CN106927546A - 一种土壤泥砂石分离及污水处理系统、方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离及处理系统、方法，属于土壤重金属污染治理领域，具体涉及一种土壤泥砂石分离及污水处理系统、方法。包括：依次连接的圆筒回转筛、泥水混合搅拌池、水力旋流器、脱水筛；所述圆筒回转筛的进口与皮带机相连，其细料出口连接泥水混合搅拌池，粗料出口连接滚筒洗石机，滚筒洗石机粗料出口端与皮带机相连，滚筒洗石机底部设置的泥水收集槽出水端与脱水筛进料口相连。因此，本发明具有如下优点：泥砂石分离效果好，处理效率高，并且结构简单，成本低，提高了污水处理效率。

Description

一种土壤泥砂石分离及污水处理系统、方法

技术领域

本发明涉及一种分离及处理系统、方法，属于土壤重金属污染治理领域，具体涉及一种土壤泥砂石分离及污水处理系统、方法。

背景技术

土壤污染是由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。随着我国经济的高速发展，粗放型的经济增长模式导致土壤污染状况严重恶化。根据2014年全国土壤污染状况调查公报，我国16.1％的国土面积受到污染，19.4％的耕地受到污染，约三分之一受调查的工业场地受到污染。土壤污染类型以重金属污染为主，有机物污染次之，复合型污染比重较小。导致土壤污染的重金属主要包括镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌和镍，调查公报显示这些重金属点位超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％，由于土壤中重金属具有隐蔽性、累积性、滞后性且毒性较强和易被生物吸收的特点，因此针对土壤重金属污染修复工作刻不容缓。

重金属污染土壤的修复主要有三种方法。第一种是对污染土壤进行安全填埋处置，这种方式占地面积较大。第二种是对污染土壤进行固化稳定化，使活化态的重金属转变为稳定态，降低其在土壤中的迁移性、生物可利用性。这种途径可以降低土壤中重金属的毒害，但随着环境因子的改变，重金属固化稳定化的过程有可能逆向进行，导致修复不彻底。第三种是去除土壤中的重金属。植物修复可以实现重金属的清除，国内对植物修复技术研究也较多，但对于有些高浓度重金属污染的土壤，如不进行前处理降低重金属的浓度和毒性，植物修复通常是不可行的。而淋洗技术能够高效、无二次风险、彻底地去除污染土壤中的重金属，既可单独修复小面积的重金属污染土壤，也可作为前处理技术与其他修复方法联合应用，得到越来越广泛的应用。

土壤淋洗技术根据处理方式不同分为原位淋洗和异位淋洗。原位淋洗法是直接将淋洗剂注入土壤中，在下游将淋洗液抽提出土壤表面，然后对淋洗液进行处理，如此持续进行，直到土壤环境质量达到相关标准。异位淋洗是将污染土壤挖掘出，投入淋洗设备中，采用淋洗液清洗去除或转移浓缩土壤中的污染物，最后处理含污染物的淋洗液或减量后的浓缩泥饼。该技术可用于重金属污染土壤以及多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药等持久性有机污染土壤的修复治理。

尽管土壤淋洗法具有长效性、易操作性和高渗透性等优点，但是也存在2个主要缺点：一是淋洗法需要消耗大量的水来配制淋洗液；二是大量淋出液需要处理。淋出液中富含重金属与淋洗剂的络合物，如果没有得到妥善处理，会对地下水存在污染风险。

土壤泥砂石分离系统是土壤淋洗法的重要设备。但是现有技术中的土壤泥砂石分离系结构复杂，效率低下，分离效果差，严重影响了污水处理效率。

发明内容

本发明主要目的是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种土壤泥砂石分离及污水处理系统、方法。

本发明的上述目的主要是通过下述技术方案得以解决：

一种土壤泥砂石分离系统，包括：

依次连接的圆筒回转筛、泥水混合搅拌池、水力旋流器、脱水筛；所述圆筒回转筛的进口与皮带机相连，其细料出口连接泥水混合搅拌池，粗料出口连接滚筒洗石机，滚筒洗石机粗料出口端与皮带机相连，滚筒洗石机底部设置的泥水收集槽出水端与脱水筛进料口相连。

