CN108817057A - 一种重金属污染污泥和土壤修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，包括粉碎、搅拌、曝气、放料、分层几个步骤，所述分层步骤是将重金属污染污泥和土壤浆料从斜板分离器中分层，调节斜板分离器的斜板与水平面的角度为30°‑60°，浆料中的重金属层被药剂包裹，在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面从富集后重金属出料口排出，而浆料中的其他部分则沉积后从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。本发明工艺简单，处理方便，设备占地面积小，处理后的重金属污染污泥和土壤一部分以高含量的精矿产出，另一部分的重金属含量降低至少80%，降低了后续的处理成本。

Description

一种重金属污染污泥和土壤修复工艺

技术领域

本发明属于重金属土壤污染修复领域，尤其涉及铅锌、铜、镉和镍等重金属污染的重金属污染污泥和土壤修复工艺。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。

目前重金属污染的的土壤治理方法有固化/稳定化技术、电动修复技术、植物修复技术，其中，电动修复技术治理成本较高，而植物修复技术治理周期较长，因此其应用范围不如固化/稳定化技术。虽然，固化/稳定化技术是目前应用范围最广的技术之一，采用化学药剂进行固化稳定化，所需药剂成本又很高，同时采用固化的操作方法，重金属还是存在土壤中，并逐步向环境迁移，只是迁移的速度慢了一些。一旦遇到酸雨等异常情况，这些简单固化后的重金属又回污染土壤。因此需要开发一种简单易操作的重金属污染污泥和土壤修复工艺，将污泥和土壤中的重金属尽量回收，以减少下一步采用固化方法处理重金属污泥和土壤的成本，并减少重金属在环境中存在的数量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，对重金属污染污泥和土壤的重金属减量化处理，解决上述背景中提出的问题。

本是通过以下技术方案实现的 ：

一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，包括以下步骤：

（1）粉碎：将重金属污染污泥和土壤加入粉碎器中粉碎至0.5-1mm，过筛；

（2）搅拌：将过筛后的重金属污染污泥和土壤加入到搅拌器中，加入水和药剂搅拌10-30min，所述药剂为硫化钠为主的表面调整剂和以烷基黄药类为主的捕捉剂，所述表面调整剂和捕捉剂加入量比为5-10:1；

（3）曝气：在曝气管中缓缓通入空气，使搅拌后的重金属污染污泥和土壤曝气1-2h，得到重金属污染污泥和土壤浆料；

（4）放料：等到重金属污染污泥和土壤浆料液面密布气泡时，将曝气后的重金属污染污泥和土壤浆料从搅拌槽放料口放出，放料速度1-2m/min；

（5）分层：将放出的重金属污染污泥和土壤浆料从斜板分离器中分层，调节斜板分离器的斜板与水平面的角度为30°-60°，浆料中的重金属层被药剂包裹，在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面从富集后重金属出料口排出，而浆料中的其他部分则沉积后从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。

进一步地，所述斜板分离器包括斜板，斜板角度调节装置以及挡板，所述斜板为双层结构，上表面为波纹板，所述波纹板的波谷处设有导料孔，所述斜板的下表面为平板结构，斜板的上表面和下表面形成一个导料通道；所述斜板与水平面接触处设有一挡板，所述挡板上设有富集后重金属出料口，所述导料通道末端对应一减量化后重金属出料口；所述斜板角度调节装置上设有多个凹槽，每个凹槽的大小与斜板厚度吻合，实现斜板坡度调节。

更进一步地，所述导料孔孔径为3-6mm。

进一步地，所述重金属污染污泥和土壤浆料在斜板分离器中的流速为2.5-4m/min。

进一步地，所述富集后重金属出料口和减量化后重金属出料口的浆料流速为0.5-1.5m/min。

重金属污染污泥和土壤从粉碎器中加入进入搅拌槽中，加入水搅拌均匀后，通过药剂加料口加入调整剂和重金属捕捉剂，搅拌10-30min，全部混合均匀后向曝气管鼓入空气，等到搅拌槽液面密布空气泡时，开启放料口，控制放料口的浆料流速1-2m/min，让浆料均匀分布在斜板分离器的斜板上，通过斜板角度调节装置调节斜板的坡度，浆料从放料口均匀分布在整个斜板上，并从斜板上端向下流动到斜板底部，由于斜板上表面是波纹板，浆料中被药剂包裹的重金属在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面，而下层浆料则沉积在波纹板的波谷处，从导料孔进入斜板下表面的平板上，在导料通道内继续向下流动到斜板底部，在斜板底部的挡板处，浆料上层的重金属层从挡板上的富集后重金属出料口排出收集处理，而浆料下层从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。

