CN107127210A - 一种土壤淋洗修复系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种土壤淋洗修复系统及方法，属于土壤修复技术领域。本发明按顺序包括：破碎筛分模块；进料造浆模块；淋洗分粒径模块；水处理模块；泥浆脱水模块；供水模块；中控室模块；所述进料造浆模块运行工序前设有包含筛网孔径为30mm‑60mm筛子的破碎筛分模块；所述淋洗分粒径模块通过高压喷淋系统水力切割及振动电机机械振动实现污染土壤7级湿法筛分及淋洗，以保证出料的清洁和可回收性；所述泥浆脱水模块设有干化车间，用于防止雨水淋湿脱水泥饼、保证泥饼的后续干化以及控制泥饼中污染物二次污染问题。本发明克服了现有技术中由于进料粒径不均匀筛网容易发生堵塞的问题，解决了淋洗脱水泥饼贮存、后续干化及污染物二次污染问题。

Description

一种土壤淋洗修复系统及方法

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，涉及针对粗颗粒含量较高的污染土壤淋洗修复系统及方法。

背景技术

近年来，随着我国工业结构调整和城市用地结构调整工作的推进，占据市区优越位置的一些化工、钢铁、机械等工业企业，纷纷易地、搬迁改造。然企业搬迁后的场地所遗留的重金属、挥发性及半挥发性有机污染物物等已经成为城市土地开发利用的环境隐患，因此城市人居环境安全问题令人担忧，开展风险评估与土壤的修复治理是当前的首要任务。

土壤淋洗修复技术基于污染物的吸附特性及减量化的修复理念，利用水或其他淋洗剂，通过螯合、沉淀等作用，分离污染土壤轻/重组分(按颗粒粗细进行粒径分级)或将土壤中的污染物转移至液相，再对含污染物的淋洗液进行水处理的技术。土壤淋洗修复技术按处置方式分为原位淋洗修复技术和异位土壤淋洗修复技术，在加拿大、美国及日本等国家具有较多的应用案例，原位淋洗技术由于会受场地水文地质条件、技术水平成熟度及工程实施难度等条件限制，因此很少应用到工程项目中，而异位淋洗技术因其操作的可控性和技术的成熟度则更多的应用于工程项目。

异位土壤淋洗在国内外已经开展了一些小试、中试及工程化应用，中国专利文献CN 104014583 A公开了一种基于重金属污染土壤淋洗和重金属浓缩化方法及其设备，该系统通过投加淋洗剂淋洗污染土壤，但添加淋洗剂不但会造成修复成本的增加，还会造成淋洗土壤的二次污染以及淋洗粒料资源化利用受限。为此，中国专利文献CN 104475441A公开了一种基于减量浓缩设计理念的土壤淋洗修复系统及其方法，该系统包括顺次相连的四大模块单元：进料筛分单元、矿洗单元、污泥脱水单元、以及尾端的污水处理回用单元，该系统通过淋洗将粗颗粒表面的污染物洗脱、转移浓缩至压滤后的泥饼中，可实现污染土壤中含污细粒与砾石、砂砾等粗颗粒的有效分离，解决了使用淋洗剂造成修复成本增加和二次污染问题，然对于粘性土质，容易在三级筛淋洗筛分时筛除结块的粘性团状污染土，且容易造成筛网的堵塞，同时还会导致雨季停工、雨水淋湿脱水泥饼以及粉尘和污染物的二次污染。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服了现有技术中的由于进料粒径不均匀筛网容易发生堵塞的问题，解决了污染土壤预处理污染物二次污染以及淋洗脱水泥饼贮存、后续干化问题，从而提供了一种土壤淋洗修复系统及方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种土壤淋洗修复系统，按顺序包括如下模块：

破碎筛分模块：用于淋洗土壤的前处理；

进料造浆模块用于进料污染土壤的造浆便于后续污染土壤的淋洗及减量化；

淋洗分粒径模块，以淋洗回收不同粒径的清洁土壤从而实现污染土壤修复工程量的减量化；

水处理模块，用于净化淋洗水作为系统内循环水及泥水分离；

泥浆脱水模块，用于将淋洗后所得泥浆脱水；

供水模块，用于为所述淋洗系统提供水源；

中控室模块，用于控制所述修复系统及对现场设备运行情况进行监控；

所述进料造浆模块运行工序前还设有破碎筛分模块，用于将污染土壤预处理成粒径<60mm的物料，保证进料污染土粒径和所述系统的匹配性；

所述泥浆脱水模块设有干化车间，用于干化泥浆脱水后所得的泥饼贮存、干化以及防止雨水淋湿脱水泥饼。

所述破碎筛分模块为包含污染土壤破碎筛分预处理和上料的封闭空间，所述破碎筛分模块包括上料车间以及位于其内的破碎筛分设备；所述上料车间设有采用旋风除尘器、活性炭吸附器、风机和烟囱的尾气收集及处理系统，以防止污染土预处理和上料过程的二次污染。

所述淋洗分粒径模块设有由振动电机、双层筛网及高压喷淋系统三部分组成的双层分级振动筛，所述双层筛网的上部设置高压喷淋系统，通过高压喷淋系统水力切割及振动电机机械振动实现污染土壤湿法筛分及淋洗，以保证出料的清洁性和可回收性。