优化的，上述的一种土壤泥砂石分离系统，

所述圆筒回转筛由电机、减速机、滚筒装置、机架等机构组成，其中滚筒装置倾斜布置，电动机经减速机，与滚筒机构连接在一起，驱动滚筒机构绕其轴线转动，所述回转筛滚筒装置通过机体密封盖密封。

优化的，上述的一种土壤泥砂石分离系统，还包括依次连接的土壤存储料仓、土壤破碎机；所述土壤破碎机与皮带机相连。

优化的，上述的一种土壤泥砂石分离系统，土壤存储料仓侧壁配备破拱电机及平板振动器，防止下料堵塞；所述土壤破碎机用于污染土壤及其杂质的破碎；所述皮带机用于将粉碎后的土壤输送至圆筒回转筛中。

一种污水处理系统，包括上述任一权利要求所述的土壤泥砂石分离系统。

优化的，上述的一种污水处理系统，土壤泥砂石分离系统依次连接超导磁分离系统、污泥脱水系统及回用水深化处理系统；

其中，

所述超导磁分离系统包括：进口与水力旋流器轻介质出口端、脱水筛出水端相连的收集罐；所述收集罐连接混合罐；所述混合罐与磁介质进样器、磁介质提取机构相连，所述磁介质提取机构连接超导磁分离机；

所述污泥脱水系统包括：顺次相连的泥土沉淀池、泥土脱水机及洗涤用水池，其中泥土沉淀池进口端分别与磁分离罐体溢流口和排泥口相连，其出水端与洗涤用水池进口段相连，洗涤用水池出口端分别与泥水混合搅拌池和滚筒洗石机相连；

所述回用水深化处理系统包括：调节池、酸储罐、铁碳微电解反应罐、空压机、Fenton反应槽、双氧水储罐、助凝剂储罐、混凝沉淀池、污泥脱水机、回用水存储池，其中，调节池与前端分别与洗涤用水池和酸储罐相连，其中末端依次连接铁碳微电解反应罐、Fenton反应槽、混凝沉淀池、污泥脱水机和回用水存储池；其中Fenton反应槽和混凝沉淀池进口端分别与双氧水储存罐和助凝剂储罐相连；回用水存储池分别与泥水混合搅拌池和滚筒洗石机相连混凝沉淀池上清液出水端与回用水存储池相连。

所述酸储罐用于存储工业硫酸或盐酸中的至少一种，所述助凝剂储罐用于存储聚丙烯酰胺；

所述超导磁分离机包括超导体、磁分离罐体，所述磁分离罐体包括进液口、溢流口、排泥口和两个吹吸喇叭口，所述进液口与混合罐排水口相连，所述溢流口分别与收集罐和污泥脱水系统中泥土沉淀池进水端相连，所述排泥口与污泥脱水系统中泥土沉淀池进水端相连，所述两个吹吸喇叭口一个为正压，一个为负压，并且负压的喇叭口连接有若干个旋风分离器；

所述磁介质提取机构包括：旋风分离器和真空泵，所述旋风分离器进气口端与负压喇叭口相连，末端旋风分离出气口端与真空泵和正压喇叭口顺次相连，所述旋风分离器出料口处于混合罐上方；

所述混合罐上设置有介质投放口，所述混合罐的出口与所述超导磁分离机的进液口相连，所述超导磁分离机位于磁场区域内，其内部设置有绞接于动轮上的金属链网，所述金属链网至少部分延伸至磁介质提取机构上相对设置的两个空吹喇叭口之间；其中一个空吹喇叭口为正压，另一个空吹喇叭口为负压，并且负压的空吹喇叭口连接若干个固气分离器。

