CN110064646B - 移动式集成土壤修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了移动式集成土壤修复系统，包括箱形主体；箱形主体的底部设有平台；平台对称设有集水槽和抽曝气槽；抽曝气槽内设有穿孔花管，并设防水透气保护层；平台两端的中心位置均设有支架；支架靠近平台的位置设有加热装置；支架的顶部设有工字钢梁；工字钢梁下面设有若干组传感器，以及轨道式移动喷淋装置；箱形主体内，位于支架的两侧对称设有若干卧式桨叶型搅拌破碎机；箱形主体的顶部设有抽气系统，将箱形主体内的废气排至废气处理设施净化；集水槽将箱形主体内的废水排至污水处理设施净化。箱形主体两侧均设有上开式装料门和下开式卸料门。本发明实现污染土壤修复的快速化、装备化、技术集成和修复过程简约化。

Description

移动式集成土壤修复系统

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别涉及移动式集成土壤修复系统。

背景技术

近年来，由土壤污染引发的重大环境污染事件频发，随着城市化进程的推进、产业结构调整的加快以及生态文明建设要求的提高，土壤污染治理已经成为当前城市双修及生态文明建设的重要内容。土壤污染的主要来源为化工、冶炼、纺织印染、电镀等涉化工业企业长期生产过程中的跑冒滴漏、事故、违法排污等。根据污染物类型，土壤污染主要可分为重金属、有机污染，目前土壤修复技术主要有固化稳定化、土壤淋洗、化学氧化/还原、热脱附及生物修复等，相应的又可以分为原位和异位两种形式。

复合污染土壤的修复已成为土壤修复的一大难题，由于复合污染土壤污染物类型多样，性质差异较大，通常需要多种修复技术联合修复，例如重金属及有机复合污染土壤，需要通过淋洗、化学氧化、热脱附等多种技术协同实施。

但是，目前土壤修复设备多为单一技术，例如单一土壤热脱附设备、土壤淋洗设备等，缺乏成熟的集成化土壤修复技术，整体而言技术装备集成化及自动化水平较低。因此在实际应用中，针对复合污染土壤的修复往往需要分步实施，例如先对有机物进行化学氧化处理，再对重金属进行淋洗。分步实施增加了土壤装卸料、传输、预处理等环节的工作，系统组成复杂，占地面积大，这给系统的整体稳定运行增加了技术难度，提高了土壤修复的资金和时间成本，大大增加了土壤修复过程二次污染风险。

再者，除了土壤热脱附装备，现有的其他土壤修复装备(例如土壤稳定化、淋洗、化学氧化等)大多不具备二次污染防治能力，缺少集成的废气、废水收集处理系统，通常需新建密闭车间实施，造成投资成本提高。此外，目前土壤修复装备机动性较低，大多为吊装设备，土壤通过开挖转运后集中处理，在某些场地的适用性上存在不足。例如，对于污染范围广且不便长距离转运的污染场地，需要机动性更高的土壤修复装备，随污染土壤的分布而移动进行，便于二次污染控制和施工组织。

因此，开发高机动性、高技术集成度的土壤修复装备迫在眉睫。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供移动式集成土壤修复系统，实现的目的之一是实现污染土壤修复的快速化、装备化、技术集成和修复过程简约化。

为实现上述目的，本发明公开了移动式集成土壤修复系统，包括箱形主体。

所述箱形主体的底部和四周侧壁均经过防渗处理；

所述箱形主体的底部设有平台；

所述平台顶面以1％至3％的坡度向两侧倾斜；

靠近所述平台两侧的位置对称的设有两条用于收集废水的集水槽；靠近所述平台中间位置对称的设有两条用于抽气或者曝气的抽曝气槽；

每一所述抽曝气槽的底部均设有穿孔花管，每一所述穿孔花管均沿所述箱形主体的长度方向延伸；每一所述抽曝气槽内均采用防水透气膜、过滤网或石英砂铺设防水透气保护层覆盖相应的所述穿孔花管；

