CN111825425A - 一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，包括有机污染土壤筛分破碎单元、集料送料单元、搅拌单元、成型坯制造单元、传送带、高温煅烧单元、尾气处理单元，有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置、电磁吸盘、四齿辊破碎机、球磨机。本发明提供了一种有机污染土壤的的修复与安全利用方法及成套设备，不仅实现了有机污染土壤的治理修复，制备的砖还能够用做建筑材料，实现了污染土壤资源的再利用。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤修复技术领域，具体是指一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备。
背景技术
近年来，我国工业化建设飞速发展的同时，也带来了严重的土壤污染问题。随着城镇化进程的加快以及产业结构的调整，一些电镀、印染、化肥生产、农药生产等企业搬迁、停产或倒闭，遗留了大量的污染场地，污染土壤及地下水严重威胁了人类健康，影响了土地资源的再开发利用。
目前有机污染土壤修复技术主要有水泥窑协同处置技术、热脱附技术和化学氧化技术。虽然具有良好的修复效果，但是水泥窑协同处置技术污染土壤添加比例低，修复周期受污染土壤添加比例、水泥产能产量及水泥厂协同情况影响较大；热脱附技术设备耐高温、耐磨损要求高，安装调试时间长；化学氧化技术可能会产生有毒有害的中间产物，需要关注药剂残留问题，药剂使用不当可能产生安全问题。
为了使有机污染土壤得到高效修复并实现污染土壤资源再利用，本发明提供了一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及成套设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺点，提供一种结构合理，有机污染土壤的修复与安全利用方法及成套设备，实现有机污染土壤的有效修复并资源化再利用。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及成套设备，包括有机污染土壤筛分破碎单元、集料送料单元、搅拌单元、成型坯制造单元、传送带、高温煅烧单元、尾气处理单元；有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置、电磁吸盘、四齿辊破碎机、球磨机，污染土壤经过初步筛分破碎装置，合格粒径污染土壤落至储料腔，铁器杂物被电磁吸盘吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机进一步破碎后再进入球磨机粉碎；集料送料单元设有集料池和送料管道，送料管道竖直设置在集料池的中轴线上；污染土壤和适量水被输送至搅拌单元，在旋转板旋转下被混合搅拌得到泥浆；泥浆进入成型坯制造单元被挤压成型；成型坯经过传送带输通过高温煅烧单元进料口送至高温煅烧单元进行高温煅烧，煅烧过程中产生的废气经过尾气处理后排放。
优选的，有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置、电磁吸盘、四齿辊破碎机、球磨机，污染土壤经过初步筛分破碎装置，合格粒径污染土壤落至储料腔，铁器杂物被电磁吸盘吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机进一步破碎后再进入球磨机粉碎，采用这种结构后，提高了污染土壤粒径的合格率。
优选的，电磁吸盘处于通电状态时，污染土壤中的铁器杂物被牢牢吸附在电磁吸盘表面，使污染土壤与铁器杂物得以分离，当电磁吸盘表面没有空间吸附铁器杂物时，掀开电磁吸盘，并关闭电源，这时铁器杂物会从电磁吸盘表面自动脱落，采用这种结构后，可以高效便捷地实现污染土壤与铁器杂物的分离。
优选的，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机，受到上部两齿辊相对旋转的挤压剪切作用，首次将大粒径的渣石挤轧、剪切后(粗破)，进入相对旋转的下两辊，再次被挤轧、剪切和啮磨(细破)后进入球磨机进一步粉碎，采用这种结构后，破碎齿辊相向运转，具有较好的剪切和拉伸破碎效果，辊齿的运转使渣石破碎后被强制排出，不易产生堵塞现象，经过多次破碎，粉碎程度更彻底。
优选的，送料管道竖直设置在集料池的中轴线上，驱动电机固定于送料管道顶部，与驱动电机连接的转轴贯穿于送料管道的中轴线，螺旋叶片固定于转轴上，螺旋叶片的旋转半径略微小于送料管道的内径，采用这种结构后，随着螺旋叶片的高速旋转，集料池内的污染土壤被高效地输送至搅拌单元。
优选的，搅拌机设有进料口和注水口，与驱动电机连接的搅拌机转轴上固定有旋转板，在旋转板的快速旋转下，土壤与水在搅拌机内被混合搅拌，得到泥浆，开启搅拌机出料口处的移动密封门，泥浆通过成型坯制造单元进料口进入成型坯制造单元。
优选的，泥浆进入成型坯制造单元后经过挤压，得到成批成型坯，经成型坯制造单元出料口进入传送带。
优选的，批量成型坯进入高温煅烧单元进行高温煅烧，煅烧温度高达1500℃，可将有机污染物分解。
优选的，高温煅烧单元配有尾气处理设备，采用这种设备后，成型坯在高温煅烧过程中所产生的废气经过尾气处理设备处理达标后排放。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、污染土壤筛分破碎单元设有多级筛分破碎装置，对污染土壤进行筛分破碎更彻底，保证了筛分后土壤的合格粒径；