一种污水处理方法，污水的处理基于上述的污水处理系统。

因此，本发明具有如下优点：泥砂石分离效果好，处理效率高，并且结构简单，成本低，提高了污水处理效率。

附图说明

图1是重金属污染土壤淋洗修复系统示意图；

图2是重金属污染土壤淋洗修复系统的流程图；

图3是磁种加入批次对铅吸附量及铅累积去除量的影响；

图4是磁种加入批次对砷吸附量及砷累积去除量的影响；

图中：1-重金属污染土壤，2-土壤存储料仓，3-土壤破碎机，4.1-第一皮带机、4.2-第二皮带机、4.3-第三皮带机、4.4第四皮带机、4.5第五皮带机，5-圆筒回转筛，6-滚筒洗石机，7-洁净石子堆放场，8-泥水混合搅拌池，9-水力旋流器，10-脱水筛，11-洁净砂子堆放场，12-收集罐，13-混合罐，14-磁介质进样器，15-超导磁分离机、15.1-超导体、15.2-磁分离罐体、15.3-金属链网，16-系统控制柜，17-制冷机，18-磁介质提取机构、18.1-一级旋风分离器、18.2-二级旋风分离器，19-泥土沉淀池，20-泥土脱水机，21-洁净泥土，22-洗涤用水池，23-在线水质检测仪，24-调节池，25-酸储罐，26-铁碳微电解反应罐，27-空压机，28-Fenton反应槽，29-双氧水储罐，30-助凝剂储罐，31-混凝沉淀池，32-污泥脱水机，33-泥饼，34-回用水存储池；泥水泵P1、泥水泵P2、泥水泵P3、泥水泵P4、泥水泵P6，真空泵P5，污泥泵P7、污泥泵P11，清水泵P8、清水泵P9、清水泵P10、清水泵P12；电磁阀F1、电磁阀F2、电磁阀F3、电磁阀F4。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

图1是本实施例的重金属污染土壤淋洗修复处理工艺，包括顺次相连的土壤破碎系统、土壤泥砂石分离系统、超导磁分离系统、污泥脱水系统及回用水深化处理系统。

图2是一种重金属污染土壤淋洗修复系统的一个可选的具体实施系统设备流程图。

其中，土壤破碎系统由土壤存储料仓2、土壤破碎机3及第一皮带机4.1顺次连接组成。

所述土壤泥砂石分离系统包括：圆筒回转筛5、滚筒洗石机6、泥水混合搅拌池8、水力旋流器9、脱水筛10、第二皮带机4.2、第三皮带机4.3及第四皮带机4.4，其中泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6进口端分别与圆筒回转筛5细料和粗料出口端连接，滚筒洗石机6出口端与第四皮带机4.4相连，泥水混合搅拌池8、水力旋流器9重料出口端、脱水筛10进料口及第五皮带机4.5依次连接，脱水筛10出口端与水力旋流器9轻料出口端一并连接到超导磁分离系统中的收集罐12进口端，滚筒洗石机6粗料出口端与脱水筛10进料口相连。

所述超导磁分离系统包括收集罐12、混合罐13、磁介质进样器14、超导磁分离机15、系统控制柜16、制冷机17及磁介质提取机构18，其中收集罐12、混合罐13、超导磁分离机15和磁介质提取机构18顺次相连，所述超导磁分离机15分别与系统控制柜16和制冷机17相连，收集罐12进口端分别与水力旋流器9轻介质出口端和脱水筛10出水端相连；所述混合罐13安装有搅拌叶轮和电机，所述混合罐13上方设置有磁介质提取机构和磁介质投放口，所述磁介质投放口与磁介质进样器14相连。

所述超导磁分离机15包括超导体15.1、磁分离罐体15.2和金属链网15.3，所述超导体15.1可以拆卸更换，所述超导体15.1包括高温超导体和低温超导体，所述磁分离罐体15.2包括进液口、溢流口、排泥口和两个吹吸喇叭口，所述进液口与混合罐13排水口相连，所述溢流口分别与收集罐12和污泥脱水系统中泥土沉淀池19进水端相连，所述排泥口与污泥脱水系统中泥土沉淀池19进水端相连，所述磁介质提取机构18包括一级旋风分离器18.1和二级旋风分离器18.2，所述两个吹吸喇叭口一个为正压，一个为负压，所述一级旋风分离器18.1进气口端与负压喇叭口相连，出气口端与二级旋风分离器18.2进气口、真空泵P5和正压喇叭口顺次相连。