每一所述穿孔花管均分别连接曝气设备和抽气设备，并通过阀门控制每一所述穿孔花管与所述曝气设备或者抽气设备连通；

所述平台的中心位置均设有支架；

所述支架靠近所述平台的位置设有加热装置，所述加热装置用于对污染土壤加热；

所述支架中间设有工字钢梁，所述工字钢梁沿所述箱形主体的长度方向延伸；

所述工字钢梁下面沿长度方向设有若干组传感器；

每组所述传感器均包括温湿传感器、pH传感器、O₂传感器和VOCs传感器，连接至控制系统；根据监测结果调整曝气、喷淋、加热等系统的运行，实现自动化控制。

所述工字钢梁下部有轨道式移动喷淋装置；所述轨道式移动喷淋装置沿所述工字钢梁长度方向往复运动，喷淋药剂可选择为水、营养液、化学淋洗液或化学氧化试剂；

所述箱形主体内，位于若干所述支架的两侧对称设有若干卧式桨叶型搅拌破碎机；

所述箱形主体的顶部设有抽气系统，

所述抽气系统与外部的废气处理设施连接，将所述箱形主体内的废气排至所述废气处理设施净化；

所述集水槽与外部的污水处理设施连接，将所述箱形主体内的废水排至所述污水处理设施净化；

所述箱形主体两侧靠近上端的位置均设有上开式装料门，靠近下端的位置均设有下开式卸料门。

优选的，每一所述卧式桨叶型搅拌破碎机的搅拌中心距离所述平台上面的距离与所述卧式桨叶型搅拌破碎机的搅拌直径相同。

优选的，所述轨道式移动喷淋装置包括若干可转向喷头、喷头安装杆以及电动滑轮；

所述喷头安装杆设置于所述工字钢梁下面，与所述工字钢梁长度方向垂直；

所述喷头安装杆与所述工字钢梁之间设有所述电动滑轮，所述喷头安装杆籍由所述电动滑轮沿所述工字钢梁的长度方向往复移动；

所述喷头安装杆下面均部有若干所述可转向喷头。

优选的，所述抽气系统包括若干吸风罩、抽风管、风机和排风管；

若干所述吸风罩均设置于所述箱形主体内的顶部，并与所述抽风管连接；

所述抽风管与所述风机连接，并籍由所述风机制造的负压抽取所述箱形主体内的空气；

所述风机的出风口籍由所述排风管与所述废气处理设施连接。

优选的，所有所述加热装置与所述平台的上面之间的距离均不超过0.5米，且所述加热装置均单独控制，所述加热装置为电加热装置或蒸汽加热装置。

优选的，每两组相邻的所述传感器之间均间隔2米，且每组所述传感器的高度均高于所述加热装置0.3米至0.5米。

优选的，每一所述穿孔花管上每一穿孔的孔径均为0.5毫米，每一所述穿孔花管的开孔率均为20％至40％。

优选的，所述平台高度为0.2米至0.3米，所述平台上的每一所述抽曝气槽、每一所述集水槽的宽度均为0.2米至0.3米、深度均为0.15米至0.2米；

每一所述穿孔花管均距离所述平台中心位置0.5米，且每一所述集水槽均距离所述平台中心位置1米；

所述工字钢梁的宽度为0.2米；

每一所述卧式桨叶型搅拌破碎机的搅拌直径均为0.3米。

优选的，所述防渗膜采用高密度聚乙烯材料制成，所述平台采用不锈钢材料制成。

优选的，所述箱形主体采用自排水设计，四周均设有排水边沟及下水结构，所述箱形主体顶面向两侧以1％的倾斜角倾斜。

本发明的有益效果：

本发明通过系统集成，形成了具有生物堆、淋洗、化学氧化和热脱附等修复功能的土壤修复系统，可适用于多类污染物，尤其适合复合污染土壤，可以显著降低土壤修复的工程成本、人工成本、时间成本。

