CN108144955B - 一种土壤环保生态修复材料加工装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤环保生态修复材料加工装置及制备方法,包括一号送料箱、二号送料箱、反应箱和搅拌箱，一号送料箱和二号送料箱通过导管连接在反应箱内，反应箱内安装有热解室、活化室、加热室和溶解室，一号送料箱、热解室和活化室从上往下通过导管依次连接，二号送料箱、溶解室和加热室从上往下通过导管依次连接，热解室内部安装有热解炉，热解室的左侧壁上安装有进气口和出气口，活化室两侧位置安装有电热丝，电热丝通过隔板有活化室中间空间隔开，活化室左侧位置设置有通气孔，本材料可以减少重金属的迁移和在生态链中的富集，而且可以提高土壤有机质含量，固化后的土体可直接用作种植土壤。

Description

一种土壤环保生态修复材料加工装置及制备方法

技术领域

本发明属于环境修复技术领域，特别是涉及一种土壤环保生态修复材料加工装置及制备方法。

背景技术

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，造成了土壤污染严重。2006年7月，国家环保总局局长周生贤在全国土壤污染状况调查及污染防治专项工作视频会议中表示， 全国土壤污染的总体形势相当严峻。

全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。

全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

根据有关调查统计，广东省珠三角多地蔬菜重金属超标率达10%～20%；湖北省受三废污染的耕地面积约40万公顷，占全省耕地面积的10%；湖南被重金属污染的耕地占全省耕地面积的25%。工矿企业的废渣随意堆放，工业企业的污水直排，以及农业生产中污水灌溉、化肥的不合理使用、畜禽养殖等人类活动造成或加剧了这些地区耕地重金属污染，其中，广东耕地以化工、电镀、印染等行业企业发展造成污染为主；江西、湖北、湖南、广西、四川、贵州、云南等省份重金属本底值本来就比较高，长期的重有色金属、磷矿等矿产资源开发、重化工业发展是耕地严重污染的重要原因。

土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化、农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表和地下水，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体的健康。因此，修复重金属污染土壤，恢复土壤原有功能，一直是国际上研究的难点和热点。

当前，我国土壤污染仍旧严重，“镉大米”、“铅污染”等问题仍层出不穷，土壤盐碱化、酸化等退化现象严重。数据显示，我国受盐渍化影响的耕地约占全国耕地总面积的8.5%，而酸性土壤的比例则高达25%。此外，水、土、气是个循环系统，水体和空气污染物大约有80%最终进入土壤，因此如不注重土壤污染防治及土壤资源的改良利用，食品安全、环境安全以及社会稳定都将受到影响。

《土壤污染防治法》的制定有望推进我国环保产业建设。目前，全国人大已启动相关立法工作，全国人大环资委正在就《土壤污染防治法(征求意见稿)》广泛征求各方面意见。此前，我国财政部部长肖捷在两会记者会上已经表示，要增加大气、水和土壤污染防治资金投入，有望给我国土壤污染治理提供强有力的资金支持。

2016年5月《土壤污染防治行动计划》(即“土十条”)印发。这对构建和完善土壤污染防治体系提供了指导，为管控与执法提供了法规依据，被视为我国土壤修复工程的里程碑。这也是此次土壤污染防治立法的奠基石。数据显示，受“土十条”等政策影响，土壤修复的产业规模正在逐年增加。2015年产业规模只有30亿元，2016年增长至90亿元，预计2017年产业规模有望达到240亿元。随着《土壤污染防治法》的起草，我国土壤治理修复产业市场规模有望进一步大幅增长。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种土壤环保生态修复材料加工装置及制备方法，该方法利用部分废弃物，制备出可用于尾矿重金属污染土壤的生态修复材料，不仅减少重金属的溶出，减低其生物有效性和危害毒性，减少重金属的迁移和在生态链中的富集，而且可以提高土壤有机质含量，固化后的土体可直接用作种植土壤，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案（一）：一种土壤环保生态修复材料加工装置，包括一号送料箱、二号送料箱、反应箱和搅拌箱，一号送料箱和二号送料箱通过导管连接在反应箱内，反应箱内安装有热解室、活化室、加热室和溶解室，一号送料箱、热解室和活化室从上往下通过导管依次连接，二号送料箱、溶解室和加热室从上往下通过导管依次连接，热解室内部安装有热解炉，热解室的左侧壁上安装有进气口和出气口，活化室两侧位置安装有电热丝，电热丝通过隔板有活化室中间空间隔开，活化室左侧位置设置有通气孔，溶解室的右侧上端位置安装有溶液注入口，加热室内部安装有加热器，活化室和加热室分别通过导管连接到搅拌箱内的汇集管，汇集管外部右侧下端通过固定支架固定安装有电动机，电动机通过连接块连接有转轴，转轴上安装有搅拌叶。

