CN109013686A - 一种受有机物污染土壤的土壤修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种受有机物污染土壤的土壤修复装置，将受污染土壤挖掘后利用自来水配制成泥浆，泥浆进入热脱附罐内，在表面活性剂的配合下，将吸附在土壤中的污染物脱附出来，并将处理后的土壤与经过脱水干化后的剩余污泥混合，混合后在进行堆肥处理，最终形成富含有机质的土壤，可以回填到污染区域或者作为营养土壤进行出售。

Description

一种受有机物污染土壤的土壤修复装置

技术领域

本发明涉及一种土壤修复装置，具体涉及一种受有机物污染土壤的土壤修复装置。

背景技术

面对我国的严峻的土壤污染形势，2004年国家环保部就下发了《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》。2008年环保部下发了《关于加强土壤污染防治工作的意见》。2014年环保部下发《关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知》，严控污染场地流转和开发建设审批。

2016年5月31日，国务院印发《土壤污染防治行动计划》(俗称“土十条”)，对今后一个时期我国土壤污染防治工作做出了全面战略部署。

目前我国土壤污染越来越严重，重度污染场地或重度污染的局部区域；POPs、SVOCs、VOCs、PAHs、农药、二恶英等污染场地；易挥发、有刺激气味、环境、人类健康风险高的有机污染场，焦化厂、钢铁厂、煤制气厂、农药厂等重污染工业场地。国际上土壤修复技术发展的主要历程如下：1980年以前，以挖掘填埋、客土法、固化/稳定化、土壤气蒸汽抽提、化学萃取为主；1980-2000年，以多相提取、淋洗、化学萃取、氧化还原、玻璃化、热脱附等技术为主；2000年以后，根据土壤污染特点，土壤修复以制定多种修复技术联合方案为主。

然而上述化学方法会对土壤性质产生破坏性影响，土壤中氮、磷及有机质随着淋洗等步骤流失，难以作为正常土壤回填，若大面积使用，难免造成水土流失现象产生。

近年来，植物修复技术在有机物污染修复方面已成为研究热点之一，相对于其它修复技术，它具有费用低、易于操作管理、不产生二次污染等特点，但是目前发现的大多数富集植物繁殖能力弱、生长缓慢、地上部生物量小等，在实际应用中受到限制。

为此，在不影响土壤持续使用的前提下，我们提供一种受有机物污染土壤的土壤修复装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种受有机物污染土壤的土壤修复装置，将受污染土壤挖掘后利用自来水配制成泥浆，将泥浆通入热脱附罐中，对泥浆进行加热，配合药剂进行脱附，脱附后的土壤进行泥水分离，分离后的土壤进入干湿混合器，与污泥脱水干化装置产出的污泥混合后排出进行好氧堆肥，最终形成富含有机质的土壤，可以回填到污染区域或者作为营养土壤进行出售。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

本土壤修复装置，包括泥浆罐1、热脱附罐2、干湿混合器3、污泥脱水干化装置4、堆肥装置5及底座6；所述泥浆罐1将受污染的土壤配置为泥浆，通过泥浆进管103通入热脱附罐内，加热脱附后的泥浆经过管路进入干湿混合器3，经过污泥脱水干化装置4处理的剩余污泥通过脱水干化污泥输送管路302进入干湿混合器，在干湿混合器3内的搅拌装置搅拌下，剩余污泥与泥浆混合，混匀后经过混合土壤输送管路301输送至堆肥装置5，进行堆肥处理，堆肥结束后排出装置，还设置堆肥回流管501，将部分堆肥产物回流至污泥脱水干化装置中，所述泥浆罐1、热脱附罐2、干湿混合器3、污泥脱水干化装置4及堆肥装置5通过支架102固定在底座6上。

进一步地，所述泥浆罐1中设置螺旋混合器101，所述泥浆罐为桶装结构，其上端为倒伞状结构，待处理的受有机物污染土壤通过倒伞状结构进入泥浆罐，水通过设置在泥浆罐底部的管路旋流进入桶装结构底部，在螺旋混合器的配合下，水流螺旋上升，与泥浆罐上部进入的土壤充分混合；

