CN108405588B - 一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备，包括：浮选箱、搅拌装置、第一气泡提供装置和第二气泡提供装置、第一喷射装置、第二喷射装置和收集装置，浮选箱内部包括浮选区域和起泡剂混合区域，搅拌装置通过第一管道与浮选箱的浮选区域连通，第一气泡提供装置通过第二管道与第一喷射装置连通，第二气泡提供装置通过第三管道与浮选箱的起泡剂混合区域连通，第二气泡提供装置通过第四管道与第二喷射装置连通，收集装置与浮选箱的顶部连通，第一喷射装置和第二喷射装置设置在浮选箱的浮选区域内，本发明实施例利用第二气泡粘附污染物颗粒，利用第一气泡携带第二气泡上浮，既保证了浮选正确率，又提高了分离效率，能够有效地修复被污染的土壤。

Description

一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备

技术领域

本发明实施例涉及土壤修复领域，特别涉及一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备。

背景技术

浮选技术是利用物质表面的物理化学性质差异分离目标颗粒物的一种常用方法，现有浮选设备根据气泡的生成方式可以分成以下几类：机械诱导型浮选设备，通过将空气吸入由高速搅拌形成的真空区或者由高压泵吹入空气生成气泡，应用于一般矿物浮选；溶气型浮选设备，将溶解在高压容器中的空气流入驳船机内部，并通过自然减压生成气泡，应用于废水处理和脱墨处理；电解型浮选设备，通过电解水产生气泡，应用于废水处理。

针对土壤污染，污染物通常为重金属类物质，溶气型浮选设备和电解型浮选设备并不适用，机械诱导型浮选设备生成的气泡按照尺寸可以分为常规尺寸的第一气泡和微米级或纳米级的第二气泡，第一气泡具有浮力大的优点，能够保证分离效率，但针对土壤等颗粒较细小的物质，易受到干扰，导致浮选准确性下降；第二气泡具有良好的粘附能力，能够准确选择目标颗粒，但由于自身浮力不足，只适用于煤等轻质疏水颗粒，对于重金属类颗粒分离效率低。因此对污染土壤进行浮选，在保证气泡选择准确性的同时还需要气泡具有较大的浮力以保证分离效率。现有浮选设备所产生的气泡无法满足上述要求，不能有效的进行浮选，导致无法对被污染的土壤进行修复。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备，用以解决现有浮选设备无法有效修复被污染的土壤的问题。

依据本发明实施例一个方面，提供了一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备，包括：浮选箱、用于混合泥浆和浮选剂得到混合液的搅拌装置、第一气泡提供装置和第二气泡提供装置、第一喷射装置、第二喷射装置和收集装置，其中，所述浮选箱内部包括浮选区域和起泡剂混合区域，所述搅拌装置通过第一管道与所述浮选箱的浮选区域连通，所述第一气泡提供装置通过第二管道与所述第一喷射装置连通，所述第二气泡提供装置通过第三管道与所述浮选箱内部的起泡剂混合区域连通，所述第二气泡提供装置通过第四管道与所述第二喷射装置连通，所述收集装置与所述浮选箱的顶部连通，所述第一喷射装置和第二喷射装置设置在所述浮选箱的浮选区域内；

搅拌装置对泥浆和浮选剂进行混合，得到混合液；搅拌装置通过第一管道将所述混合液输入浮选箱；第一气泡提供装置和第二气泡提供装置分别提供第一气泡和第二气泡，其中所述第一气泡的直径大于所述第二气泡的直径，所述第二气泡用于粘附所述混合液中的污染物颗粒，所述第一气泡用于携带所述第二气泡一起上浮；所述第一喷射装置和所述第二喷射装置分别将所述第一气泡和所述第二气泡输入所述浮选箱，对所述混合液进行浮选，得到收集对象，所述收集对象包括：一个或多个所述第一气泡，以及一个或多个携带在所述第一气泡上的粘附有污染物颗粒的所述第二气泡；收集装置在所述浮选箱的顶部收集所述收集对象。

依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种污染土壤异位淋洗修复的方法，包括：

搅拌装置对泥浆和浮选剂进行混合，得到混合液；

搅拌装置通过第一管道将所述混合液输入浮选箱；

第一气泡提供装置和第二气泡提供装置分别提供第一气泡和第二气泡，其中所述第一气泡的直径大于所述第二气泡的直径，所述第二气泡用于粘附所述混合液中的污染物颗粒，所述第一气泡用于携带所述第二气泡一起上浮；

