4.通过设置淋洗剂处理箱将淋洗剂和污染物进行分离，分离后的淋洗剂可用于热量交换或直接排放，也可用于下一次淋洗，分离后的污染物通过压滤机压缩成饼，可进行后续无害化填埋或焚烧，解决了现有淋洗修复技术中淋洗剂难以处理的问题；

5.通过设置控制器，并使温度传感器、加热棒和电磁阀与控制器电连接，实现了热解吸修复室自动控温的功能。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中标记：1-进料口，2-第一螺旋输送机，3-喷淋修复室，4-滤网，5-集液腔，6-聚合物添加口，7-淋洗剂处理箱，8-污染物排放管，9-压滤机，10-第二阀门，11-第一阀门，12-淋洗剂冷管，13-通孔，14-辅助加热腔，15-淋洗剂排放管，16-第三阀门，17-出料口，18-连接管，19-第二螺旋输送机，20-加热棒，21-热解吸修复室，22-温度传感器，23-泵，24-废气管道，25-第一换热器，26-废气收集箱，27-紫外线消毒灯，28-隔板，29-电磁阀，30-淋洗剂热管，31-第二换热器，32-淋洗剂进管，33-淋洗剂喷管，34-喷头。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1对本发明作详细说明。

实施例1

一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，包括修复箱，所述修复箱内设有隔板28，隔板28将修复箱分割成喷淋修复室3和热解吸修复室21，所述修复箱位于喷淋修复室3一侧的侧壁设有进料口1，修复箱位于热解吸修复室21一侧的侧壁设有出料口17，所述喷淋修复室3内水平设有第一螺旋输送机2，热解吸修复室21内水平设有第二螺旋输送机19，所述隔板28下端设有通孔13；所述喷淋修复室3内设有喷淋装置，喷淋装置通过淋洗剂进管32与外部淋洗剂连通，喷淋修复室3的底部为滤网4，滤网4下方设有集液腔5；所述热解吸修复室21内设有土壤加热装置，热解吸修复室21的顶部连接有废气管道24；所述废气管道24上设有第一换热器25，淋洗剂进管32上设有第二换热器31，所述集液腔5通过淋洗剂冷管12与第一换热器25的入口连接，所述第一换热器25的出口通过淋洗剂热管30与第二换热器31的入口连接。

本发明的工作原理是：污染土壤从修复箱的进料口1进入喷淋修复室3后，同时启动第一螺旋输送机2和喷淋装置，外部的淋洗剂经淋洗剂进管32进入喷淋装置并对污染土壤进行淋洗，淋洗过程中，第一螺旋输送机2的旋转轴转动带动螺旋叶片转动，对污染土壤进行搅拌，使淋洗剂与污染土壤混合均匀，修复彻底，同时，修复后的土壤在第一螺旋输送机2的作用下经隔板28下端的通孔13进入热解吸修复室21，而与污染土壤接触并修复后的淋洗剂经喷淋修复室3底部的滤网4进入集液腔5，然后经淋洗剂冷管12进入第一换热器25。土壤进入热解吸修复室21后，启动土壤加热装置对土壤进行加热，第二螺旋输送机19的螺旋叶片转动有利于使土壤均匀受热，受热后的土壤中的有机物则从固相转变为气相，并经废气管道24排出，通过废气管道24上的第一换热器25，将废气中的热量传递给流经第一换热器25的淋洗剂，加热后的淋洗剂则经淋洗剂热管30进入第二换热器31，并将热量传递给淋洗剂进管32中的淋洗剂，通过第二换热器31的温度控制系统调节淋洗剂进管32中的淋洗剂温度至所需的温度，确保修复效果。完成热解吸修复后的土壤则通过第二螺旋输送机19从修复箱的出料口17排出。

实施例2

基于实施例1，喷淋装置包括淋洗剂喷管33和喷头34，所述淋洗剂喷管33水平设于第一螺旋输送机2的上方，淋洗剂喷管33的中部与淋洗剂进管32连通，所述喷头34均匀分布于淋洗剂喷管33上并与淋洗剂喷管33连通。通过水平设置的淋洗剂喷管33和均匀分布于淋洗剂喷管33上的喷头34使得淋洗剂喷洒均匀，提高修复效果。

实施例3

基于实施例1，土壤加热装置为加热棒20，所述加热棒20水平设于第二螺旋输送机19的旋转轴内。第二螺旋输送机19工作时，螺旋叶片对土壤进行搅拌并输送，将加热棒20设置在旋转轴内可使土壤均匀受热，并在土壤整个横向移动过程中均受热，有利于彻底去除有机污染物。

实施例4

基于上述实施例，热解吸修复室21的外壁设有辅助加热腔14，所述热解吸修复室21上方的辅助加热腔14通过连接管18与淋洗剂热管30连通，所述热解吸修复室21下方的辅助加热腔14通过连接管18与淋洗剂冷管12连通，所述连接管18上设有电磁阀29。废气中的热量除了可用于加热淋洗剂，保证淋洗效果外，还可以进入辅助加热腔14，用于保证热解吸修复室21内的温度，降低加热棒20耗能。

实施例5

基于上述实施例，热解吸修复室21内设有紫外线消毒灯27，可在土壤修复过程中同时进行消毒，使本发明还具备消毒功能。

实施例6

基于实施例1，还包括淋洗剂处理箱7，所述淋洗剂处理箱7的入口通过淋洗剂冷管12与集液腔5连通，淋洗剂处理箱7的出口通过淋洗剂冷管12与第一换热器25连通，所述第一换热器25入口处的淋洗剂冷管12上设有泵23，淋洗剂处理箱7出口处的淋洗剂冷管12上设有第一阀门11。通过设置淋洗剂处理箱7对修复后的淋洗剂进行处理，使其在完成热量交换后还可保存用于下一次淋洗。