所述污泥脱水系统包括顺次相连的泥土沉淀池19、泥土脱水机20及洗涤用水池22，其中泥土沉淀池19进口端分别与磁分离罐体15.2溢流口和排泥口相连，泥土沉淀池19出水端和排泥端分别与洗涤用水池22和污泥浓缩池19进口端相连，洗涤用水池22出口端分别与泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6进口端相连；所述洗涤用水池22出水口管道上安装有在线水质检测仪23。

所述回用水深化处理系统包括调节池24、酸储罐25、铁碳微电解反应罐26、空压机27、Fenton反应槽28、双氧水储罐29、助凝剂储罐30、混凝沉淀池31、污泥脱水机32和回用水存储池34，其中，调节池24前端分别与洗涤用水池22和酸储罐25相连，其末端依次连接铁碳微电解反应罐26、Fenton反应槽28、混凝沉淀池31、污泥脱水机32和回用水存储池34；其中Fenton反应槽28和混凝沉淀池31进口端分别与双氧水储存罐29和助凝剂储罐30相连；回用水存储池34出口端分别与泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6相连，混凝沉淀池28上清液出水端与回用水存储池34进口端相连；其中所述酸储罐27用于存储工业硫酸或盐酸中的至少一种，所述助凝剂储罐30用于存储聚丙烯酰胺溶液。

所述土壤存储料仓2用于重金属污染土壤的暂存及系统上料，所述料仓侧壁配备破拱电机及平板振动器，防止下料堵塞；所述粉碎机3用于污染土壤及其杂质的破碎；所述皮带机4.1用于将粉碎后的土壤输送至圆筒回转筛中。

所述圆筒回转筛5用于筛分破碎后的土壤，分离出含有大于10mm的粗料和小于10mm的细料，所述圆筒回转筛5由电机、减速机、滚筒装置、机架等机构组成，其中滚筒装置倾斜布置，电动机经减速机，与滚筒机构连接在一起，驱动滚筒机构绕其轴线转动，所述回转筛滚筒装置通过机体密封盖密封，从而保证设备在工作过程中，有效防止粉尘污染；经圆筒回转筛5分离出的粗料通过第三皮带机4.3输送至滚筒洗石机6，分离出的洁净石子经第四皮带机4.4输送至洁净石子堆放场7，分离后得到的泥浆经滚筒洗石机6底部集水槽收集后进入到脱水筛10中，所述滚筒洗石机6用于圆筒回转筛5筛分出来的粗料的淋洗，依靠粗料与水流、粗料与设备内壁及粗料相互间的摩擦来实现粗料与其表面细颗粒的分离；粒径小于10mm的细料经第二皮带机4.2输送至泥水混合搅拌池8中，所述泥水混合搅拌池8用于水和细料混合制备泥水混合物，通过搅拌混合将重金属从土壤中分离到水中；所述水力旋流器9用于分离泥水中比重较大的细颗粒物；所述脱水筛10用于分离经过水力旋流器处理后得到的细颗粒物质中的水分。

所述收集罐12用于收集脱水筛10出水及旋流分离器9排放出的轻介质；所述混合罐13用于收集罐定量来水与磁介质混合，所述磁介质来自磁介质提取机构18和磁介质进样器14；所述磁介质进样器14用于定量的向混合罐中补充磁性介质；所述超导磁分离机15包括超导体15.1、磁分离罐体15.2和金属链网15.3，所述超导体15.1用于向超导磁分离机15内部提供预定高梯度磁场；所述磁分离罐体15.2用于收集存储混合有磁性介质的泥水；所述金属链网15.3在高梯度磁场中被磁化后能吸附水中的磁性物质；所述磁介质提取机构18用于分离收集金属链网15.3上吸附有重金属的磁性介质；所述一级旋风分离器18.1和二级旋风分离器18.2用于分离气体中的磁性介质，并将分离出的磁性介质重新回用到混合罐13中。