所述第一喷射装置和所述第二喷射装置分别将所述第一气泡和所述第二气泡输入所述浮选箱，对所述混合液进行浮选，得到收集对象，所述收集对象包括：一个或多个所述第一气泡，以及一个或多个携带在所述第一气泡上的粘附有污染物颗粒的所述第二气泡；

收集装置在所述浮选箱的顶部收集所述收集对象。

这样，本发明实施例提供的浮选设备同时生成第一气泡和第二气泡，利用两种气泡共同对污染土壤进行浮选，其中，第一气泡的直径大于第二气泡的直径，第二气泡利用自身粘附能力强的特点粘附污染物颗粒，第一气泡利用自身浮力大的特点，携带第二气泡上浮，既保证了浮选正确率，又提高了分离效率，能够有效地修复被污染的土壤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备；

图2为本发明实施例提供的第一喷射装置和第二喷射装置的主视图；

图3为本发明实施例提供的第一喷射装置和第二喷射装置的俯视图；

图4为本发明实施例提供的一种用于污染土壤异位淋洗修复的方法；

图5为本发明实施例提供的一种收集对象的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的方法中对第二气泡循环利用的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的方法中收集过量第二气泡的流程示意图。

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。

参见图1，本发明实施例提供了一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备，包括：浮选箱1、用于混合泥浆和浮选剂得到混合液的搅拌装置2、第一气泡提供装置3和第二气泡提供装置4、第一喷射装置5、第二喷射装置6和收集装置7，其中，浮选箱1内部包括浮选区域和起泡剂混合区域，搅拌装置2通过第一管道与浮选箱1的浮选区域连通，第一气泡提供装置3通过第二管道与第一喷射装置5连通，第二气泡提供装置4通过第三管道与浮选箱1内部的起泡剂混合区域连通，第二气泡提供装置4通过第四管道与第二喷射装置6连通，收集装置7与浮选箱1的顶部连通，第一喷射装置5和第二喷射装置6设置在浮选箱1的浮选区域内。

在本发明实施例中，浮选箱1的内部包括两个区域：用于对混合液进行浮选的浮选区域，用于将过量的第二气泡回收的起泡剂混合区域；在进行浮选之前，将被污染的土壤与水混合得到泥浆，在搅拌装置2中对泥浆与浮选剂进行混合，得到混合液，液态更容易进行输送以及被气泡浮选；第一气泡提供装置3和第二气泡提供装置4，分别产生第一气泡和第二气泡，第一气泡的直径大于第二气泡的直径。第一气泡提供装置3产生的第一气泡通过第二管道从第一喷射装置5输入浮选箱1内部的浮选区域，第二气泡提供装置4产生的第二气泡通过第四管道从第一喷射装置5输入浮选箱1内部的浮选区域，其中，第二气泡用于粘附混合液中的污染物颗粒，第一气泡用于携带第二气泡一起上浮。第二气泡提供装置4通过第三管道与浮选箱1内部的起泡剂混合区域连通，用于将过量的第二气泡回收再利用，降低成本。气泡对混合液进行浮选后得到收集对象，该收集对象包括一个或多个第一气泡，以及一个或多个携带在第一气泡上的粘附有污染物颗粒的第二气泡。收集装置7与浮选箱1的顶部连通，用于收集该收集对象。

可选地，搅拌装置2包括：搅拌机21和第一移送泵22，其中，搅拌机21的输出端与第一移送泵22的输入端连通，第一移送泵22的输出端通过第一管道与浮选箱1连通。搅拌机21将泥浆和浮选剂混合均匀，得到混合液，在第一移送泵22的作用下，从第一管道输入浮选箱1。

可选地，第二气泡提供装置4包括：第二气泡泵41、用于调节流量的调节装置42和用于对空气和液体加压的加压罐43，其中，第二气泡泵41的输入端通过第四管道与浮选箱1的起泡剂混合区域连通，第二气泡泵41通过第五管道与加压罐43的输入端连通，调节装置42设置在第五管道上，加压罐43的输出端通过第三管道与第二喷射装置6连通。第二气泡泵41通过将空气与液体共同输入加压罐43，在加压罐中43对空气和液体加压，使空气溶于该液体，并将加压后的该液体输入浮选箱1，该液体在浮选箱1内减压，导致空气溶解度下降并析出，产生第二气泡，在本发明实施例中，第二气泡提供装置4通过第三管道与第二喷射装置连通，通过第四管道与浮选箱1内部的起泡剂混合区域连通，形成一个回路，在提供第二气泡的同时，还能够对浮选箱1内过量的第二气泡循环利用。