本发明集成度高，配备监测及控制系统，操作简单。系统以集装箱式为基本设计要求，具有较高的机动性，适用于污染面积广、不能建设土壤修复中心等的场地修复。系统配备了废气及废水收集处理系统，二次污染风险低。

本发明的提出可以实现污染土壤修复的快速化、装备化、技术集成化和修复过程简约化，且设备机动性强、运行自动化程度高、二次污染低，具备良好的经济性与可靠性。特别适用于重金属、有机物复合污染土壤以及不宜挖出后转运集中处理的场地修复。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例端面结构示意图。

图2示出本发明一实施例侧面结构示意图。

具体实施方式

实施例

如图1和图2所示，移动式集成土壤修复系统，包括箱形主体1。

箱形主体1的底部和四周侧壁均经过防渗处理，设有防渗膜；

箱形主体1的底部设有平台2；

平台2顶面以1％至3％的坡度向两侧倾斜；

靠近平台2两侧的位置对称的设有两条用于收集废水的集水槽21；靠近平台2中间位置对称的设有两条用于抽气或者曝气的抽曝气槽22；

每一抽曝气槽22的底部均设有穿孔花管23，每一穿孔花管23均沿箱形主体1的长度方向延伸；每一抽曝气槽22内均采用防水透气膜、过滤网或石英砂铺设防水透气保护层覆盖相应的穿孔花管23；

每一穿孔花管23均分别连接曝气设备和抽气设备，并通过阀门控制每一穿孔花管23与曝气设备或者抽气设备连通；

平台2的中心位置均设有支架3；

支架3靠近平台2的位置设有加热装置31，加热装置31用于对污染土壤加热；

支架3中间设有工字钢梁4，工字钢梁4沿箱形主体1的长度方向延伸；

工字钢梁4下面沿长度方向设有若干组传感器41；

每组传感器41均包括温湿传感器、pH传感器、O₂传感器和VOCs传感器；

工字钢梁4下部有轨道式移动喷淋装置；轨道式移动喷淋装置沿工字钢梁4长度方向往复运动，喷淋药剂可选择为水、营养液、化学淋洗液或化学氧化试剂；

箱形主体1内，位于若干支架3的两侧对称设有若干卧式桨叶型搅拌破碎机5；

每一卧式桨叶型搅拌破碎机5的搅拌中心距离平台2上面的距离与卧式桨叶型搅拌破碎机5的搅拌直径相同；

箱形主体1的顶部设有抽气系统，

抽气系统与外部的废气处理设施连接，将箱形主体1内的废气排至废气处理设施净化；

集水槽21与外部的污水处理设施连接，将箱形主体1内的废水排至污水处理设施净化；

箱形主体1两侧靠近上端的位置均设有上开式装料门6，靠近下端的位置均设有下开式卸料门7。

本发明的原理在于，集土壤生物堆、淋洗、化学氧化、热脱附功能于一体，可实现多种污染物的修复去除，特别适用于重金属及有机复合污染土壤的联合修复，使修复实施更为方便，高效，减少设备占地面积，降低施工成本。

根据污染特征，可针对性的选择污染土壤修复模式，例如重金属类污染物，可采用淋洗方式进行修复，通过顶部有轨喷淋系统进行淋洗液的喷淋，淋洗废液底部收集后处理；对于低浓度有机污染，可采用生物堆处理方式，通过有轨喷淋系统补充营养液或水分；对于高浓度有机污染，可通过加热设备对污染进行热脱附，尾气收集后处理。

监测、曝气、喷淋、搅拌等设备均固定式安装，实施时只需进行装卸土壤，无需重复装卸上述设备，操作简单快速，可以避免了传统土壤生物堆、淋洗方法等修复时反复进行安装监测装置、布曝气管等。