所述淋洗分粒径模块设有两套双层分级振动筛，分别为双层分级振动筛I和双层分级振动筛II；

所述双层分级振动筛I由振动电机I、双层筛网I及喷淋系统I三部分组成，双层筛网I自上而下的孔径分别为15-25mm和5mm；

所述双层分级振动筛II由振动电机II、双层筛网II及喷淋系统II三部分组成，双层筛网II自上而下的孔径分别为2mm和1mm。

所述破碎筛分模块的筛子的筛网孔径为50mm；所述双层筛网I的上筛网的孔径为25mm；

所述淋洗分粒径模块按顺序包括：

设于泥浆池I上方的所述双层分级振动筛I，用于将经所述棒磨滚筒解泥机的出料筛分出25-50mm、5-25mm及<5mm的三种粒料；其中25-50mm粒料出料至25-50mm粒料暂存区，5-25mm粒料进入双轴螺旋洗石机，＜5mm泥浆进入泥浆池I；

其上设有高压冲刷淋洗水嘴的双轴螺旋洗石机，用于清洗所述双层分级振动筛I筛分出的5-25mm粒料，5-25mm粒料再被输送至皮带输送机II；

所述皮带输送机II位于所述双轴螺旋洗石机的上方出料端的下方，所述皮带输送机II出料端设有低位电磁除铁器用于去除杂铁至杂铁暂存区II；

轻物质筛，设在所述双轴螺旋洗石机的下方用于筛除所述双轴螺旋洗石机筛下淋洗水中的轻物质；

泥浆池II设于所述轻物质筛的下方，用于接收经轻物质筛筛除轻物质的泥浆后再通过泥浆泵打入泥浆池I；

双层分级振动筛II，用于冲洗从泥浆池I内通过泥浆泵输送的泥浆，并筛分出2-5mm和1-2mm两种粒料，所述双层分级振动筛II下设有用于接收筛下的＜1mm的粒料的泥浆池III；

一级水力旋流器，用于将从泥浆池III内的通过泥浆泵输送的泥浆分离出0.2-1mm和＜0.2mm两种粒料,其中＜0.2mm粒料进入二级水力旋流器，0.2-1mm粒料落入脱水筛I；

位于所述一级水力旋流器下方的脱水筛I，用于将所述一级水力旋流器出料的0.2-1mm的泥浆分离出0.2-1mm和＜0.2mm两种粒料，其中＜0.2mm粒料进入泥浆池IV后再经泥浆泵循环打入所述一级水力旋流器，0.2-1mm粒径粒料出料分离；

二级水力旋流器，用于将一级水力旋流器输入的＜0.2mm的粒料分离出0.2-0.075mm和＜0.075mm两种粒料，其中＜0.075mm粒料进入泥浆池VI，0.2-0.075mm粒料落入脱水筛II；

以及位于所述二级水力旋流器下方的脱水筛II，用于将所述一级水力旋流器出料的0.075-0.2mm的泥浆分离出0.075-0.2mm和＜0.075mm两种粒料，其中＜0.075mm的粒料进入泥浆池V后再经泥浆泵循环打入所述二级水力旋流器，0.075-0.2mm粒径粒料出料分离；

还包括位于轻物质筛下方的轻物质暂存区、位于低位电磁除铁器下方的杂铁暂存区II、位于所述皮带输送机II下方的5-25mm粒料暂存区和25-50mm粒料暂存区、以及位于所述双层分级振动筛II下方的1-2mm粒料暂存区和2-5mm粒料暂存区、位于脱水筛I下方的0.2-1mm粒料暂存区、以及位于脱水筛II下方的0.075mm-0.2mm粒料暂存区。

所述一级水力旋流器和所述二级水力旋流器均是利用旋转产生的离心力场分离两相流体的高效分离设备，所述脱水筛I筛孔孔径为0.2mm，所述脱水筛II筛孔孔径为0.075mm。

所述进料造浆模块采用链板机作为进料设备，链板机上的链板凸起能够强制将污染土从下料口刮下来，避免了因土壤含水率高及粘性大造成振动给料机下料口堵塞，保证上料的连续性。

所述进料造浆模块包括顺次相连的设于皮带输送机I的前端上方的链板机、倾斜设置的皮带输送机I、设于所述皮带输送机I前端的皮带秤以控制进料速度、后端中上部的高位电磁除铁器以去除杂铁、及位于所述皮带输送机I末端下方的棒磨滚筒解泥机；

所述棒磨滚筒解泥机内设有1根或1根以上的钢棒，以用于打碎大的粘土块，并将黏附在石块上的土壤颗粒剥离；

所述链板机用于将破碎筛分模块破碎筛分后的污染土壤送料至所述皮带输送机I，所述链板机整体和皮带输送机I前端都在所述破碎筛分模块的上料车间内或加盖防雨罩，保证雨季正常施工及防止施工过程中粉尘以及污染物的二次污染；

所述高位电磁除铁器主要由永磁铁芯、弃铁皮带、减速电机、框架及滚筒组成，以用于清除和回收上料污染土中的废铁。

所述皮带输送机I上加盖防雨罩，以保证雨季的正常施工及输送污染土的滑落。

所述水处理模块包括顺次相连的：

泥浆池Ⅵ，通过泥浆泵连通所述淋洗水处理设备组；

淋洗水处理设备组，包括顺次相连的如下四个反应池：凝集池、重金属反应池、pH调节池及絮凝池；

及用于分离淋洗水处理设备组絮凝后的泥浆和上清液的斜板沉淀池。

还包括由重金属捕捉剂罐、硫酸罐I和硫酸罐II、PAC(聚合氯化铝)溶配药罐、液碱罐及高分子自动溶配药机组I配套组成的水处理溶配药装置，该装置通过计量泵与凝集池、重金属反应池、pH调节池及絮凝池连通；

所述重金属捕捉剂罐、硫酸罐I和硫酸罐II、PAC(聚合氯化铝)溶配药罐、液碱罐及高分子自动溶配药机组I分别用于配置浓度为250ppm重金属捕捉剂Na₂S，质量浓度为70％的硫酸和质量浓度为70％的硫酸，质量浓度为12‰的PAC(聚合氯化铝)，质量浓度为32％的液碱以及浓度为5ppm的阴离子PAM(聚丙烯酰胺)。