可选地，调节装置42包括流量调节阀、止回阀和压力表。流量调节阀用于调节流量，通过对流量的控制，能够调节第二气泡的尺寸；止回阀用于防止倒流现象的发生，起保护作用；压力表用于测量并显示管道内压力，从而得到当前流量的数值，方便工作人员观察设备运作情况。

进一步地，第二气泡泵41通过第四管道从浮选箱1内部的起泡剂混合区域中抽取含有第二气泡和起泡剂的第一液体；第二气泡泵41将第一液体与空气通过第五管道输入加压罐43中，加压罐43对第一液体和空气进行加压，使空气溶于第一液体，得到第二液体；加压罐43通过第三管道从第二喷射装置6将第二液体输入浮选箱1内部的浮选区域，第二液体进入浮选箱1后减压，产生第二气泡，通过调节装置42控制空气与第一液体的流量，从而控制浮选箱1内的第二气泡的尺寸。

可选地，第一喷射装置5设置在第二喷射装置6的上方。

进一步地，第一喷射装置5与第二喷射装置6在水平方向上喷射位置均匀分布且不重叠。

在本发明实施例中，如图2所示，将第一喷射装置5设置在第二喷射装置6的上方，由于第一气泡的直径大于第二气泡，当第一气泡和第二气泡同时进入混合液时，第一气泡上浮速度快，第二气泡上浮速度慢，从而使第二气泡与混合液接触时间更长，接触更充分，对污染物颗粒的粘附效果更好，而第一气泡上浮更快，也减少了对第二气泡的干扰。如图3所示，第一喷射装置5与第二喷射装置6在水平方向上喷射位置均匀分布且不重叠，目的在于减少第一气泡和第二气泡在输入浮选箱1的初始阶段互相干扰，提高对混合液的浮选效率。

可选地，本发明实施例提供的浮选设备还包括：第二移送泵8和起泡剂存储罐9，其中，第二移送泵8的输出端通过第六管道与浮选箱1的起泡剂混合区域连通，第二移送泵8的输入端与起泡剂存储罐9连通。第二移送泵8通过第六管道向起泡剂混合区域供应储存在起泡剂存储罐9中的起泡剂，能够稳定地维持气泡以便进行收集。

这样，本发明实施例提供的浮选设备同时生成第一气泡和第二气泡，利用两种气泡共同对污染土壤进行浮选，其中，第一气泡的直径大于第二气泡的直径，第二气泡利用自身粘附能力强的特点粘附污染物颗粒，第一气泡利用自身浮力大的特点，携带第二气泡上浮，既保证了浮选正确率，又提高了分离效率，能够有效地修复被污染的土壤。

参见图4，本发明实施例还提供了一种污染土壤异位淋洗修复的方法，适用于如上述的浮选设备，具体步骤如下：

步骤401、搅拌装置对泥浆和浮选剂进行混合，得到混合液；

在本发明实施例中，搅拌装置将泥浆和浮选剂搅拌均匀，得到混合液。泥浆由被污染的土壤和水混合而成，浮选剂指的是用于调节待浮选物质物理化学性质的一种药剂，能够改变待浮选物质的疏水性，从而提高回收率，可选地，浮选剂为捕收剂、起泡剂和/或调整剂。需要说明的是，本发明实施例对浮选剂的类型或组成不做具体限定。

