CN111036663A - 土壤常温翻抛装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种土壤常温翻抛装置，包括常温解吸车间、除湿系统、轮盘式翻抛机与排气管路，在常温解吸车间中央区域铺设有污染土壤，在污染土壤的上方布置有能够在水平横向以及水平纵向往复移动的轮盘式翻抛机；除湿系统与排气管路分居于常温解吸车间的两侧，除湿系统将室外洁净空气经除湿作用后从常温解吸车间的一侧引入，而排气管路能够将混合有VOCs的气体从常温解吸车间的另一侧抽出，且排气管路的排气量大于除湿系统的进气量，使常温解吸车间维持稳定的负压状态。本发明可以将车间内含有污染物质的气体彻底抽出，再通过废气净化装置中活性炭的吸附作用得以去除，形成一个快速、简便的物理去除过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤常温翻抛装置，具体涉及一种挥发性有机污染物污染土壤常温修复的翻抛装置，属于土壤修复技术领域。
背景技术
挥发性有机污染物(VOCs)与半挥发性有机污染物(SVOCs)是场地修复工程中常见的污染物质。其中，VOCs主要包括苯系物、卤代烃和石油烃化合物等；SVOCs主要包括二噁英类、多环芳烃类、多氯联苯类和有机农药类等。
VOCs/SVOCs由于多样性、挥发性、毒性、致畸致癌等特性以及对土壤污染的隐蔽性和累积性，导致对其污染土壤修复的技术也具有多样性与针对性。
VOCs/SVOCs污染土壤可通过物理、化学和生物手段进行修复。生物修复手段主要为生物泥浆法(Bioslurry Systems)；化学修复技术主要为固定化/稳定化技术(Solidification/Stabilization)和氧化/还原技术(Chemical Oxidization/Reduction)；物理修复技术主要分为土壤气提(Soil Vapor Extraction)、淋洗(SoilFlushing/Washing)和热处理技术(Thermal Treatment/Desorption)。其中热处理技术可分为2种形式：常温解吸修复和高温热脱附。这两种修复形式对于大多数烃类污染土壤均可达到较为理想的修复效果。与其他污染土修复技术相比，常温解吸修复对于土壤中低浓度VOCs具有很好的去除效果，对修复环境特别是修复温度的要求较低，室温或比室温稍高即可，大大降低了修复成本，拓宽了应用范围，有着良好的应用前景。
近年来，关于修复VOCs/SVOCs污染土壤的研究在国内处于发展阶段，主要集中于几种不同的修复技术联用以强化修复效果方面，但有关污染土壤修复的实际工程应用方面的创新较少。现阶段的常温解吸修复工程主要应用轮胎式翻抛机对VOCs污染土壤进行翻抛，此种修复方式有能耗大、机械产生尾气会造成二次污染、故障率大、一次性修复量小和人力消耗大等缺点，限制了翻抛修复的进一步发展和应用。故只有解决好设备翻抛效率和二次污染防治等问题，才能进一步发展常温解吸修复技术，从而完善其在实际工程中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决实际工程中常温解吸修复VOCs污染土壤存在的翻抛效率低、二次污染严重等问题。进而将新型翻抛设备运用于修复过程中，提供了一种土壤常温翻抛修复装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种土壤常温翻抛装置，其特征在于：包括常温解吸车间、除湿系统、轮盘式翻抛机与排气管路，其中：
在常温解吸车间中央区域铺设有污染土壤，在污染土壤的上方布置有能够在水平横向以及水平纵向往复移动的轮盘式翻抛机；
除湿系统与排气管路分居于常温解吸车间的两侧，除湿系统将室外洁净空气经除湿作用后从常温解吸车间的一侧引入，而排气管路能够将混合有VOCs的气体从常温解吸车间的另一侧抽出，且排气管路的排气量大于除湿系统的进气量，使常温解吸车间维持稳定的负压状态。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：排气管路连通有废气净化装置，再通过排气烟囱排入大气中。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：常温解吸车间为钢结构的一层建筑，基础为钢筋混凝土独立柱基础，地上结构采用焊接钢架结构。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：除湿系统和排气管路的每道管路高均为1.5m、横截面尺寸为70cm×70cm的白铁皮方管，在方管上每隔10m开一个70cm×25cm的矩形口用于送气与抽气；其中，排气管路风机的排气风量为25000m3/h，除湿系统的进气风量小于排气风量。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：所述轮盘式翻抛机包括电动机、摆线针轮减速机、链条传动结构以及翻抛轮盘，电动机和摆线针轮减速机通过皮带轮和三角带连接，电动机将动力传给摆线针轮减速机，摆线针轮减速机将动力传递至链条传动结构，通过链条传动结构的作用带动翻抛轮盘转动。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：还包括呈“门”字形的支撑架，支撑架两端架设在沿水平纵向布置的道轨上并能够在道轨上沿纵向往复移动；所述轮盘式翻抛机可横向往复移动地布置在所述支撑架上。