所述泥土沉淀池19用于沉淀经超导磁分离系统处理后达标排放的泥水以及磁介质提取机构排放的底泥；所述泥土脱水机20用于污泥浆的浓缩与脱水；所述洗涤用水池22用于收集污泥沉淀池19的排出的上清液及泥土脱水机20压滤出水，并为泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6提供用水；所述水质在线水质检测仪23用于监测洗涤用水槽中水质状况，所述水质状况包括化学需氧量(COD)、氨氮、pH及溶解氧。

所述调节池24用于调节洗涤用水池22排放的不达标废水的pH值；所述酸储罐25用于酸液存储并根据调节池中水质和水量状况，定量的加入酸液进行pH调节；所述铁碳微电解反应罐26用于处理调节池24中排出的酸性废水，利用Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，形成无数的微电池系统，在阳极上产生的大量Fe²⁺被快速氧化成Fe³⁺，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂；阴极反应产生大量新生态的羟基，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解；所述空压机27用于向铁碳微电解反应罐26中通入空气，加速Fe²⁺的氧化速率；所述Fenton反应槽28利用加入的H₂O₂与微电解生成的Fe²⁺反应产生的具有强氧化性的羟基自由基进攻有机分子，进一步矿化分解水中未被微电解去除的有机物；所述双氧水储罐29用于H₂O₂存储并定量的向Fenton反应槽28中加入H₂O₂；所述助凝剂储罐30用于聚丙烯酰胺溶液存储，并根据混凝沉淀池31水质和水量状况定量的加入聚丙烯酰胺溶液；所述混凝沉淀池31通过污水与助凝剂聚丙烯酰胺溶液混合，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合形成胶体，进而沉淀分离；所述污泥脱水机32用于对混凝沉淀池31底部排出的污泥进行泥水分离；所述回用水存储池34用于混凝沉淀池31上清液及污泥脱水机31压滤出水的收集存储，并为滚筒洗石机6和泥水混合搅拌池8提供用水。

采用上述结构后，本实施例还提供了一种利用上述的系统进行重金属污染土壤淋洗修复的方法，具体步骤为：

(1)土壤破碎

重金属污染土壤1存储在土壤存储料仓2中，通过设置在料仓底部的土壤破碎机3对大块土壤进行粉碎，破碎后的土壤颗粒经第一皮带机4.1输送至圆筒回转筛5中进行筛分。

(2)土壤泥砂石分离

破碎后的土壤进入到圆筒回转筛中5进行筛分，粗物料从圆筒回转筛5下端出料口筛分出来，细物料从圆筒回转筛中5上端出口分离出来，筛分出来的粗物料经第三皮带机4.3输送至滚筒洗石机6中进行冲洗，得到洁净石子，经第四皮带机4.4输送至洁净石子堆放场7，产生的泥水经滚筒洗石机6底部设置的泥水收集池进行收集后再进入到脱水筛10进一步分离出小颗粒物；圆筒回转筛5筛分出来的细料经第二皮带机4.2输送至泥水混合搅拌池8中，细物料与洗涤剂水在泥水混合搅拌池8中充分混合形成泥水混合物溶液，产生的泥水经泥水泵P1输送至水力旋流器9中，泥水中的轻组分进入到超导磁分离系统的收集罐12中，泥水中的砂子等重组分经水力旋流器9底部出口流出进入到脱水筛10进行砂水分离，残留在脱水筛10上部的细颗粒物经第五皮带机4.5输送至洁净砂子堆放场11。

(3)超导磁分离

水力旋流器9中顶部出来的泥水和脱水筛7经泥水泵P2输送过来的泥水在收集罐12中混合；混合泥水经泥水泵P3定量输送至混合罐13中，根据混合罐13水量和水质状况，通过磁介质进样器14定量的加入磁性介质，然后通过混合罐13中的内置的搅拌系统，将磁性介质与泥水充分混合；混合有磁介质的泥水经泥水泵P4输送至超导磁分离机15中，在超导体15.1提供的高梯度磁场作用下，磁分离罐体15.2内部的金属链网15.3被磁化后吸附水中的磁性物质，随着金属链网15.3的转动，吸附有重金属的磁种被带出液面，然后通过磁介质提取机构18进行回收利用；在真空泵P5作用下，通过设置在磁分离罐体15.2上的两个吹吸喇叭口将磁介质从金属链网15.3上分离依次进入到一级旋风分离器18.1和二级旋风分离器18.2中进行磁种回收，将回收到的磁种又重新加入到混合罐13中进行再利用；经过超导磁分离机15处理后的泥水，如果重金属浓度检测超标，电磁阀F1开启且电磁阀F2关闭，泥水经泥水泵P6回流至收集罐12中进行再处理；反之电磁阀F1开启且电磁阀F2关闭，泥水经泥水泵P6输送至泥土沉淀池19中。