淋洗剂处理箱7的顶部设有聚合物添加口6，淋洗剂处理箱7的底部通过污染物排放管8连接有压滤机9，所述污染物排放管8上设有第二阀门10。通过添加聚合物，使修复后的淋洗剂所含重金属等化学污染物沉淀，打开第一阀门11使去除化学污染物的上层液体进入淋洗剂冷管12后，再打开第二阀门10，使沉淀后的化学污染物通过污染物排放管8进入压滤机9并浓缩、压滤成饼，以便进行后续无害化填埋或焚烧。

实施例7

基于实施例6，淋洗剂处理箱7和第一换热器25之间的淋洗剂冷管12还连接有淋洗剂排放管15，所述淋洗剂排放管15上设有第三阀门16。经淋洗剂处理箱7处理后的淋洗剂在不需要进行热量交换时，可打开第三阀门16，经淋洗剂排放管15直接排放。

实施例8

基于实施例1，废气管道24远离热解吸修复室21的一端连接有废气收集箱26，用于对废气进行收集，以便后续处理。

实施例9

基于实施例4，还包括控制器，所述热解吸修复室21内设有温度传感器22，所述温度传感器22、加热棒20和电磁阀29均与控制器电连接。温度传感器22将温度信号传递至控制器，当温度低于设定温度时，由控制器控制加热棒20升温。当辅助加热腔14中的淋洗剂温度降低至不足以辅助加热后，控制器控制辅助加热腔14和淋洗剂冷管12之间的连接管18上的电磁阀29打开，淋洗剂排出后再关闭，然后控制辅助加热腔14和淋洗剂热管30之间的连接管18上的电磁阀29打开，使辅助加热腔14工作，温度达到设定温度后，控制器控制加热棒20停止升温，若温度超过设定温度，则控制加热棒20降温。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，包括修复箱，其特征在于，所述修复箱内设有隔板(28)，隔板(28)将修复箱分割成喷淋修复室(3)和热解吸修复室(21)，所述修复箱位于喷淋修复室(3)一侧的侧壁设有进料口(1)，修复箱位于热解吸修复室(21)一侧的侧壁设有出料口(17)，所述喷淋修复室(3)内水平设有第一螺旋输送机(2)，热解吸修复室(21)内水平设有第二螺旋输送机(19)，所述隔板(28)下端设有通孔(13)；

所述喷淋修复室(3)内设有喷淋装置，喷淋装置通过淋洗剂进管(32)与外部淋洗剂连通，喷淋修复室(3)的底部为滤网(4)，滤网(4)下方设有集液腔(5)；

所述热解吸修复室(21)内设有土壤加热装置，热解吸修复室(21)的顶部连接有废气管道(24)；

所述废气管道(24)上设有第一换热器(25)，淋洗剂进管(32)上设有第二换热器(31)，所述集液腔(5)通过淋洗剂冷管(12)与第一换热器(25)的入口连接，所述第一换热器(25)的出口通过淋洗剂热管(30)与第二换热器(31)的入口连接。

2.根据权利要求1中任意一项所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述喷淋装置包括淋洗剂喷管(33)和喷头(34)，所述淋洗剂喷管(33)水平设于第一螺旋输送机(2)的上方，淋洗剂喷管(33)的中部与淋洗剂进管(32)连通，所述喷头(34)均匀分布于淋洗剂喷管(33)上并与淋洗剂喷管(33)连通。

3.根据权利要求1所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述土壤加热装置为加热棒(20)，所述加热棒(20)水平设于第二螺旋输送机(19)的旋转轴内。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述热解吸修复室(21)的外壁设有辅助加热腔(14)，所述热解吸修复室(21)上方的辅助加热腔(14)通过连接管(18)与淋洗剂热管(30)连通，所述热解吸修复室(21)下方的辅助加热腔(14)通过连接管(18)与淋洗剂冷管(12)连通，所述连接管(18)上设有电磁阀(29)。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述热解吸修复室(21)内设有紫外线消毒灯(27)。

6.根据权利要求1所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，还包括淋洗剂处理箱(7)，所述淋洗剂处理箱(7)的入口通过淋洗剂冷管(12)与集液腔(5)连通，淋洗剂处理箱(7)的出口通过淋洗剂冷管(12)与第一换热器(25)连通，所述第一换热器(25)入口处的淋洗剂冷管(12)上设有泵(23)，淋洗剂处理箱(7)出口处的淋洗剂冷管(12)上设有第一阀门(11)。

7.根据权利要求6所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述淋洗剂处理箱(7)的顶部设有聚合物添加口(6)，淋洗剂处理箱(7)的底部通过污染物排放管(8)连接有压滤机(9)，所述污染物排放管(8)上设有第二阀门(10)。

8.根据权利要求6或7所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述淋洗剂处理箱(7)和第一换热器(25)之间的淋洗剂冷管(12)还连接有淋洗剂排放管(15)，所述淋洗剂排放管(15)上设有第三阀门(16)。

9.根据权利要求1所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，所述废气管道(24)远离热解吸修复室(21)的一端连接有废气收集箱(26)。

10.根据权利要求4所述的一种结合淋洗修复和热解吸修复的多功能土壤修复设备，其特征在于，还包括控制器，所述热解吸修复室(21)内设有温度传感器(22)，所述温度传感器(22)、加热棒(20)和电磁阀(29)均与控制器电连接。