进一步地，所述泥浆罐设置搅拌装置，在泥浆罐水位达到预定水位时开启搅拌装置进行搅拌，实现泥浆均质；

进一步地，所述泥浆罐内的搅拌装置设置在罐体侧面及底部；

进一步地，所述热脱附罐内横向设置若干筛板，所述筛板一端连接热脱附罐罐体，另一侧设置挡板，所述挡板为网板；所述筛板交叉设置；

进一步地，所述筛板靠近罐体部分不设置网孔，其长度为其与罐体连接部分至下一层筛板的挡板处；

进一步地，所述挡板上对应设置分级泥浆管210，在分级泥浆管210上设置检测装置208，对泥浆中污染物含量进行检测，合格污泥通过合格污泥输送管路212输送至干湿混合器3，不合格污泥通过不合格污泥回输管路213输送至泥浆罐中；所述连接检测装置的管路上设置四通阀，所述四通阀将用于分配合格污泥和不合格污泥流向；

进一步地，所述四通阀包括三通阀结构和一个逆向阀结构，所述分级泥浆管连接三通阀入口，所述逆向阀进口连接不合格污泥端，出口连接不合格土壤回输管路213；

进一步地，所述热脱附罐顶部设置气体收集装置，收集气体通过气体收集循环管路207回流至热脱附罐底部，所述气体收集循环管路207上设置气体净化器；

进一步地，所述筛板上方设置除油器202，用以去除热脱附后产生的油质物质；

进一步地，所述热脱附罐底部为倒锥形设置，其底部设置底泥管路211，底泥管路上也设置检测装置，合格底泥输送至合格污泥输送管路，不合格底泥输送至不合格土壤回流管路；

进一步地，所述筛板为四块，分别为筛板一203、筛板二204、筛板三205及筛板四206；所述筛网一孔径为10-20mm；所述筛网二孔径为2mm-10mm、筛网三孔径为0.5mm-2mm，筛板四网孔径小于0.5mm；

进一步地，所述筛板具有连接电源，为加热筛板；

进一步地，所述干湿混合器中设置搅拌器301，所述搅拌器301设置多个搅拌桨叶；

进一步地，所述污泥脱水干化装置顶部设置热气输送管401，所述热气输送管路连接热脱附罐2底部；

进一步地，所述热脱附罐设置若干加药管(未标注)，所述加药管对应所述筛板对应设置；

进一步地，通过加药管加入表面活性剂，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、月桂基葡糖苷、鼠李糖脂、蔗糖脂肪酸多酯、羧甲基纤维素钠、烷基糖苷、醇醚羧酸钠中的至少一种；

进一步地，筛板对应的加药管添加不同表面活性剂，所述筛板一处添加脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和鼠李糖脂的混合物；筛板二处添加月桂基葡糖苷；筛板三处添加蔗糖脂肪酸多酯、羧甲基纤维素钠；筛板四处添加醇醚羧酸钠；

进一步地，污染土壤与剩余污泥按照干重1-5:1比例混合。

进一步地，所述土壤修复装置设置有自控系统，所述自控系统包括：设置在泥浆罐、热脱附罐、干湿混合器及污泥脱水干化装置上水分测定仪、温度仪、水位计，自控系统连接加药管上的加药装置；所述自控系统包括信号输出控制单元，信号输出控制单元经过数据分析后对污泥泵、加药装置等进行控制，自控系统通过多个测定指标实现对土壤修复装置的自动控制。

由以上方案可见，本发明是一种以土壤热脱附及剩余污泥混合堆肥实现土壤有机物去除并提高土壤有机质含量的装置，可广泛应用于受有机物污染的土壤修复场地。与传统处理工艺相比，具有如下优势：

1、以土壤热脱附为核心，结合剩余污泥脱水干化后的剩余污泥，将混合后的泥浆和污泥进行堆肥处理，既可以降低泥浆水分含量，还可以提高土壤有机质含量和土壤肥力；

2、堆肥处理过程中，可以有效降低混合物的水分、有害微生物活性，大幅度降低了后续泥浆脱水的脱水工艺的功耗，处理效率得到了显著的提高；

3、工艺运行过程中，只需投加表面活性剂这些较为廉价的药剂，运行成本低，经济性好；

4、工艺中添加可生化降解的表面活性剂，在土壤中残留的表面活性剂在堆肥过程中可以有效降解，不会对土壤环境造成影响；同时由于不同粒径土壤对不同有机物的吸附性能不同，通过分级脱附处理，添加不同表面活性剂有效提高脱附效果。