本发明具有如下有益效果：

本发明工艺简单，处理方便，设备占地面积小，对重金属污染污泥和土壤进行分层处理，处理后的重金属污染污泥和土壤一部分以高含量的精矿产出，经济价值高，可以回收利用，另一部分的重金属含量降低至少80%，降低了后续的处理成本。

本发明适应性广，不同的重金属污染污泥和土壤采用相应的药剂进行富集，通过斜板分离器调整斜板的坡度，能满足不同种类和含量的重金属污染污泥和土壤的减量化需求。

附图说明

图1为本发明采用的斜板分离器结构示意图

图2为本发明采用的斜板分离器斜板结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用信息实施例中的附图，对本实用信息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实用信息一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用信息中的实施例，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1

一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，包括以下步骤：

（1）粉碎：将重金属污染污泥和土壤加入粉碎器中粉碎至0.5-1mm，过筛；

（2）搅拌：将过筛后的重金属污染污泥和土壤加入到搅拌器中，加入水和药剂搅拌10-30min，所述药剂为硫化钠为主的表面调整剂和以烷基黄药类为主的捕捉剂，所述表面调整剂和捕捉剂加入量比为5-10:1；

（3）曝气：在曝气管中缓缓通入空气，使搅拌后的重金属污染污泥和土壤曝气1-2h，得到重金属污染污泥和土壤浆料；

（4）放料：等到重金属污染污泥和土壤浆料液面密布气泡时，将曝气后的重金属污染污泥和土壤浆料从搅拌槽放料口放出，放料速度1m/min；

（5）分层：将放出的重金属污染污泥和土壤浆料从斜板分离器中分层，调节斜板分离器的斜板与水平面的角度为30°-60°，浆料中的重金属层被药剂包裹，在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面从富集后重金属出料口排出，而浆料中的其他部分则沉积后从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。

如图1和图2所示，所述斜板分离器包括斜板2，斜板角度调节装置1以及挡板3，所述斜板2为双层结构，上表面为波纹板14，所述波纹板的波谷处设有导料孔16，所述导料孔16孔径为3-6mm，所述斜板2的下表面为平板15结构，斜板的上表面和下表面形成一个导料通道17；所述斜板2与水平面接触处设有一挡板3，所述挡板上设有富集后重金属出料口4，所述导料通道末端对应一减量化后重金属出料口5；所述斜板角度调节装置1上设有多个凹槽，每个凹槽的大小与斜板2厚度吻合，实现斜板2坡度调节。

所述重金属污染污泥和土壤浆料在斜板分离器中的流速为2.5m/min。

所述富集后重金属出料口和减量化后重金属出料口的浆料流速为0.5m/min。

重金属污染污泥和土壤加入药剂搅拌后通过斜板分离器分离，重金属污染污泥和土壤浆料上层的重金属层从挡板上的富集后重金属出料口排出收集处理，而重金属污染污泥和土壤浆料下层从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理，浆料下层重金属含量降低80%，降低了后续的处理成本。

实施例2

一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，包括以下步骤：

（1）粉碎：将重金属污染污泥和土壤加入粉碎器中粉碎至0.5-1mm，过筛；

（2）搅拌：将过筛后的重金属污染污泥和土壤加入到搅拌器中，加入水和药剂搅拌10-30min，所述药剂为硫化钠为主的表面调整剂和以烷基黄药类为主的捕捉剂，所述表面调整剂和捕捉剂加入量比为5-10:1；

（3）曝气：在曝气管中缓缓通入空气，使搅拌后的重金属污染污泥和土壤曝气1-2h，得到重金属污染污泥和土壤浆料；

（4）放料：等到重金属污染污泥和土壤浆料液面密布气泡时，将曝气后的重金属污染污泥和土壤浆料从搅拌槽放料口放出，放料速度1.5m/min；

（5）分层：将放出的重金属污染污泥和土壤浆料从斜板分离器中分层，调节斜板分离器的斜板与水平面的角度为30°-60°，浆料中的重金属层被药剂包裹，在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面从富集后重金属出料口排出，而浆料中的其他部分则沉积后从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。