采用斜板沉淀池进行泥水分离，所述泥浆脱水模块包括：

污泥罐，所述污泥罐通过泵连通斜板沉淀池，通过泵连通污泥浓缩池，用于接收从斜板沉淀池分离出的污泥并由污泥泵泵送至污泥浓缩池；

包含两个池体的污泥浓缩池，两个池体底部都设有出口并于所述污泥浓缩池内上下摆放，所述上部池体的出口对应下部池体的入口，所述上部池体和所述下部池体分别与高分子自动溶配药机组II、高分子自动溶配药机组III相连通，污泥通过时通过高分子自动溶配药机组II、高分子自动溶配药机组III顺序投加阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺两种药剂，所述污泥浓缩池用于浓缩由污泥罐泵送来的污泥，然后通过泥浆泵打入污泥脱水机进行脱水；

污泥脱水系统，包含污泥脱水机I和污泥脱水机II，两台污泥脱水机用于将泵送来的浓缩污泥脱水，从而分离脱水滤液和脱水泥饼，所述两台污泥脱水机交替压滤出料，当其中一台污泥脱水机进料时，另一台污泥脱水机压滤出料，交替往复；

脱水滤液池位于污泥脱水系统下方用于接收脱水滤液，所述脱水滤液池通过泵与泥浆池VI相连通，经淋洗水处理设备组再处理；

所述干化车间用于接收脱水泥饼；

所述两台污泥脱水机的传送皮带出料端均设在所述干化车间内，出料通过传送皮带输送至干化车间，所述传送皮带室外部分设有防雨罩，以防止雨水淋湿脱水泥饼及泥饼中污染物的二次污染。

所述供水模块包括清水池及循环水箱；所述循环水箱通过泵分别与上清液水池及清水池相连通；所述循环水箱下设4台水泵分别为棒磨滚筒解泥机进料口、双层分级振动筛I、双轴螺旋洗石机及双层分级振动筛II供淋洗水；

所述清水池用于循环水箱的补水和水处理溶配药系统供水，所述清水池与泥浆输送管道相连，用于泥浆输送管道堵塞时管道的清洗水。

所述中控室模块为集中并自动控制整套淋洗设备的集成化系统，包括在淋洗区域安装360度可旋转式摄像头，用于监控故障设备现场状况并调动现场设备维修人员进行维修。

本发明还请求保护使用上述土壤淋洗修复系统的方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

1、本发明提供的土壤淋洗修复系统在前端设置污染土壤破碎筛分设备及造浆设备，保证了物料和淋洗设备的匹配性，避免了因粘性土壤团聚堵塞淋洗筛网的问题；同时该系统也设计上料车间和干化车间，保证雨季正常施工、脱水泥饼的后续干化以及施工过程中粉尘和污染物的二次污染。

2、本发明提供的土壤淋洗修复系统在土壤淋洗前设计了破碎筛分单元，保证了淋洗进料的有效性；破碎筛分设备及污染土上料在上料车间内进行，避免了空气的二次污染，保证了雨季的正常施工。

3、本发明提供的土壤淋洗修复系统通过采用棒磨滚筒解泥机进行造浆，该设备在传统的滚筒解泥机中加入钢棒若干，用于打碎粘性较大的粘土块，并将黏附在石块上的土壤颗粒剥离，有更好的松散、分离及造浆效果，克服了现有技术中的不能将含粘性污染土壤彻底打散造浆从而导致筛网容易发生堵塞和淋洗出料不清洁的问题。

4、本发明采用链板机作为上料设备，避免了因土壤含水率高粘性大振动造成给料机下料口堵塞的问题，保证上料的连续性；

5、本发明提供的土壤淋洗修复系统采用高压喷淋系统水力切割及振动电机机械振动实现污染土壤湿法筛分及淋洗，保证出料的清洁和可回收性。

6、本发明提供的土壤淋洗修复系统对于淋洗泥浆经水处理设备组后，采用斜板沉淀池进行泥水分离，分离污泥经污泥罐+污泥浓缩池脱水浓缩后进入泥浆脱水机脱水，高浓度泥浆进料降低了污泥脱水机的进料时间，保证了工作效率。

7、本发明提供的土壤淋洗修复系统采用重金属捕捉剂等化学药剂作为淋洗污水的净化药剂，解决了活性炭吸附存在选择性较弱、吸附容量有限以及不适宜处理高浓度重金属污染废水的问题，保证了土壤淋洗处理水作为回用淋洗水的清洁性，有效的控制了淋洗水对淋洗污染土壤的二次污染。

8、本发明提供的土壤淋洗修复系统设置清水池用于溶配药剂和系统补水，保证系统水压和水量的稳定性。清水池与系统泥浆输送管相连，用于泥浆输送管道堵塞时管道的清洗水，保证淋洗管道的畅通性。

9、本发明提供的土壤淋洗修复系统的污泥脱水系统的污泥脱水机的出料端设在干化车间内，以防止雨水淋湿脱水泥饼、脱水污泥的干化及出料污泥中污染物的二次污染。

10、本发明提供的土壤淋洗修复方法通过清水淋洗将粗颗粒(包含砾石、粗砂及细砂等)表面的污染物洗脱、转移、浓缩至细颗粒土壤中，含细颗粒的泥浆经脱水压滤成泥饼集中后续处理，淋洗干净的粗颗粒经检测合格无需再修复可直接资源化回收利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明土壤淋洗修复系统的模块流程示意图；