箱形主体1结构紧凑、占地面积小、使用机动方便，适用于污染范围广、污染土壤不宜远距离运输、现场用地紧张或不便建设土壤修复处理中心的工程。

卧式桨叶型搅拌破碎机5可实现对污染土壤在处理过程中的剪切破碎、搅拌，加速污染土壤的修复过程。

在某些实施例中，每一卧式桨叶型搅拌破碎机5的搅拌中心距离平台2上面的距离与卧式桨叶型搅拌破碎机5的搅拌直径相同。

在某些实施例中，轨道式移动喷淋装置包括若干可转向喷头81、喷头安装杆82以及电动滑轮83；

喷头安装杆82设置于工字钢梁4下面，与工字钢梁4长度方向垂直；

喷头安装杆82与工字钢梁4之间设有电动滑轮83，喷头安装杆82籍由电动滑轮83沿工字钢梁4的长度方向往复移动；

喷头安装杆82下面均部有若干可转向喷头81。

在某些实施例中，抽气系统包括若干吸风罩91、抽风管92、风机93和排风管94；

若干吸风罩均设置于箱形主体1内的顶部，并与抽风管连接；

抽风管与风机连接，并籍由风机制造的负压抽取箱形主体1内的空气；

风机的出风口籍由排风管与废气处理设施连接。

在某些实施例中，所有加热装置31与平台2的上面之间的距离均不超过0.5米，且加热装置31均单独控制，加热装置31为电加热装置或蒸汽加热装置。

在某些实施例中，每两组相邻的传感器41之间均间隔2米，且每组传感器41的高度均高于加热装置310.3米至0.5米。

在某些实施例中，每一穿孔花管23上每一穿孔的孔径均为0.5毫米，每一穿孔花管23的开孔率均为20％至40％。

在某些实施例中，平台2高度为0.2米至0.3米，平台2上的每一抽曝气槽22、每一集水槽21的宽度均为0.2米至0.3米、深度均为0.15米至0.2米；

每一穿孔花管23均距离平台2中心位置0.5米，且每一集水槽21均距离平台2中心位置1米；

工字钢梁4的宽度为0.2米；

每一卧式桨叶型搅拌破碎机5的搅拌直径均为0.3米。

在某些实施例中，防渗膜采用高密度聚乙烯材料制成，平台2采用不锈钢材料制成。

在某些实施例中，箱形主体1采用自排水设计，四周均设有排水边沟及下水结构，箱形主体1顶面向两侧以1％的倾斜角倾斜。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.移动式集成土壤修复系统，包括箱形主体(1)；其特征在于：

所述箱形主体(1)的底部和四周侧壁均设有防渗膜；

所述箱形主体(1)的底部设有平台(2)；

所述平台(2)顶面以1％至3％的坡度向两侧倾斜；

靠近所述平台(2)两侧的位置对称的设有两条用于收集废水的集水槽(21)；靠近所述平台(2)中间位置对称的设有两条用于抽气或者曝气的抽曝气槽(22)；

每一所述抽曝气槽(22)的底部均设有穿孔花管(23)，每一所述穿孔花管(23)均沿所述箱形主体(1)的长度方向延伸；每一所述抽曝气槽(22)内均采用防水透气膜、过滤网或石英砂铺设防水透气保护层覆盖相应的所述穿孔花管(23)；