步骤402、搅拌装置通过第一管道将混合液输入浮选箱；

在本方发明实施例中，浮选箱内部分为两个区域：用于对混合液进行浮选的浮选区域，用于将过量的第二气泡回收的起泡剂混合区域，第一管道连通浮选区域，将混合液输入浮选箱。

步骤403、第一气泡提供装置和第二气泡提供装置分别提供第一气泡和第二气泡；

在本发明实施例中，可选地，第一气泡提供装置为吹风机，通过第二管道向浮选箱内部吹起，从而产生第一气泡。可选地，第二气泡提供装置包括第二气泡泵、用于调节流量的调节装置和用于对空气和液体加压的加压罐，第二气泡泵将空气和水按一定比例输入到加压罐中，优选地，空气和水的比例为2～6％，加压罐对空气和水进行加压，使空气溶于水，优选地，加压罐中的压力为3～5巴，调节装置设置在连通第二气泡泵的输出端和加压罐的输入端的第五管道上，可选地，调节装置包括流量调节阀、止回阀和压力表，流量调节阀用于调节流量，止回阀用于防止倒流现象的发生，起保护作用；压力表用于测量并显示管道内压力，从而得到当前流量的数值，方便工作人员观察设备运作情况，通过控制空气与水的流量，从而控制第二气泡的尺寸。通过控制吹风机和调节装置从而控制第一气泡和第二气泡的流量比，优选地，第一气泡和第二气泡的流量比为1:4，提供浮选效率。

步骤404、第一喷射装置和第二喷射装置分别将第一气泡和第二气泡输入浮选箱；

在本发明实施例中，第一气泡提供装置通过第二管道与第一喷射装置连通，气流从第一喷射装置喷入混合液，生成第一气泡。第二气泡提供装置通过第三管道与第二喷射装置连通，进一步地，经过加压罐加压后的水从第二喷射装置喷入混合液，由于减压造成空气溶解度下降并析出，从而生成第二气泡。

步骤405、收集装置在浮选箱的顶部收集收集对象；

在本发明实施例中，浮选箱内，第一气泡和第二气泡共同对混合液体进行浮选，第二气泡依靠良好的粘附能力附着在污染物颗粒上，并能够与至少一个第一气泡粘附在一起，第一气泡依靠自身浮力大的特性，携带第二气泡快速上浮。如图5所示，一个或多个第一气泡以及一个或多个携带在第一气泡上的粘附有污染物颗粒的第二气泡组成收集对象，需要说明的是，本发明实施例对收集对象的结构不做具体限定。与浮选箱顶部连通的收集装置能够收集该收集对象，从而完成对混合液体的浮选，达到修复污染土壤的目的。

这样，本发明实施例提供的浮选设备同时生成第一气泡和第二气泡，利用两种气泡共同对污染土壤进行浮选，其中，第一气泡的直径大于第二气泡的直径，第二气泡利用自身粘附能力强的特点粘附污染物颗粒，第一气泡利用自身浮力大的特点，携带第二气泡上浮，既保证了浮选正确率，又提高了分离效率，能够有效地修复被污染的土壤。

参见图6，本发明实施例提供的污染土壤异位淋洗修复的方法还包括循环利用第二气泡，具体步骤如下：

步骤601、第二气泡泵通过第四管道从浮选箱的起泡剂混合区域抽取含有第二气泡和起泡剂的第一液体；

在本发明实施例中，在对混合液体进行浮选的过程中，会产生过量的第二气泡，如果不能利用该过量的第二气泡则会造成成本升高。第二气泡泵通过第四管道从浮选箱内部的起泡剂混合区域中将含有第二气泡和起泡剂的第一液体抽出，作为生成第二气泡的原料。

步骤602、第二气泡泵通过第五管道将第一液体和空气输入加压罐中加压至空气溶于第一液体，得到第二液体；

在本发明实施例中，通过设置在第五管道上的调节装置，调节第一液体的流量，从而控制第二气泡的尺寸。

步骤603、加压罐通过第三管道将第二液体由第二喷射装置输入浮选箱；

在本发明实施例中，第二液体进入浮选箱内减压，空气溶解度下降并析出，生成第二气泡。

这样，通过回路形成了对第二气泡的循环利用，在保证浮选设备工作效率的同时节约了成本。

参见图7，本发明实施例提供的污染土壤异位淋洗修复的方法还包括加入起泡剂，具体步骤如下：

步骤701、第二移送泵从起泡剂存储罐抽出起泡剂；

步骤702、第二移送泵通过第六管道向浮选箱中的起泡剂混合区域供应起泡剂。

这样，通过第二移动泵向浮选箱中的起泡剂混合区域供应起泡剂，能够稳定地维持气泡并进行收集。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备，其特征在于，包括：用于混合泥浆和浮选剂得到混合液的搅拌装置(2)、浮选箱(1)、第一气泡提供装置(3)和第二气泡提供装置(4)、第一喷射装置(5)、第二喷射装置(6)和收集装置(7)；