图2是本发明土壤淋洗修复系统的工艺流程图；

附图标示如下：

1-上料车间，2-破碎筛分设备，3-链板机，4-皮带秤，5-皮带传送机I，6-高位电磁除铁器，7-杂铁暂存区I，8-棒磨滚筒解泥机，9-双层分级振动筛I，10-泥浆池I，11-双轴螺旋洗石机，12-轻物质筛，13-低位电磁除铁器，14-皮带传送机II，15-泥浆池II，16-轻物质暂存区，17-杂铁暂存区II，18-5-25mm粒料暂存区，19-＞25mm粒料暂存区，20-双层分级振动筛II，21-泥浆池III，22-1-2mm粒料暂存区，23-2-5mm粒料暂存区，24-泥浆池IV，25-一级水力旋流器，26-0.2-1mm粒料暂存区，27-0.075-0.2mm粒料暂存区，28-泥浆池V，29-二级水力旋流器，30-泥浆池VI，31-淋洗水处理设备组，32-斜板沉淀池，33-上清液池，34-污泥罐，35-高分子自动溶配药机组II，36-高分子自动溶配药机组III，37-污泥浓缩池，38-脱水滤液池，39-污泥脱水机I，40-污泥脱水机II，41-脱水泥饼，42-干化车间，43-清水池，44-循环水箱，45-中控室，46-水处理溶配药系统，

图2中：——为泥浆/回收物料通道，--------为药剂通道,-·-·-·-为水通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

说明：本发明中的I，II，III，IV，V，VI……，不代表先后顺序，也不代表重要性次序，仅仅是为了区分说明具有功能性质相同单功能的量值不同的设备。

实施例1.

本实施例提供一种土壤淋洗修复工艺系统，如图1所示，所述土壤淋洗修复系统，按顺序包括如下模块：

破碎筛分模块，所述破碎筛分模块的筛网的孔径为30mm-60mm，用于将污染土壤预处理成粒径<60mm的物料，保证进料污染土粒径和所述系统的匹配性；

进料造浆模块，用于进料污染土壤的造浆，便于后续污染土壤的淋洗及减量化；

淋洗分粒径模块，用于淋洗回收不同粒径的清洁土壤从而实现污染修复工程量的减量化；

水处理模块，用于净化淋洗水作为系统内循环水及泥水分离；

泥浆脱水模块，用于将淋洗后所得泥浆脱水；

供水模块，用于为所述淋洗系统提供水源；

中控室模块，用于控制所述修复系统及对现场设备运行情况进行监控；

所述泥浆脱水模块设有干化车间42，用于干化泥浆脱水后所得泥饼的贮存及干化，以及防止雨水淋湿脱水泥饼。

所述破碎筛分模块包括上料车间1以及位于其内的破碎筛分设备2；所述破碎筛分设备2为污染土壤进淋洗的前处理工序，包含破碎和筛分两个设备组成，其主要作用为破碎建筑渣块和团状土粒并均匀化淋洗上料土壤，从而提高后续淋洗工作效率和效果，所述破碎筛分设备2出料土壤粒径包含≥60mm和<60mm两种粒径的土壤。所述破碎筛分模块为集污染土壤破碎筛分预处理和上料为一体的封闭空间，所述上料车间1设有采用旋风除尘器、活性炭吸附器、风机及烟囱为一体的尾气收集及处理系统，以防止污染土预处理和上料过程的二次污染。

所述淋洗分粒径模块设有由振动电机、双层筛网及高压喷淋系统三部分组成的双层分级振动筛，所述双层筛网的上部设置高压喷淋系统，通过高压喷淋系统水力切割及振动电机机械振动实现污染土壤湿法筛分及淋洗，以保证出料的清洁和可回收性。

所述淋洗分粒径模块设有两套双层分级振动筛，分别为双层分级振动筛I 9和双层分级振动筛II 20；

所述双层分级振动筛I 9由振动电机I、双层筛网I及喷淋系统I三部分组成，双层筛网I自上而下的孔径分别为15-25mm和5mm；

所述双层分级振动筛II 20由振动电机II、双层筛网II及喷淋系统II三部分组成，双层筛网II自上而下的孔径分别为2mm和1mm。

所述破碎筛分模块的筛子的筛网孔径为50mm；所述双层筛网I的上筛网的孔径为25mm；

所述淋洗分粒径模块按顺序包括：

设于泥浆池I 10上方的所述双层分级振动筛I 9，用于将经所述棒磨滚筒解泥机8的出料筛分出25-50mm、5-25mm及<5mm的三种粒料；其中25-50mm粒料出料至25-50mm粒料暂存区19，5-25mm粒料进入双轴螺旋洗石机11，＜5mm泥浆进入泥浆池I 10；

其上设有高压冲刷淋洗水嘴的双轴螺旋洗石机10，用于清洗所述双层分级振动筛I 9筛分出的5-25mm粒料，5-25mm粒料再被输送至皮带输送机II 14；

所述皮带输送机II 14位于所述双轴螺旋洗石机的上方出料端的下方，所述皮带输送机II 14出料端设有低位电磁除铁器13用于去除杂铁；

轻物质筛12，设在所述双轴螺旋洗石机11的下方用于筛除所述双轴螺旋洗石机11筛下淋洗水中的轻物质；

泥浆池II 15设于所述轻物质筛的下方，用于接收经轻物质筛筛除轻物质的泥浆后再通过泥浆泵打入泥浆池I 10；

双层分级振动筛II 20，用于冲洗从泥浆池I 10内通过泥浆泵输送的泥浆，并筛分出2-5mm，1-2mm的粒料，所述双层分级振动筛II 20下设有用于接收筛下的＜1mm的粒料的泥浆池III 21；