作为本发明一种优选的技术方案，汇集管与活化室和加热室的连接处为锥型形状。

作为本发明一种优选的技术方案，一号送料箱和二号送料箱的外表面均安装有可视窗。

作为本发明一种优选的技术方案，搅拌箱的底部中间位置安装有出液口。

作为本发明一种优选的技术方案，搅拌箱的四个拐角处固定有脚柱。

本发明提供如下技术方案（二）：一种土壤环保生态修复材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将不同的材料分别放入一号送料箱和二号送料箱内；

步骤二，一号送料箱内的材料进行热解、活化处理；将二号送料箱内材料进行特定溶液溶解，然后加热；

步骤三，将步骤二经过处理的材料进行混合，搅拌；

步骤四，在出液口处即可收集最后成品。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤一中的热解方法为：需要通入氮气置换气氛，启动电源，控制电压为180~200V，升温速率控制为10~30℃/分钟，加热炉体温度至300~400℃，加热过程中同步通入二氧化碳，二氧化碳压力保持在0 .05~0 .1MPa/s，使物料进入热解状态，保持时间为3~5h。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤一活化要求为需要在60-100℃的温度进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

将不同的材料分别放入一号送料箱和二号送料箱内，一号送料箱内的材料进行热解、活化处理；将二号送料箱内材料进行特定溶液溶解，然后加热，将经过处理的材料进行混合，搅拌，在出液口处即可收集最后成品，该方法利用部分废弃物，制备出可用于尾矿重金属污染土壤的生态修复材料，不仅减少重金属的溶出，减低其生物有效性和危害毒性，减少重金属的迁移和在生态链中的富集，而且可以提高土壤有机质含量，固化后的土体可直接用作种植土壤。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明电动机结构示意图。

图3为本发明工作流程图。

图中：1-一号送料箱；2-二号送料箱；3-可视窗；4-反应箱；5-热解室；6-活化室；7-加热室；8-溶解室；9-热解炉；10-进气口；11-出气口；12-通气孔；13-电热丝；14-电热器；15-溶液注入口；16-汇集管；17-搅拌箱；18-电动机；19-固定支架；20-搅拌叶；21-出液口；22-脚柱；23-转轴；24-连接块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例：

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种土壤环保生态修复材料加工装置，包括一号送料箱1、二号送料箱2、反应箱4和搅拌箱17，一号送料箱1和二号送料箱2通过导管连接在反应箱4内，反应箱4内安装有热解室5、活化室6、加热室7和溶解室8，一号送料箱1、热解室5和活化室6从上往下通过导管依次连接，二号送料箱2、溶解室8和加热室7从上往下通过导管依次连接，热解室5内部安装有热解炉9，热解室5的左侧壁上安装有进气口10和出气口11，活化室6两侧位置安装有电热丝13，电热丝13通过隔板有活化室6中间空间隔开，活化室6左侧位置设置有通气孔12，溶解室8的右侧上端位置安装有溶液注入口15，加热室7内部安装有加热器14，活化室6和加热室7分别通过导管连接到搅拌箱17内的汇集管16，汇集管16外部右侧下端通过固定支架19固定安装有电动机18，电动机18通过连接块24连接有转轴23，转轴23上安装有搅拌叶20，搅拌箱17的底部中间位置安装有出液口21。

汇集管16与活化室6和加热室7的连接处为锥型形状，一号送料箱1和二号送料箱2的外表面均安装有可视窗3，搅拌箱17的四个拐角处固定有脚柱22。

5．一种土壤环保生态修复材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将不同的材料分别放入一号送料箱1和二号送料箱2内；