(4)污泥脱水

经过超导磁分离机15处理后的重金属浓度达标污水和超导磁分离机15中底部排放的污泥一同进入到泥土沉淀池19中进行泥水分离，泥土沉淀池19上清液进入到洗涤用水池22中，底部污泥通过污泥泵P7输送至泥土脱水机20进行进行泥水分离，压滤后得到洁净泥土21，压滤水输送至洗涤用水池22中，当洗涤用水池22中收集的水经在线水质检测仪23检测达标时，电磁阀F3开启且F4关闭，清水泵P12关闭，洗涤用水池22出水经清水泵P8回流至泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6中；反之电磁阀F3关闭且F4开启，洗涤用水池22出水经清水泵P8输送至调节池24，清水泵P12开启，回用水存储池34出水经清水泵P12输送至混合搅拌池8和滚筒洗石机6中。

(5)回用水深化处理

土壤中游离态重金属经过超导磁分离机15处理后大部分被去除，由于土壤中可能存在的溶解态有毒有害难降解有机物，这些有机物单独靠超导磁分离难以去除分离，因此在洗涤用水的循环使用过程中会导致这些有机物累积，当洗涤用水池22中有机物浓度超标时，洗涤用水池22出水经清水泵P8输送至调节池24，根据来水水量和水质情况，通过酸液储罐24定量的加入酸液，将溶液pH值调至3-4，酸性废水经清水泵P9从底部输送至铁碳微电解反应罐26中，并通过空压机27向里鼓入空气，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，铁为阳极，炭化铁为阴极，电极反应为：阳极Fe-2e→Fe²⁺，Fe²⁺/Fe＝-0.44V；阴极2H⁺+2e→2[H]，H⁺/H₂＝-0.00V，在水中溶解氧作用下，阳极上产生的大量Fe²⁺被快速氧化成Fe³⁺，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂；阴极反应产生大量新生态的羟基，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解；携带有未被氧化的Fe²⁺废水进入到Fenton反应槽28中，然后通过双氧水储罐29定量加入H₂O₂，使H₂O₂与微电解生成的Fe²⁺构成Fenton试剂，反应产生的具有强氧化性的羟基自由基进攻有机分子，进一步矿化分解有机物，而达到去除有机物的目的；处理后的水经清水泵P10输送至混凝沉淀池31，通过助凝剂储罐30定量加入助凝剂加快铁絮凝体的沉淀分离，混凝沉淀池31上清液输送至回用水存储池34中，混凝沉淀池31底部污泥经污泥泵P11输送至污泥脱水机32进行压滤，得到泥饼33，压滤水进入到回用水存储池34中，当洗涤用水池22水质超标时，回用水存储池34中的水经清水泵P12输送至泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6中。

针对本发明的一种重金属污染土壤淋洗修复系统及方法，通过以下工程实例对上述实施效果进行分析验证，具体介绍如下：

实施例1：

湖南某矿山污染场地修复项目，该场地土壤主要污染物以重金属铅和砷为主，需要修复土壤土方量为41000m³，采用本发明的重金属污染土壤淋洗修复系统进行修复，土壤淋洗设备系统正常负荷情况下，平均处理量为150m³/h，系统具体运行过程如图2所示。