一级水力旋流器25，用于将从泥浆池III 21内通过泥浆泵输送的泥浆分离出0.2-1mm和＜0.2mm两种粒料，其中＜0.2mm粒料进入二级水力旋流器29；

位于所述一级水力旋流器25下方的设有脱水筛I，用于将所述一级水力旋流器25出料的0.2-1mm的泥浆分离出0.2-1mm和＜0.2mm两种粒料，其中＜0.2mm的粒料进入泥浆池IV 24后再经泥浆泵循环打入所述一级水力旋流器25，0.2-1mm粒径粒料出料分离落入0.2-1mm粒料暂存区26；

二级水力旋流器29，用于将一级水力旋流器25输送的＜0.2mm的粒料分离出0.2-0.075mm和＜0.075mm两种粒料，其中＜0.075mm粒料进入泥浆池VI 30，0.2-0.075mm粒料落入二级水力旋流器的脱水筛II；

位于所述二级水力旋流器29下方的脱水筛II，用于将所述二级水力旋流器29出料的＜0.2mm的粒料分离出0.2-0.075mm和＜0.075mm两种粒径的粒料，其中＜0.075mm的粒料进入泥浆池V28后再经泥浆泵循环打入所述二级水力旋流器29，0.2-0.075mm粒径粒料出料分离至0.2-0.075mm粒料暂存区27；

还包括位于轻物质筛12下方的轻物质暂存区16、位于低位电磁除铁器13下方的杂铁暂存区II 17、位于所述皮带输送机II 14下方的5-25mm粒料暂存区18和25-50mm粒料暂存区19、以及位于所述双层分级振动筛II 20下方的1-2mm粒料暂存区22和2-5mm粒料暂存区23、位于一级水力旋流器25脱水筛I下方的0.2-1mm粒料暂存区26、以及位于二级水力旋流器29脱水筛II下方的0.075mm-0.2mm粒料暂存区27。

所述一级水力旋流器25和所述二级水力旋流器29均是利用旋转产生的离心力场分离两相流体的高效分离设备，所述脱水筛I筛孔孔径为0.2mm，所述脱水筛II筛孔孔径为0.075mm。

所述进料造浆模块采用链板机3作为进料设备，链板机3上的链板凸起能够强制将污染土从下料口刮下来，避免了因土壤含水率高及粘性大造成振动给料机下料口堵塞，保证上料的连续性。

所述进料造浆模块包括顺次相连的设于皮带输送机I 5的前端上方的链板机3、倾斜设置的皮带输送机I 5、设于所述皮带输送机I 5前端的皮带秤4，设于所述皮带输送机I5后端中上部的高位电磁除铁器6以去除杂铁及位于所述皮带输送机I 5末端下方的棒磨滚筒解泥机8；

所述棒磨滚筒解泥机8内设有一根或一根以上的钢棒，以用于打碎大的粘土块，并将黏附在石块上的土壤颗粒剥离；

所述链板机3用于将破碎筛分模块破碎筛分后的污染土壤送料至所述皮带输送机I 5，所述链板机3整体和皮带输送机I 5前端在破碎筛分模块的上料车间1内，皮带输送机I6室外部分设防雨罩，保证雨季正常施工及防止施工过程中污染物的二次污染；

所述高位电磁除铁器5主要由永磁铁芯、弃铁皮带、减速电机、框架及滚筒组成，以用于清除和回收上料污染土中的废铁。

所述皮带输送机I 5上加盖防雨罩，以保证雨季的正常施工及输送污染土的滑落。

所述水处理模块包括顺次相连的：

泥浆池Ⅵ30，通过泥浆泵连通所述泥浆池VI 30以及淋洗水处理设备组31；

淋洗水处理设备组31，包括顺次相连的四个反应池：凝集池、重金属反应池、pH调节池及絮凝池；

及用于分离淋洗水处理设备组絮凝后的泥浆和上清液的斜板沉淀池32。

还包括由重金属捕捉剂罐、硫酸罐I和硫酸罐II、PAC(聚合氯化铝)溶配药罐、液碱罐及高分子自动溶配药机组I配套组成的水处理溶配药系统46，该装置通过计量泵与凝集池、重金属反应池、pH调节池及絮凝池连通；

所述重金属捕捉剂罐、硫酸罐I和硫酸罐II、PAC(聚合氯化铝)溶配药罐、液碱罐及高分子自动溶配药机组I分别用于配置浓度为250ppm重金属捕捉剂Na₂S,质量浓度为70％的硫酸和质量浓度为70％的硫酸，质量浓度为12‰的PAC，质量浓度为32％的液碱以及浓度为5ppm的阴离子聚丙烯酰胺。

所述泥浆脱水模块包括：

污泥罐34，所述污泥罐通过泥浆泵连通斜板沉淀池32，通过泥浆泵连通污泥浓缩池37，用于接收从斜板沉淀池32分离出的污泥并由污泥泵输送至污泥浓缩池37；

包含两个池体的污泥浓缩池37，两个池体底部都设有出口并于所述污泥浓缩池内上下摆放，所述上部池体的出口对应下部池体的入口，所述上部池体和所述下部池体并分别与高分子自动溶配药机组II35、高分子自动溶配药机组III 36相连通，污泥通过时通过高分子自动溶配药机组II 35、高分子自动溶配药机组III 36顺序投加阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺两种药剂，阴离子聚丙烯酰胺投加到上部池体，该药剂分子链中含有一定量极性基能将泥浆固体颗粒通过吸附架桥形成大的絮凝物混凝沉淀下来，待所述上部池体的添加过药剂的泥浆流入到所述下部池体同时将阳离子聚丙烯酰胺投加到下部池体，该药剂通过电中和等效应对污泥进行脱水处理。