此外，该装置可以模块化组装，将底座设置在机动车车厢上，可以依据土壤污染状况移动化处理，大大提高了装备机动能力，且不会对周边环境造成二次污染。

附图说明

图1为本发明土壤修复装置示意图；

1泥浆罐；101螺旋混合器；102支架；103泥浆进管；

2热脱附罐；201气体净化器；202除油器；203筛板一；204筛板二；205筛板三；206筛板四；207气体收集循环管路；208检测装置；209四通阀；210分级泥浆管；211底泥管路；212合格污泥输送管路；213不合格土壤回输管路；

3干湿混合器；301混合土壤输送管路；302脱水干化污泥输送管路；

4污泥脱水干化装置；401热气输送管；

5堆肥装置；501堆肥回流管；

6底座；

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

本土壤修复装置，包括泥浆罐1、热脱附罐2、干湿混合器3、污泥脱水干化装置4、堆肥装置5及底座6；所述泥浆罐1将受污染的土壤配置为泥浆，通过泥浆进管103通入热脱附罐内，加热脱附后的泥浆经过管路进入干湿混合器3，经过污泥脱水干化装置4处理的剩余污泥通过脱水干化污泥输送管路302进入干湿混合器，在干湿混合器3内的搅拌装置搅拌下，剩余污泥与泥浆混合，混匀后经过混合土壤输送管路301输送至堆肥装置5，进行堆肥处理，堆肥结束后排出装置，还设置堆肥回流管501，将部分堆肥产物回流至污泥脱水干化装置中，所述泥浆罐1、热脱附罐2、干湿混合器3、污泥脱水干化装置4及堆肥装置5通过支架102固定在底座6上；

所述泥浆罐1中设置螺旋混合器101，所述泥浆罐为桶装结构，其上端为倒伞状结构，待处理的受有机物污染土壤通过倒伞状结构进入泥浆罐，水通过设置在泥浆罐底部的管路旋流进入桶装结构底部，在螺旋混合器的配合下，水流螺旋上升，与泥浆罐上部进入的土壤充分混合；

所述热脱附罐内横向设置若干筛板，所述筛板一端连接热脱附罐罐体，另一侧设置挡板，所述挡板为网板；所述筛板交叉设置；所述筛板为四块，分别为筛板一203、筛板二204、筛板三205及筛板四206；所述筛网一孔径为20mm；所述筛网二孔径为10mm、筛网三孔径为2mm，筛板四网孔径小于0.5mm；

所述筛板靠近罐体部分不设置网孔，其长度为其与罐体连接部分至下一层筛板的挡板处；

进一步地，所述挡板上对应设置分级泥浆管210，在分级泥浆管210上设置检测装置208，对泥浆中污染物含量进行检测，合格污泥通过合格污泥输送管路212输送至干湿混合器3，不合格污泥通过不合格污泥回输管路213输送至泥浆罐中；所述连接检测装置的管路上设置四通阀，所述四通阀将用于分配合格污泥和不合格污泥流向；

所述热脱附罐顶部设置气体收集装置，收集气体通过气体收集循环管路207回流至热脱附罐底部，所述气体收集循环管路207上设置气体净化器；

所述筛板上方设置除油器202，用以去除热脱附后产生的油质物质；

所述热脱附罐底部为倒锥形设置，其底部设置底泥管路211，底泥管路上也设置检测装置，合格底泥输送至合格污泥输送管路，不合格底泥输送至不合格土壤回流管路；所述污泥脱水干化装置顶部设置热气输送管401，所述热气输送管路连接热脱附罐2底部；

筛板对应的加药管添加不同表面活性剂，所述筛板一处添加脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和鼠李糖脂的混合物；筛板二处添加月桂基葡糖苷；筛板三处添加蔗糖脂肪酸多酯、羧甲基纤维素钠；筛板四处添加醇醚羧酸钠。

实施例2

处理含柴油土壤，土壤性质为粉砂，初始含水率为17％，含柴油初始浓度62g/kg。使用本发明设计装置进行处理。控制脱附罐内温度65℃；所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐添加量为0.35g/L，鼠李糖脂添加量为0.73g/L，所述月桂基葡糖苷添加量为1.2g/L，所述蔗糖脂肪酸多酯添加量为0.85g/L，羧甲基纤维素钠添加量为0.25g/L；所述醇醚羧酸钠添加量为1.5g/L。