从土壤存储料仓2出来的污染土壤经过土壤破碎机3粉碎，破碎后的土壤颗粒经第一皮带机4.1输送至圆筒回转筛5中进行筛分。

经圆筒回转筛5中筛分出的粒径大于10mm物料经第三皮带机4.3输送至滚筒洗石机6进行冲洗，得到的粗料经第四皮带机4.4输送至洁净石子堆放场7，产生的泥水经收集后输送至脱水筛10进行筛分；圆筒回转筛5中筛分出的粒径小于10mm物料经第二皮带机4.2输送至泥水混合搅拌池8，通过加水混合搅拌，产生的泥水经泥水泵P1输送至水力旋流器9，得到的重物料从水力旋流器9底部流入到脱水筛10中进行粗颗粒物分离，从水力旋流器9上部流出的轻物料和脱水筛10出水一并进入到收集罐12。

收集罐12中污水经泥水泵P3定量输送至混合罐13中，然后通过磁介质进样器14定量的加入磁性介质，磁介质在混合罐13中内置的搅拌系统作用下与泥水充分混合；混合有磁介质的泥水经泥水泵P4输送至超导磁分离机15中，在超导体15.1产生的高梯度强磁场作用下，超导磁分离机15中内置的可转动金属链网15.3将吸附有重金属的磁性介质带出液面，然后利用空吹喇叭口将磁性介质从金属链网15.3上吹出，并进入到旋风分离器中进行固气分离，得到的磁性介质重新加入到混合罐12中进行再利用；淋出液中的非磁性大颗粒物沉淀到超导磁分离机15下部，并定期将沉淀物输送至泥土沉淀池19中，当处理后的泥水中重金属浓度超标时，泥水重新回流至收集罐12中，反之流入污泥脱水单元中的泥土沉淀池19。

泥土沉淀池19上清液进入到洗涤用水池22中，底部污泥通过污泥泵P7输送至泥土脱水机20进行进行泥水分离，压滤后得到洁净泥土21，压滤水输送至洗涤用水池22中，当洗涤用水池22中收集的水经在线水质检测仪23检测达标时，电磁阀F3开启且F4关闭，清水泵P12关闭，洗涤用水池22出水经清水泵P8回流至泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6中；反之电磁阀F3关闭且F4开启，洗涤用水池22出水经清水泵P8输送至调节池24，清水泵P12开启，回用水存储池34出水经清水泵P12输送至混合搅拌池8和滚筒洗石机6中。

洗涤用水池22中有机物浓度超标时，洗涤用水池22出水经清水泵P8输送至调节池24，根据来水水量和水质情况，通过酸液储罐24定量的加入酸液，将溶液pH值调至3-4，酸性废水经清水泵P9从底部输送至铁碳微电解反应罐26中，并通过空压机27向里鼓入空气，在水中溶解氧作用下，阳极上产生的大量Fe²⁺被快速氧化成Fe³⁺，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂；阴极反应产生大量新生态的羟基，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解；携带有未被氧化的Fe²⁺废水进入到Fenton反应槽28中，然后通过双氧水储罐29定量加入H₂O₂，使H₂O₂与微电解生成的Fe^{2 +}构成Fenton试剂，反应产生的具有强氧化性的羟基自由基进攻有机分子，进一步矿化分解有机物，而达到去除有机物的目的；处理后的水经清水泵P10输送至混凝沉淀池31，通过助凝剂储罐30定量加入助凝剂加快铁絮凝体的沉淀分离，混凝沉淀池31上清液输送至回用水存储池34中，混凝沉淀池31底部污泥经污泥泵P11输送至污泥脱水机32进行压滤，得到泥饼33，压滤水进入到回用水存储池34中，当洗涤用水池水质超标时，回用水存储池34中的水经清水泵P12输送至泥水混合搅拌池8和滚筒洗石机6中。

从图3和图4可以看出，随着磁性介质的不断加入，污染土壤中重金属铅和砷累积去除量先升高，后趋于平稳，每处理1000m³污染土壤，可以去除的铅和砷重量分别为1800g和100g；

重金属污染土壤累积处理量与铅和砷浸出浓度关系如表1所示。从表1可以看出，处理前，污染土壤中重金属铅和砷的最大浸出浓度分别0.056mg/L、0.041mg/L，经过本发明系统处理后，土壤中重金属铅和砷的浸出浓度都远低于环境标准值0.01mg/L、0.01mg/L，处理结果完全达标。