其中，所述浮选箱(1)内部包括：浮选区域和与所述浮选区域连通的起泡剂混合区域；

所述第一喷射装置(5)和第二喷射装置(6)设置在所述浮选箱(1)的浮选区域内；

所述搅拌装置(2)通过第一管道与所述浮选区域连通，将所述混合液注入所述浮选区域；

所述第一气泡提供装置(3)通过第二管道与所述第一喷射装置(5)连通，将第一气泡注入所述浮选区域；

所述第二气泡提供装置(4)通过第三管道与所述第二喷射装置(6)连通，将第二气泡注入所述浮选区域，在所述浮选区域通过所述第一气泡和第二气泡对所述混合液进行浮选，得到收集对象；

所述收集装置(7)与所述浮选区域的顶部连通，用于收集所述收集对象，所述收集对象包括：一个或多个所述第一气泡，以及一个或多个携带在所述第一气泡上的粘附有污染物颗粒的所述第二气泡，其中所述第一气泡的直径大于所述第二气泡的直径，所述第二气泡用于粘附所述混合液中的污染物颗粒，所述第一气泡用于携带所述第二气泡由所述浮选区域底部一起上浮，

所述第二气泡提供装置(4)包括：第二气泡泵(41)、用于调节流量的调节装置(42)和用于对空气和液体加压的加压罐(43)，其中，所述第二气泡泵(41)的输入端通过第四管道与所述浮选箱(1)的起泡剂混合区域连通，所述第二气泡泵(41)通过第五管道与所述加压罐(43)的输入端连通，所述调节装置(42)设置在所述第五管道，所述加压罐(43)的输出端通过第三管道与所述第二喷射装置(6)连通。

2.根据权利要求1所述的浮选设备，其特征在于，所述搅拌装置(2)包括：搅拌机(21)和第一移送泵(22)，其中，所述搅拌机(21)的输出端与所述第一移送泵(22)的输入端连通，所述第一移送泵(22)的输出端通过所述第一管道与所述浮选箱(1)连通。

3.根据权利要求1所述的浮选设备，其特征在于，所述第一喷射装置(5)设置在所述第二喷射装置(6)的上方。

4.根据权利要求3所述的浮选设备，其特征在于，所述第一喷射装置(5)与所述第二喷射装置(6)在水平方向上喷射位置均匀分布且不重叠。

5.根据权利要求1所述的浮选设备，其特征在于，所述浮选设备还包括：第二移送泵(8)和起泡剂存储罐(9)，其中，所述第二移送泵(8)的输出端通过第六管道与所述浮选箱(1)的起泡剂混合区域连通，所述第二移送泵(8)的输入端与所述起泡剂存储罐(9)连通。

6.一种污染土壤异位淋洗修复的方法，其特征在于，适用于如权利要求1～5任一项所述的用于污染土壤异位淋洗修复的浮选设备，所述方法包括：

搅拌装置(2)对泥浆和浮选剂进行混合，得到混合液；

搅拌装置(2)通过第一管道将所述混合液输入浮选箱(1)的浮选区域；

第一气泡提供装置(3)通过第二管道将第一气泡注入所述浮选区域；

第二气泡提供装置(4)通过第三管道将第二气泡注入所述浮选区域，在所述浮选区域通过所述第一气泡和第二气泡对所述混合液进行浮选，得到收集对象；

收集装置(7)收集所述收集对象，所述收集对象包括：一个或多个所述第一气泡，以及一个或多个携带在所述第一气泡上的粘附有污染物颗粒的所述第二气泡，其中所述第一气泡的直径大于所述第二气泡的直径，所述第二气泡用于粘附所述混合液中的污染物颗粒，所述第一气泡用于携带所述第二气泡由所述浮选区域底部一起上浮。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二气泡提供装置(4)的第二气泡泵(41)通过第四管道从所述浮选箱(1)的起泡剂混合区域抽取含有所述第二气泡和起泡剂的第一液体；

所述第二气泡泵(41)通过第五管道将所述第一液体和空气输入加压罐(43)中加压至所述空气溶于所述第一液体，得到第二液体；

所述第二气泡提供装置(4)的加压罐(43)通过第三管道将所述第二液体由第二喷射装置(6)输入所述浮选箱(1)，其中，所述第二液体在所述浮选箱(1)中减压，产生第二气泡。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

第二移送泵(8)从起泡剂存储罐(9)抽出起泡剂；

第二移送泵(8)通过第六管道向所述浮选箱(1)中的起泡剂混合区域供应起泡剂。

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