所述重金属污染污泥和土壤浆料在斜板分离器中的流速为3.5m/min。

所述富集后重金属出料口和减量化后重金属出料口的浆料流速为1m/min。

重金属污染污泥和土壤加入药剂搅拌后通过斜板分离器分离，重金属污染污泥和土壤浆料上层的重金属层从挡板上的富集后重金属出料口排出收集处理，而重金属污染污泥和土壤浆料下层从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理，浆料下层重金属含量降低85%，降低了后续的处理成本。

实施例3

一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，包括以下步骤：

（1）粉碎：将重金属污染污泥和土壤加入粉碎器中粉碎至0.5-1mm，过筛；

（2）搅拌：将过筛后的重金属污染污泥和土壤加入到搅拌器中，加入水和药剂搅拌10-30min，所述药剂为硫化钠为主的表面调整剂和以烷基黄药类为主的捕捉剂，所述表面调整剂和捕捉剂加入量比为5-10:1；

（3）曝气：在曝气管中缓缓通入空气，使搅拌后的重金属污染污泥和土壤曝气1-2h，得到重金属污染污泥和土壤浆料；

（4）放料：等到重金属污染污泥和土壤浆料液面密布气泡时，将曝气后的重金属污染污泥和土壤浆料从搅拌槽放料口放出，放料速度2m/min；

（5）分层：将放出的重金属污染污泥和土壤浆料从斜板分离器中分层，调节斜板分离器的斜板与水平面的角度为30°-60°，浆料中的重金属层被药剂包裹，在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面从富集后重金属出料口排出，而浆料中的其他部分则沉积后从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。

所述重金属污染污泥和土壤浆料在斜板分离器中的流速为4m/min。

所述富集后重金属出料口和减量化后重金属出料口的浆料流速为1.5m/min。

重金属污染污泥和土壤加入药剂搅拌后通过斜板分离器分离，重金属污染污泥和土壤浆料上层的重金属层从挡板上的富集后重金属出料口排出收集处理，而重金属污染污泥和土壤浆料下层从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理，浆料下层重金属含量降低90%，降低了后续的处理成本。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。以上实施例仅用以说明本实用信息的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用信息进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用信息各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种重金属污染污泥和土壤修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

粉碎：将重金属污染污泥和土壤加入粉碎器中粉碎至0.5-1mm，过筛；

搅拌：将过筛后的重金属污染污泥和土壤加入到搅拌槽中，加入水和药剂搅拌10-30min，所述药剂为硫化钠为主的表面调整剂和以烷基黄药类为主的捕捉剂，所述表面调整剂和捕捉剂加入量比为5-10:1；

曝气：在曝气管中缓缓通入空气，使搅拌后的重金属污染污泥和土壤曝气1-2h，得到重金属污染污泥和土壤浆料；

放料：等到重金属污染污泥和土壤浆料液面密布气泡时，将曝气后的重金属污染污泥和土壤浆料从搅拌槽放料口放出，放料速度1-2m/min；

分层：将放出的重金属污染污泥和土壤浆料从斜板分离器中分层，调节斜板分离器的斜板与水平面的角度为30°-60°，浆料中的重金属层被药剂包裹，在残余气泡的作用下逐步集中在浆料上表面从富集后重金属出料口排出，而浆料中的其他部分则沉积后从减量化后重金属出料口排出，送去固化稳定化或其他方法处理。

2.根据权利要求1所述的重金属污染污泥和土壤修复工艺，其特征在于，所述斜板分离器包括斜板，斜板角度调节装置以及挡板，所述斜板为双层结构，上表面为波纹板，所述波纹板的波谷处设有导料孔，所述斜板的下表面为平板结构，斜板的上表面和下表面形成一个导料通道；所述斜板与水平面接触处设有一挡板，所述挡板上设有富集后重金属出料口，所述导料通道末端对应一减量化后重金属出料口；所述斜板角度调节装置上设有多个凹槽，每个凹槽的大小与斜板厚度吻合，实现斜板坡度调节。

3.根据权利要求2所述的重金属污染污泥和土壤修复工艺，其特征在于，所述导料孔孔径为3-6mm。

4.根据权利要求1所述的重金属污染污泥和土壤修复工艺，其特征在于，所述重金属污染污泥和土壤浆料在斜板分离器中的流速为2.5-4m/min。

5.根据权利要求1所述的重金属污染污泥和土壤修复工艺，其特征在于，所述富集后重金属出料口和减量化后重金属出料口的浆料流速为0.5-1.5m/min。