所述污泥浓缩池37用于浓缩由污泥罐34泵送来的污泥，然后通过泥浆泵打入污泥脱水机进行脱水；

污泥脱水系统，包含污泥脱水机I 39和污泥脱水机II 40，用于将泵送来的浓缩污泥脱水，从而分离脱水滤液和脱水泥饼，所述两台污泥脱水机交替压滤出料，当其中一台污泥脱水机进料时，另一台污泥脱水机压滤出料，交替往复；

脱水滤液池30位于污泥脱水系统下方用于接收脱水滤液，所述脱水滤液池38通过泥浆泵与泥浆池VI 30相连通，经淋洗水处理设备组31再处理；所述干化车间42用于接收脱水泥饼；

所述两台污泥脱水机的传送皮带出料端设在所述干化车间42内，出料通过传送皮带输送至干化车间42，所述传送皮带室外部分带防雨罩，以防止雨水淋湿脱水泥饼及泥饼中污染物的二次污染。

所述供水模块包括清水池43及循环水箱44；所述循环水箱44通过泵分别与上清液池33及清水池43相连通；所述循环水箱44下设4台水泵分别为棒磨滚筒解泥机8进料口、双层分级振动筛I 9、双轴螺旋洗石机11及双层分级振动筛II 20供淋洗水。

所述清水池43用于循环水箱44的补水和水处理溶配药系统46供水，所述清水池43与泥浆管相连，用于泥浆输送管道堵塞时管道的清洗水。

所述中控室模块为集中并自动控制整套淋洗设备的集成化系统，包括在淋洗区域安装360度可旋转式摄像头，用于监控故障设备现场状况并调动现场设备维修人员进行维修。

本发明的土壤淋洗修复系统通过清水淋洗将粗颗粒(包含砾石、粗砂及细砂等)表面的污染物洗脱、转移、浓缩至细颗粒土壤中，含细颗粒的泥浆经脱水压滤成泥饼集中后续处理，淋洗干净的粗颗粒无需再修复可直接资源化回收利用。

实施例2.

本发明的土壤淋洗修复工艺系统进行修复污染土壤的具体步骤如下：

1、破碎筛分

将清挖的污染土运送至上料车间内，用破碎筛分机依次进行破碎筛分，破碎筛分出包含≥50mm和<50mm两种粒径的污染土。所述淋洗系统用于处理粒径小于50mm粒径的污染土；

2、进料造浆

将破碎筛分<50mm粒径污染土送料至链板机，链板机把污染土送料至皮带输送机I，皮带输送机设皮带秤，用于精确控制上料量，当皮带输送机I运送污染土至高位电磁除铁器时，污染土壤中的杂铁被去除至杂铁暂存区I，在棒磨滚筒解泥机进料口，淋洗水和污染土的进料比为0.8-1.5，棒磨滚筒解泥机利用钢棒打碎大的粘土块，并将黏附在石块上的土壤颗粒剥离，达到松散分离造浆的目的。

3、淋洗分粒径

棒磨滚筒解泥机所造泥浆首先进入双层分级振动筛I，分离出25-50mm粒料、5-25mm粒料及<5mm泥浆，双层分级振动筛I筛上安装高压冲刷淋洗水嘴(淋洗水来自循环水池)，保证淋洗出料清洁达标，25-50mm粒料从双层振动筛I上直接出料，5-25mm粒料输送至双轴螺旋洗石机清洗，双轴螺旋洗石机上投加淋洗水(淋洗水来自循环水池)，5-25mm粒料通过双轴螺旋洗石机摩擦清洗后运送至皮带输送机II，皮带输送机II出料前经低位电磁除铁器去除杂铁后出料至5-25mm粒料暂存区，去除杂铁收集至杂铁暂存区II，双轴螺旋洗石机内泥浆输送至泥浆池II，泥浆池II上设轻物质筛，筛除轻物质掉入轻物质暂存区。泥浆池II内泥浆用泥浆泵打入泥浆池I内，泥浆池I内<5mm泥浆用泥浆泵打入双层分级振动筛II，双层分级振动筛II上安装高压冲刷淋洗水嘴(淋洗水来自循环水池)，保证淋洗出料清洁达标，筛分出2-5mm和1-2mm两种粒径的污染土。<1mm泥浆收集至泥浆池III，泥浆池III内的泥浆用泥浆泵输送至一级水力旋流器，一级水力旋流器分离出0.2-1mm和<0.2mm两种粒径泥浆，其中<0.2mm泥浆输送至二级水力旋流器，0.2-1mm泥浆经脱水筛I，0.2-1mm粒料出料至0.2-1mm粒料暂存区，筛下＜0.2mm的泥浆先进入泥浆池Ⅳ，再通过泥浆泵打循环至一级水力旋流器粒径再次分离，<0.2mm泥浆输送至二级水力旋流器，<0.2mm泥浆经二级水力旋流器分离出0.2-0.075mm和<0.075mm两种粒径粒料，其中0.2-0.075mm泥浆经脱水筛II，0.2-0.075mm粒料出料至0.2-0.075mm粒料暂存区，<0.075mm泥浆输送至泥浆池Ⅴ再通过泥浆泵打循环至一级水力旋流器粒径再次分离。

4、水处理

泥浆池VI内<0.075mm泥浆，用泥浆泵依次经淋洗水处理设备组的凝集池、重金属反应池、pH调节池、絮凝池，混凝沉淀的泥浆进入斜板沉淀池进行泥水分离。

5、泥浆脱水

絮凝池内的泥浆在斜板沉淀池泥水分离之后，上层上清液输送至循环水箱，下层泥浆用泥浆泵输送至污泥罐，污泥罐起缓冲作用，污泥罐内泥浆用泥浆泵输送污泥浓缩池，通过添加阴阳离子聚丙烯酰胺将污泥浓缩，浓缩污泥用泥浆泵输送至污泥脱水机进行脱水，脱水泥饼出料至干化车间，压滤液输送至脱水滤液池，脱水滤液池内污水运送至泥浆池经水处理设备组重新处理；

6、循环水

循环水箱内循环水来自斜板沉淀池上清液水池和清水池补水，循环水池下设4台水泵供淋洗用水，这4台水泵供水的位置分别为棒磨滚筒解泥机进料口、双层分级振动筛I、双轴螺旋洗石机及双层分级振动筛II。

7、中控

现场中控室位于泥浆池VI和循环水池上，可以俯瞰整个工艺设备区，中控室可以控制现场所有设备的起停，同时现场设备旁也设置了手动控制柜，当中控系统出现故障时，应用设备控制柜对设备进行手动控制，现场安装360度旋转摄像头，便于生产管理。

实施例3.