表1

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种土壤泥砂石分离系统，其特征在于，包括：

依次连接的圆筒回转筛、泥水混合搅拌池、水力旋流器、脱水筛；圆筒回转筛的进口与皮带机相连，其细料出口连接泥水混合搅拌池，粗料出口连接滚筒洗石机，滚筒洗石机粗料出口端与皮带机相连，滚筒洗石机底部设置的泥水收集槽出水端与脱水筛进料口相连。

2.根据权利要求1所述的一种土壤泥砂石分离系统，其特征在于，

圆筒回转筛由电机、减速机、滚筒装置、机架等机构组成，其中滚筒装置倾斜布置，电动机经减速机，与滚筒机构连接在一起，驱动滚筒机构绕其轴线转动，回转筛滚筒装置通过机体密封盖密封。

3.根据权利要求1所述的一种土壤泥砂石分离系统，其特征在于，还包括依次连接的土壤存储料仓、土壤破碎机；土壤破碎机与皮带机相连。

4.根据权利要求3所述的一种土壤泥砂石分离系统，其特征在于，土壤存储料仓侧壁配备破拱电机及平板振动器，防止下料堵塞；土壤破碎机用于污染土壤及其杂质的破碎；皮带机用于将粉碎后的土壤输送至圆筒回转筛中。

5.一种污水处理系统，其特征在于，包括上述任一权利要求所述的土壤泥砂石分离系统。

6.根据权利要求5所述的一种污水处理系统，其特征在于，土壤泥砂石分离系统依次连接超导磁分离系统、污泥脱水系统及回用水深化处理系统；

其中，

超导磁分离系统包括：进口与水力旋流器轻介质出口端、脱水筛出水端相连的收集罐；收集罐连接混合罐；混合罐与磁介质进样器、磁介质提取机构相连，磁介质提取机构连接超导磁分离机；

污泥脱水系统包括：顺次相连的泥土沉淀池、泥土脱水机及洗涤用水池，其中泥土沉淀池进口端分别与磁分离罐体溢流口和排泥口相连，其出水端与洗涤用水池进口段相连，洗涤用水池出口端分别与泥水混合搅拌池和滚筒洗石机相连；

回用水深化处理系统包括：调节池、酸储罐、铁碳微电解反应罐、空压机、Fenton反应槽、双氧水储罐、助凝剂储罐、混凝沉淀池、污泥脱水机、回用水存储池，其中，调节池与前端分别与洗涤用水池和酸储罐相连，其中末端依次连接铁碳微电解反应罐、Fenton反应槽、混凝沉淀池、污泥脱水机和回用水存储池；其中Fenton反应槽和混凝沉淀池进口端分别与双氧水储存罐和助凝剂储罐相连；回用水存储池分别与泥水混合搅拌池和滚筒洗石机相连混凝沉淀池上清液出水端与回用水存储池相连。

酸储罐用于存储工业硫酸或盐酸中的至少一种，助凝剂储罐用于存储聚丙烯酰胺；

超导磁分离机包括超导体、磁分离罐体，磁分离罐体包括进液口、溢流口、排泥口和两个吹吸喇叭口，进液口与混合罐排水口相连，溢流口分别与收集罐和污泥脱水系统中泥土沉淀池进水端相连，排泥口与污泥脱水系统中泥土沉淀池进水端相连，两个吹吸喇叭口一个为正压，一个为负压，并且负压的喇叭口连接有若干个旋风分离器；

磁介质提取机构包括：旋风分离器和真空泵，旋风分离器进气口端与负压喇叭口相连，末端旋风分离出气口端与真空泵和正压喇叭口顺次相连，旋风分离器出料口处于混合罐上方；

混合罐上设置有介质投放口，混合罐的出口与超导磁分离机的进液口相连，超导磁分离机位于磁场区域内，其内部设置有绞接于动轮上的金属链网，金属链网至少部分延伸至磁介质提取机构上相对设置的两个空吹喇叭口之间；其中一个空吹喇叭口为正压，另一个空吹喇叭口为负压，并且负压的空吹喇叭口连接若干个固气分离器。

7.一种污水处理方法，其特征在于，污水的处理基于权利要求5或6所述的污水处理系统。