污染土壤与剩余污泥按照干重1:1比例混合。

处理效果：处理后，土壤中剩余柴油浓度0.95g/kg，去除率为98.5％。

实施例3

处理含焦油土壤，土壤性质为黏土，初始含水率为12％，含柴油初始浓度45g/kg。使用本发明设计装置进行处理。控制脱附罐内温度75℃；所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐添加量为0.45g/L，鼠李糖脂添加量为0.97g/L，所述月桂基葡糖苷添加量为1.3g/L，所述蔗糖脂肪酸多酯添加量为1g/L，羧甲基纤维素钠添加量为0.45g/L；所述醇醚羧酸钠添加量为1.5g/L。

污染土壤与剩余污泥按照干重3:1比例混合。

处理效果：处理后，土壤中剩余柴油浓度3.3g/kg，去除率为92.6％。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种受有机物污染土壤的土壤修复装置，其特征在于：包括泥浆罐、热脱附罐、干湿混合器、污泥脱水干化装置、堆肥装置及底座；所述泥浆罐将受污染的土壤配置为泥浆，通过泥浆进管通入热脱附罐内，加热脱附后的泥浆经过管路进入干湿混合器，经过污泥脱水干化装置处理的剩余污泥通过脱水干化污泥输送管路进入干湿混合器，在干湿混合器内的搅拌装置搅拌下，剩余污泥与泥浆混合，混匀后经过混合土壤输送管路输送至堆肥装置，进行堆肥处理，堆肥结束后排出装置，还设置堆肥回流管，将部分堆肥产物回流至污泥脱水干化装置中，所述泥浆罐、热脱附罐、干湿混合器、污泥脱水干化装置及堆肥装置通过支架固定在底座上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述泥浆罐中设置螺旋混合器，所述泥浆罐为桶装结构，其上端为倒伞状结构，待处理的受有机物污染土壤通过倒伞状结构进入泥浆罐，水通过设置在泥浆罐底部的管路旋流进入桶装结构底部，在螺旋混合器的配合下，水流螺旋上升，与泥浆罐上部进入的土壤充分混合。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述热脱附罐内横向设置若干筛板，所述筛板一端连接热脱附罐罐体，另一侧设置挡板，所述挡板为网板；所述筛板交叉设置，所述筛板靠近罐体部分不设置网孔，其长度为其与罐体连接部分至下一层筛板的挡板处。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述挡板上对应设置分级泥浆管，在分级泥浆管上设置检测装置，对泥浆中污染物含量进行检测，合格污泥通过合格污泥输送管路输送至干湿混合器，不合格污泥通过不合格污泥回输管路输送至泥浆罐中；所述连接检测装置的管路上设置四通阀，所述四通阀将用于分配合格污泥和不合格污泥流向。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述热脱附罐顶部设置气体收集装置，收集气体通过气体收集循环管路回流至热脱附罐底部，所述气体收集循环管路上设置气体净化器，所述筛板上方设置除油器，用以去除热脱附后产生的油质物质。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述筛板为四块，分别为筛板一、筛板二、筛板三及筛板四；所述筛网一孔径为10-20mm；所述筛网二孔径为2mm-10mm、筛网三孔径为0.5mm-2mm，筛板四网孔径小于0.5mm，所述筛板具有连接电源，均为加热筛板。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述热脱附罐设置若干加药管，所述加药管对应所述筛板对应设置，通过加药管加入表面活性剂，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、月桂基葡糖苷、鼠李糖脂、蔗糖脂肪酸多酯、羧甲基纤维素钠、烷基糖苷、醇醚羧酸钠中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：筛板对应的加药管添加不同表面活性剂，所述筛板一处添加脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和鼠李糖脂的混合物；筛板二处添加月桂基葡糖苷；筛板三处添加蔗糖脂肪酸多酯、羧甲基纤维素钠；筛板四处添加醇醚羧酸钠。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述泥浆罐内的搅拌装置设置在罐体侧面及底部。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述筛板上方设置除油器，用以去除热脱附后产生的油质物质。