本发明土壤淋洗修复系统成功应用于华南某钢铁污染场地修复项目如下：

该项目土壤修复方量为517591m³，包含Pb、Cd及Zn等重金属污染物；淋洗进料为经破碎筛分预处理后粒径为<50mm污染土，粒料经淋洗分级为25-50mm、5-25mm、2-5mm、1-2mm、0.2-1mm、0.075-0.2mm及<0.075mm共7种粒料。其中25-50mm、5-25mm、2-5mm、1-2mm、0.2-1mm及0.075-0.2mm共6种粒料为可回收粒料，经土壤采样检测，淋洗后可回收粒料全部达标，可直接回收利用，减量化程度为75％-85％。淋洗处理前后重金属污染物浓度相关数据见下表。

表1土壤淋洗可回收粒料污染物浓度一览表

污染物	铅(Pb)	镉(Cd)	锌(Zn)
				修复目标值(mg/kg)	282	8.07	3500
初始浓度(mg/kg)	959.4	39.6	4666.3
				25-50mm粒料浓度(mg/kg)	42.5	<0.2	57.3
5-25mm粒料浓度(mg/kg)	39.9	<0.2	62.1
				2-5mm粒料浓度(mg/kg)	47.5	0.29	95.9
1-2mm粒料浓度(mg/kg)	168.4	1.61	71.2
				0.2-1mm粒料浓度(mg/kg)	195.8	7.06	888.9
0.075-0.2mm粒料浓度(mg/kg)	194.7	7.40	862.2

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种土壤淋洗修复系统，按顺序包括如下模块：

进料造浆模块；

淋洗分粒径模块；

水处理模块；

泥浆脱水模块；

供水模块；

中控室模块；

其特征在于，所述进料造浆模块运行工序前还设有包含筛网孔径为30mm-60mm筛子的破碎筛分模块；

所述泥浆脱水模块设有干化车间。

2.根据权利要求1所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述破碎筛分模块为包含污染土壤破碎筛分预处理和上料的封闭空间，所述破碎筛分模块包括上料车间以及位于其内的破碎筛分设备；所述上料车间设有采用旋风除尘器、活性炭吸附器、风机及烟气出口为一体的尾气收集及处理系统。

3.根据权利要求2所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述淋洗分粒径模块设有由振动电机、双层筛网及高压喷淋系统三部分组成的双层分级振动筛，所述双层筛网的上部设置高压喷淋系统，通过高压喷淋系统水力切割及振动电机机械振动实现污染土壤湿法筛分及淋洗。

4.根据权利要求3所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，

所述淋洗分粒径模块设有两套双层分级振动筛，分别为双层分级振动筛I和双层分级振动筛II；

所述双层分级振动筛I由振动电机I、双层筛网I及喷淋系统I三部分组成，双层筛网I自上而下的孔径分别为15-25mm和5mm；

所述双层分级振动筛II由振动电机II、双层筛网II及喷淋系统II三部分组成，双层筛网II自上而下的孔径分别为2mm和1mm。

5.根据权利要求4所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述破碎筛分模块的筛子的筛网孔径为50mm；所述双层筛网I的上筛网的孔径为25mm；

所述淋洗分粒径模块按顺序包括：

设于泥浆池I上方的所述双层分级振动筛I，用于将经所述棒磨滚筒解泥机的出料筛分出25-50mm、5-25mm及<5mm的三种粒料；其中25-50mm粒料出料至25-50mm粒料暂存区，5-25mm粒料进入双轴螺旋洗石机，＜5mm泥浆进入泥浆池I；

所述双层分级振动筛I上设有高压冲刷淋洗水嘴的双轴螺旋洗石机，用于清洗所述双层分级振动筛I筛分出的5-25mm粒料，5-25mm的粒料再被输送至皮带输送机II；

所述皮带输送机II位于所述双轴螺旋洗石机的上方出料端的下方，所述皮带输送机II出料端设有低位电磁除铁器；

轻物质筛，设在所述双轴螺旋洗石机的下方；

泥浆池II设于所述轻物质筛的下方，用于接收经轻物质筛筛除轻物质的泥浆后再通过泥浆泵打入泥浆池I；

双层分级振动筛II，用于冲洗从泥浆池I内通过泥浆泵输送的泥浆，并筛分出2-5mm，1-2mm的粒料，所述双层分级振动筛II下设有用于接收筛下的＜1mm的粒料的泥浆池III，；

一级水力旋流器，用于将从泥浆池III内的通过泥浆泵输送的泥浆分离出0.2-1mm，＜0.2mm的粒料,其中＜0.2mm粒料进入二级水力旋流器，0.2-1mm粒料落入脱水筛I；

位于所述一级水力旋流器下方的脱水筛I，用于将所述一级水力旋流器出料的0.2-1mm的泥浆分离出0.2-1mm以及＜0.2mm的粒料，其中＜0.2mm的粒料进入泥浆池IV后再经泥浆泵循环打入所述一级水力旋流器，0.2-1mm粒径粒料出料分离；