每一所述穿孔花管(23)均分别连接曝气设备和抽气设备，并通过阀门控制每一所述穿孔花管(23)与所述曝气设备或者抽气设备连通；

所述平台(2)的中心位置均设有支架(3)；

所述支架(3)靠近所述平台(2)的位置设有加热装置(31)，所述加热装置(31)用于对污染土壤加热；

所述支架(3)中间设有工字钢梁(4)，所述工字钢梁(4)沿所述箱形主体(1)的长度方向延伸；

所述工字钢梁(4)下面沿长度方向设有若干组传感器(41)；

每组所述传感器(41)均包括温湿传感器、pH传感器、O₂传感器和VOCs传感器；

所述工字钢梁(4)下部有轨道式移动喷淋装置；所述轨道式移动喷淋装置沿所述工字钢梁(4)长度方向往复运动，喷淋药剂可选择为水、营养液、化学淋洗液或化学氧化试剂；

所述箱形主体(1)内，位于若干所述支架(3)的两侧对称设有若干卧式桨叶型搅拌破碎机(5)；

所述箱形主体(1)的顶部设有抽气系统，

所述抽气系统与外部的废气处理设施连接，将所述箱形主体(1)内的废气排至所述废气处理设施净化；

所述集水槽(21)与外部的污水处理设施连接，将所述箱形主体(1)内的废水排至所述污水处理设施净化；

所述箱形主体(1)两侧靠近上端的位置均设有上开式装料门(6)，靠近下端的位置均设有下开式卸料门(7)；

每一所述卧式桨叶型搅拌破碎机(5)的搅拌中心距离所述平台(2)上面的距离与所述卧式桨叶型搅拌破碎机(5)的搅拌直径相同；

所述轨道式移动喷淋装置包括若干可转向喷头(81)、喷头安装杆(82)以及电动滑轮(83)；

所述喷头安装杆(82)设置于所述工字钢梁(4)下面，与所述工字钢梁(4)长度方向垂直；

所述喷头安装杆(82)与所述工字钢梁(4)之间设有所述电动滑轮(83)，所述喷头安装杆(82)籍由所述电动滑轮(83)沿所述工字钢梁(4)的长度方向往复移动；

所述喷头安装杆(82)下面均部有若干所述可转向喷头(81)；

所述抽气系统包括若干吸风罩(91)、抽风管(92)、风机(93)和排风管(94)；

若干所述吸风罩均设置于所述箱形主体(1)内的顶部，并与所述抽风管连接；

所述抽风管与所述风机连接，并籍由所述风机制造的负压抽取所述箱形主体(1)内的空气；

所述风机的出风口籍由所述排风管与所述废气处理设施连接。

2.根据权利要求1所述的移动式集成土壤修复系统，其特征在于，所有所述加热装置(31)与所述平台(2)的上面之间的距离均不超过0.5米，且所述加热装置(31)均单独控制，所述加热装置(31)为电加热装置或蒸汽加热装置。

3.根据权利要求1所述的移动式集成土壤修复系统，其特征在于，每两组相邻的所述传感器(41)之间均间隔2米，且每组所述传感器(41)的高度均高于所述加热装置(31)0.3米至0.5米。

4.根据权利要求1所述的移动式集成土壤修复系统，其特征在于，每一所述穿孔花管(23)上每一穿孔的孔径均为0.5毫米，每一所述穿孔花管(23)的开孔率均为20％至40％。

5.根据权利要求1所述的移动式集成土壤修复系统，其特征在于，所述平台(2)高度为0.2米至0.3米，所述平台(2)上的每一所述抽曝气槽(22)、每一所述集水槽(21)的宽度均为0.2米至0.3米、深度均为0.15米至0.2米；

每一所述穿孔花管(23)均距离所述平台(2)中心位置0.5米，且每一所述集水槽(21)均距离所述平台(2)中心位置1米；

所述工字钢梁(4)的宽度为0.2米；

每一所述卧式桨叶型搅拌破碎机(5)的搅拌直径均为0.3米。

6.根据权利要求1所述的移动式集成土壤修复系统，其特征在于，所述防渗膜采用高密度聚乙烯材料制成，所述平台(2)采用不锈钢材料制成。

7.根据权利要求1所述的移动式集成土壤修复系统，其特征在于，所述箱形主体(1)采用自排水设计，四周均设有排水边沟及下水结构，所述箱形主体(1)顶面向两侧以1％的倾斜角倾斜。