步骤二，一号送料箱1内的材料进行热解、活化处理；将二号送料箱2内材料进行特定溶液溶解，然后加热；

步骤三，将步骤二经过处理的材料进行混合，搅拌；

步骤四，在出液口21处即可收集最后成品。

步骤一中的热解方法为：需要通入氮气置换气氛，启动电源，控制电压为180~200V，升温速率控制为10~30℃/分钟，加热炉体温度至300~400℃，加热过程中同步通入二氧化碳，二氧化碳压力保持在0 .05~0 .1MPa/s，使物料进入热解状态，保持时间为3~5h，步骤一活化要求为需要在60-100℃的温度进行。

本发明的工作原理：将不同的材料分别放入一号送料箱1和二号送料箱2内，一号送料箱1内的材料进行热解、活化处理；将二号送料箱2内材料进行特定溶液溶解，然后加热，将经过处理的材料进行混合，搅拌，在出液口处即可收集最后成品，该方法利用部分废弃物，制备出可用于尾矿重金属污染土壤的生态修复材料，不仅减少重金属的溶出，减低其生物有效性和危害毒性，减少重金属的迁移和在生态链中的富集，而且可以提高土壤有机质含量，固化后的土体可直接用作种植土壤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种土壤环保生态修复材料加工装置，包括一号送料箱（1）、二号送料箱（2）、反应箱（4）和搅拌箱（17），其特征在于：所述一号送料箱（1）和二号送料箱（2）通过导管连接在反应箱（4）内，所述反应箱（4）内安装有热解室（5）、活化室（6）、加热室（7）和溶解室（8），所述一号送料箱（1）、热解室（5）和活化室（6）从上往下通过导管依次连接，所述二号送料箱（2）、溶解室（8）和加热室（7）从上往下通过导管依次连接，所述热解室（5）内部安装有热解炉（9），所述热解室（5）的左侧壁上安装有进气口（10）和出气口（11），所述活化室（6）两侧位置安装有电热丝（13），所述电热丝（13）通过隔板与活化室（6）中间空间隔开，所述活化室（6）左侧位置设置有通气孔（12），所述溶解室（8）的右侧上端位置安装有溶液注入口（15），所述加热室（7）内部安装有加热器（14），所述活化室（6）和加热室（7）分别通过导管连接到搅拌箱（17）内的汇集管（16），所述汇集管（16）外部右侧下端通过固定支架（19）固定安装有电动机（18），所述电动机（18）通过连接块（24）连接有转轴（23），所述转轴（23）上安装有搅拌叶（20）。

2.根据权利要求1所述的一种土壤环保生态修复材料加工装置，其特征在于：所述汇集管（16）与活化室（6）和加热室（7）的连接处为锥型形状。

3.根据权利要求1所述的一种土壤环保生态修复材料加工装置，其特征在于：所述一号送料箱（1）和二号送料箱（2）的外表面均安装有可视窗（3）。

4.根据权利要求1所述的一种土壤环保生态修复材料加工装置，其特征在于：所述搅拌箱（17）的底部中间位置安装有出液口（21）。

5.根据权利要求1所述的一种土壤环保生态修复材料加工装置，其特征在于：所述搅拌箱（17）的四个拐角处固定有脚柱（22）。

6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的土壤环保生态修复材料加工装置制备土壤环保生态修复材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，将不同的材料分别放入一号送料箱（1）和二号送料箱（2）内；

步骤二，将一号送料箱（1）内的材料进行热解、活化处理；将二号送料箱（2）内的材料进行特定溶液溶解，然后加热；

步骤三，将步骤二经过不同处理的材料进行混合，搅拌；

步骤四，在出液口（21）处即可收集最后成品。

7.根据权利要求6所述的制备土壤环保生态修复材料的方法，其特征在于：所述步骤二中的热解要求为：需要通入氮气置换气氛，启动电源，控制电压为180~200V，升温速率控制为10~30℃/分钟，加热热解炉（9）的炉体温度至300~400℃，加热过程中同步通入二氧化碳，二氧化碳压力保持在0 .05~0 .1MPa/s，使物料进入热解状态，保持时间为3~5h。

8.根据权利要求6所述的制备土壤环保生态修复材料的方法，其特征在于：所述步骤二活化要求为需要在60-100℃的温度进行。

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