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：所述轮盘式翻抛机整体安装在支架上，所述支架上设有可滑动的滚轮，支撑架上沿横向固定有轨道，横向电机通过传动轴带动滚轮在轨道上行走，使轮盘式翻抛机能够在支撑架上沿横向往复移动。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：所述支撑架两端均通过滚轮架设在所述道轨上，滚轮与纵向电机形成动力连接。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：所述电动机的功率为50kW，额定电压为380V，外形尺寸为22000mm×5800mm×4500mm，两侧道轨之间的宽度为20m，翻抛机在道轨上的纵向位移速度为3min/m，翻抛轮盘刀头离地高度为80-120mm。
所述的土壤常温翻抛装置，其中：常温解吸车间建有两道双层密闭物流门。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、常温解吸车间建有两道双层密闭物流门，土壤运输车辆通过第一道大门驶入缓冲区后，大门随即关闭，之后第二道大门开启，车辆驶入车间内进行作业。此设计是为了保障钢结构覆膜系统内气相中的VOCs不会随着物流门的开启而扩散至大气中，可以有效防止二次污染的发生。
2、除湿系统(进气管路)配有送气干燥装置，可以不断地向修复区域输送干燥、清洁的新鲜空气，有降低车间内空气湿度的作用。促进污染土壤颗粒间水分的挥发，增加土壤通透性，进而使污染物质快速挥发进入气相，达到从土壤中去除的目的。
3、修复场所的排气系统由排气管路、排气风机和废气净化装置组成。依靠风机的排风和风管的均匀抽风作用，可以将车间内含有污染物质的气体彻底抽出，再通过废气净化装置中活性炭的吸附作用得以去除，形成一个快速、简便的物理去除过程。
4、排气管路和除湿系统(进气管路)分别位于常温解吸车间两端，共同组成了内循环系统，保障了污染物质的快速去除；并使车间维持在微负压状态，有效地防止其内污染气体扩散导致的二次污染风险。
5、与轮胎式翻抛机相比，轮盘式翻抛机依靠电作为动力，能耗小、不会产生油料尾气等二次污染物；轮盘式翻抛机采用“之”字形翻抛走向，可以实现自动化控制，且不存在每翻抛一次都需要重新码放土壤的步骤，降低了人力消耗；轮胎式翻抛机翻抛土壤时需将其码放成条垛状，每条之间留有足够的走车距离。而轮盘式翻抛机翻抛土壤时只需在翻抛前将污染土码放成台垛状即可进行翻抛，增加了每批次的翻抛量，在相同条件下可以比轮胎式翻抛机修复更多量的污染土。
6、本发明所采用的轮盘式翻抛技术翻抛一次污染土壤，对其中苯的去除率达98.5％，可将污染物浓度降至修复目标值0.64mg/kg以下，既达到了修复效果，又节约了修复时间、提高效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的排气管路和除湿系统(进气管路)结构示意图；
图3、图4分别是轮盘式翻抛装置的结构平视图和侧视图。
图5是本发明的行走装置平面示意图。
具体实施方式
以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。
请参阅图1、图2，本发明提供一种土壤常温翻抛装置，包括钢结构常温解吸车间1、除湿系统(进气管路)2、轮盘式翻抛机3、排气管路4、废气净化装置5、排气烟囱6、空气除湿装置7和双层密闭物流门8。
在钢结构常温解吸车间1中央区域、轮盘式翻抛机3道轨内，VOCs污染土壤被规则码放成1.5m高的台垛体，轮盘式翻抛机3呈“之”字形走向，可将污染土完全翻抛，疏松土壤，使气流均匀且充分地通过土壤颗粒间隙，加快污染物质的挥发，达到对污染土修复的效果。
除湿系统(进气管路)2与排气管路4分居于钢结构常温解吸车间1的两侧，室外洁净空气经空气除湿装置7的除湿作用后湿度降低，由除湿系统(进气管路)2将其从常温解吸车间1的一侧引入车间，而排气管路4通过连接在其末端的风机作用将混合有VOCs的气体抽出，除湿系统2与排气管路4共同组合成土壤修复车间的除湿换气系统，且排气量微大于进气量，可以使车间维持稳定的微负压状态，有效避免污染物挥发扩散进入室外大气等二次污染事故的发生。
排气管路4抽出的污染气体会被通入废气净化装置5，经过具有高吸附性的活性炭吸附处理后的气体，监测达标后通过排气烟囱6排入大气中。完成修复及尾气处理的全过程。
本实施方式钢结构常温解吸车间1的参数是：结构类型为钢结构，建设规模为30m×90m×12m，共2700m2；结构形式为一层建筑，基础为钢筋混凝土独立柱基础，地上结构采用焊接钢架结构形式。
本实施方式除湿系统(进气管路)2和排气管路4的参数是：每道管路高均为1.5m，长均为80m，横截面尺寸为70cm×70cm的白铁皮方管，在方管上每隔10m开一个70cm×25cm的矩形口进行送气与抽气。其中，排气风机的风量为25000m3/h，进气送风的风量稍低于排气风量即可。
请参阅图3、图4，所述轮盘式翻抛机3包括电动机31、摆线针轮减速机32、链条传动结构33以及翻抛轮盘34；电动机31和摆线针轮减速机32通过皮带轮和三角带连接，电动机31直接将动力传给摆线针轮减速机32，达到降速和提高输出扭矩的目的，再通过摆线针轮减速机32将动力传递至链条传动结构33，通过链条传动结构33的作用带动翻抛轮盘34转动，其上的刀头会随着轮盘转动而转动，可将码放成规则台垛状的污染土壤翻转搅拌移位至0.7-1.0m远，起到快速翻抛、均匀搅拌的效果，从而使污染土壤与干燥空气充分接触，使污染物从土壤中的挥发去除更为充分。