二级水力旋流器，用于将一级水力旋流器输入的＜0.2mm的粒料分离出0.2-0.075mm以及＜0.075mm的两种粒料，其中＜0.075mm粒料进入泥浆池VI，0.2-0.075mm粒料落入脱水筛II；

以及位于所述二级水力旋流器下方的脱水筛II，用于将所述一级水力旋流器出料的0.075-0.2mm的泥浆分离出0.075-0.2mm以及＜0.075mm的粒料，其中＜0.075mm的粒料进入泥浆池V后再经泥浆泵循环打入所述二级水力旋流器，0.075-0.2mm粒径粒料出料分离；

还包括位于轻物质筛下方的轻物质暂存区、位于低位电磁除铁器下方的杂铁暂存区II、位于所述皮带输送机II下方的5-25mm粒料暂存区和25-50mm粒料暂存区、以及位于所述双层分级振动筛II下方的1-2mm粒料暂存区和2-5mm粒料暂存区、位于脱水筛I下方的0.2-1mm粒料暂存区、以及位于脱水筛II下方的0.075mm-0.2mm粒料暂存区。

6.根据权利要求5所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述一级水力旋流器和所述二级水力旋流器均是利用旋转产生的离心力场分离两相流体的高效分离设备，所述脱水筛I筛孔孔径为0.2mm，所述脱水筛II筛孔孔径为0.075mm。

7.根据权利要求6所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述进料造浆模块采用链板机作为进料设备，所述链板机上设有链板凸起。

8.根据权利要求7所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述进料造浆模块包括顺次相连的设于皮带输送机I的前端上方的链板机、倾斜设置的皮带输送机I、设于所述皮带输送机I前端的皮带秤、设于所述皮带输送机I后端中上部的高位电磁除铁器、及位于所述皮带输送机I末端下方的棒磨滚筒解泥机；

所述棒磨滚筒解泥机内设有一根或一根以上的钢棒；

所述链板机用于将破碎筛分模块破碎筛分后的污染土壤送料至所述皮带输送机I，所述链板机整体和皮带输送机I前端都在所述破碎筛分模块的上料车间内或加盖防雨罩；

所述高位电磁除铁器主要由永磁铁芯、弃铁皮带、减速电机、框架及滚筒组成。

9.根据权利要求8所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述皮带输送机I上加盖防雨罩。

10.根据权利要求9所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述水处理模块包括顺次相连的：

泥浆池Ⅵ，通过泥浆泵连通所述泥浆池VI以及淋洗水处理设备组；

淋洗水处理设备组，包括顺次相连的如下四个反应池：凝集池、重金属反应池、pH调节池及絮凝池；

及用于分离水处理设备组絮凝后的泥浆和上清液的斜板沉淀池。

11.根据权利要求10所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，还包括由重金属捕捉剂罐、硫酸罐I和硫酸罐II、PAC溶配药罐、液碱罐及高分子自动溶配药机组I配套组成的水处理的溶配药装置，该装置通过计量泵与凝集池、重金属反应池、pH调节池及絮凝池连通；

所述重金属捕捉剂罐、硫酸罐I和硫酸罐II、PAC溶配药罐、液碱罐及高分子自动溶配药机组I分别用于配置浓度为250ppm重金属捕捉剂Na₂S，质量浓度为70％的硫酸和质量浓度为70％的硫酸，质量浓度为12‰的PAC，质量浓度为32％的液碱以及浓度为5ppm的阴离子聚丙烯酰胺。

12.根据权利要求11所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，采用斜板沉淀池进行泥水分离，所述泥浆脱水模块包括

污泥罐，所述污泥罐通过泵连通斜板沉淀池，通过泵连通污泥浓缩池，用于接收从斜板沉淀池分离出的污泥并由污泥泵泵送至污泥浓缩池；

包含两个池体的污泥浓缩池，两个池体底部都设有出口并于所述污泥浓缩池内上下摆放，所述上部池体的出口对应下部池体的入口，所述上部池体和所述下部池体分别与高分子自动溶配药机组II、高分子自动溶配药机组III相连通，污泥通过时通过高分子自动溶配药机组II、高分子自动溶配药机组III顺序投加阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺两种药剂，所述污泥浓缩池用于浓缩由污泥罐泵送来的污泥，然后通过泥浆泵打入污泥脱水机进行脱水；

污泥脱水系统，包含污泥脱水机I和污泥脱水机II，所述两台污泥脱水机交替压滤出料，当其中一台污泥脱水机进料时，另一台污泥脱水机压滤出料，交替往复；

脱水滤液池位于污泥脱水系统下方用于接收脱水滤液，所述脱水滤液池通过泵与泥浆池VI相连通，经水处理设备组再处理；

所述两台污泥脱水机的传送皮带出料端均设在所述干化车间内，出料通过传送皮带输送至干化车间，所述传送皮带室外部分设有防雨罩。

13.根据权利要求12所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述供水模块包括清水池及循环水箱；所述循环水箱通过泵分别与上清液水池及清水池相连通；所述循环水箱下设4台水泵分别为棒磨滚筒解泥机进料口、双层分级振动筛I、双轴螺旋洗石机及双层分级振动筛II供淋洗水；

所述清水池用于循环水箱的补水和溶配药设备供水，所述清水池与泥浆输送管道相连。

14.根据权利要求13所述的土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述中控室模块为集中并自动控制整套淋洗设备的集成化系统，包括在淋洗区域安装360度可旋转式摄像头，用于监控故障设备现场状况并调动现场设备维修人员进行维修。

15.采用根据权利要求1-14任一所述的土壤淋洗修复系统的方法。