为了使轮盘式翻抛机3能够移动，还设有呈“门”字形的支撑架35，支撑架36上安装沿横向布置的轨道44，所述轮盘式翻抛机3整体通过支撑臂38安装在支架36上，而所述支架36能够在轨道44上沿横向移动；具体来说，支架36上设有可滑动的滚轮45，滚轮45通过传动轴43与横向电机42形成动力连接，当横向电机42旋转时，所述支架36能够在轨道44上沿横向行走。
所述支撑架35还能够沿纵向移动，具体来说，所述支撑架35的两端均通过滚轮39架设在沿水平纵向布置的道轨37上，滚轮39通过传动轴41与纵向电机40形成动力连接，当纵向电机40旋转时，所述支撑架35能够在道轨37上沿纵向移动；
凭借纵向电机40与横向电机42的配合，翻抛轮盘34能够以“之”字形走向对下方的污染土壤进行快速自动翻抛。
本实施方式轮盘式翻抛机的参数是：电动机的功率为50kW，额定电压为380V，外形尺寸为22000mm×5800mm×4500mm，翻抛槽宽度即翻抛机所能移动的距离(轨道之间的宽度)为20m，翻抛机在道轨上的位移速度为3min/m，翻抛轮盘刀头离地高度为100mm左右。
本发明使用时：将VOCs污染土壤堆存、码放于常温解吸车间1内，常温解吸车间1为钢结构棚，覆有PVDF膜并设两个双层密闭物流门8以保证其气密性。常温解吸车间1内主要的修复设备为轮盘式翻抛机3。除此之外，还设有排气管路4和除湿系统(进气管路)2，以保证车间内气体的及时更新、内循环的稳定、微负压环境的营造和含有VOCs棚内污染大气的充分收集与排出。被排气管路4抽出的污染气体会通过废气净化装置5，经活性炭吸附处理后，达标即可排放。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种土壤常温翻抛装置，其特征在于：包括常温解吸车间、除湿系统、轮盘式翻抛机与排气管路，其中：
在常温解吸车间中央区域铺设有污染土壤，在污染土壤的上方布置有能够在水平横向以及水平纵向往复移动的轮盘式翻抛机；
除湿系统与排气管路分居于常温解吸车间的两侧，除湿系统将室外洁净空气经除湿作用后从常温解吸车间的一侧引入，而排气管路能够将混合有VOCs的气体从常温解吸车间的另一侧抽出，且排气管路的排气量大于除湿系统的进气量，使常温解吸车间维持稳定的负压状态。
2.根据权利要求1所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：排气管路连通有废气净化装置，再通过排气烟囱排入大气中。
3.根据权利要求1所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：常温解吸车间为钢结构的一层建筑，基础为钢筋混凝土独立柱基础，地上结构采用焊接钢架结构。
4.根据权利要求1所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：除湿系统和排气管路的每道管路高均为1.5m、横截面尺寸为70cm×70cm的白铁皮方管，在方管上每隔10m开一个70cm×25cm的矩形口用于送气与抽气；其中，排气管路风机的排气风量为25000m3/h，除湿系统的进气风量小于排气风量。
5.根据权利要求1所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：所述轮盘式翻抛机包括电动机、摆线针轮减速机、链条传动结构以及翻抛轮盘，电动机和摆线针轮减速机通过皮带轮和三角带连接，电动机将动力传给摆线针轮减速机，摆线针轮减速机将动力传递至链条传动结构，通过链条传动结构的作用带动翻抛轮盘转动。
6.根据权利要求5所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：还包括呈“门”字形的支撑架，支撑架两端架设在沿水平纵向布置的道轨上并能够在道轨上沿纵向往复移动；所述轮盘式翻抛机可横向往复移动地布置在所述支撑架上。
7.根据权利要求6所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：所述轮盘式翻抛机整体安装在支架上，所述支架上设有可滑动的滚轮，支撑架上沿横向固定有轨道，横向电机通过传动轴带动滚轮在轨道上行走，使轮盘式翻抛机能够在支撑架上沿横向往复移动。
8.根据权利要求7所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：所述支撑架两端均通过滚轮架设在所述道轨上，滚轮与纵向电机形成动力连接。
9.根据权利要求6所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：所述电动机的功率为50kW，额定电压为380V，外形尺寸为22000mm×5800mm×4500mm，两侧道轨之间的宽度为20m，翻抛机在道轨上的纵向位移速度为3min/m，翻抛轮盘刀头离地高度为80-120mm。
10.根据权利要求1所述的土壤常温翻抛装置，其特征在于：常温解吸车间建有两道双层密闭物流门。
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