2、污染土壤筛分破碎单元设有电磁吸盘，通电状态下，污染土壤中的铁器杂物被牢牢吸附在电磁吸盘表面，使污染土壤与铁器杂物得以分离，当电磁吸盘表面没有空间吸附铁器杂物时，掀开电磁吸盘，并关闭电源，这时铁器杂物会从电磁吸盘表面自动脱落，采用这种结构后，可以高效便捷地实现污染土壤与铁器杂物的分离。
3、筛分破碎处理后的有机污染土壤与水在搅拌机内搅拌混合得到泥浆，泥浆经过成型坯制造单元的挤压，得到成型坯，再进入高温煅烧单元，煅烧过程中所产生的废气经过尾气处理设备处理达标后排放。此法不仅使有机污染土壤中的有机污染物得以去除，最后制成的砖也可以用做建筑材料，实现了有机污染土壤的高效修复与资源化再利用，符合环保理念。
附图说明
图1是本发明设备的结构示意图。
如图所示：1-筛分破碎单元进料口；2-初步筛分破碎装置；3-电磁吸盘；4-储料腔；5-四齿辊破碎机；6-球磨机；7-驱动电机一；8-筛分破碎单元出料口；9-球磨机出料口；10-集料池；11-送料管道进料口；12-螺旋叶片；13-送料管道；14-送料管道转轴；15-驱动电机二；16-送料管道出料口；17-搅拌机；18-驱动电机三；19-搅拌机转轴；20-注水口；21-旋转板；22-移动密封门；23-搅拌机出料口；24-成型坯制造单元进料口；25-成型坯制造单元；26-成型坯制造单元出料口；27-传送带；28-高温煅烧单元进料口；29-高温煅烧单元；30-尾气处理设备；31-烟囱。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，包括有机污染土壤筛分破碎单元、集料送料单元、搅拌单元、成型坯制造单元25、传送带27、高温煅烧单元29、尾气处理单元，有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置2、电磁吸盘3、四齿辊破碎机5、球磨机6，污染土壤经过初步筛分破碎装置2，合格粒径污染土壤落至储料腔4，铁器杂物被电磁吸盘3吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机5进一步破碎后再进入球磨机6粉碎，集料送料单元设有集料池10和送料管道13，送料管道13竖直设置在集料池10的中轴线上，污染土壤和适量水被输送至搅拌单元，在旋转板21旋转下被混合搅拌得到泥浆，泥浆进入成型坯制造单元25被挤压成型，成型坯经过传送带27输送至高温煅烧单元29进行高温煅烧，煅烧过程中产生的废气经过尾气处理后排放。
有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置2、电磁吸盘3、四齿辊破碎机5、球磨机6，污染土壤通过筛分破碎单元进料口1进入到初步筛分破碎装置2，合格粒径的污染土壤落至储料腔4，铁器杂物被电磁吸盘3吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机5进一步破碎后再进入球磨机6粉碎，然后通过球磨机6下部的球磨机出料口9落入下方的集料池10，球磨机6通过驱动电机一7进行驱动。
电磁吸盘3处于通电状态时，污染土壤中的铁器杂物被牢牢吸附在电磁吸盘3表面，使污染土壤与铁器杂物得以分离，当电磁吸盘3表面没有空间吸附铁器杂物时，掀开电磁吸盘3，并关闭电源，这时铁器杂物会从电磁吸盘3表面自动脱落。
集料送料单元设有集料池10和送料管道13，送料管道13竖直设置在集料池10的中轴线上，驱动电机二15固定于送料管道13顶部，与驱动电机二15连接的送料管道转轴14贯穿于送料管道13的中轴线，螺旋叶片12固定于送料管道转轴14上，螺旋叶片12的旋转半径略微小于送料管道13的内径。
筛分破碎后的土壤由有机污染土壤筛分破碎单元的筛分破碎单元出料口8落入集料池10，螺旋叶片12随着转轴高速旋转，集料池10的土壤被不断通过送料管道进料口11送至送料管道13内。
驱动电机三18与搅拌机转轴19固定于搅拌机17的中轴线上，旋转板21固定于搅拌机转轴19两侧，搅拌机17上方的一侧设有注水口20，搅拌机出料口23处设有可开闭的移动密封门22。
土壤从送料管道出料口16落至搅拌机17，通过搅拌机注水口20向搅拌机17内注入适量水，在旋转板21的快速旋转下，土壤与水在搅拌机17内被混合搅拌，得到泥浆，开启搅拌机出料口23处的移动密封门22，泥浆通过成型坯制造单元进料口24进入成型坯制造单元25。
泥浆经过成型坯制造单元25挤压，得到成型坯，经成型坯制造单元出料口26进入传送带27。
成型坯通过传送带27通过高温煅烧单元进料口28进入高温煅烧单元29进行高温煅烧，煅烧温度可达1500℃，此过程可将成型坯中有机污染物高温分解，达到修复目标。
成型坯在高温煅烧过程中所产生的废气经过尾气处理设备30处理达标后通过烟囱31排放。
本发明的工作原理：有机污染土壤经过初步筛分破碎装置，合格粒径的污染土壤落至储料腔，污染土壤中的铁器杂物被电磁吸盘吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机进一步破碎后再进入球磨机粉碎，筛分破碎后的污染土壤和渣石由出料口进入集料池，集料池的中轴线上设有送料管道，随着送料管道内螺旋叶片的高速旋转，集料池内的土壤被输送至搅拌机，通过搅拌机上部注水口向搅拌腔内注入适量水，搅拌腔内的旋转板不断旋转转动，得到泥浆，泥浆进入成型坯制造单元被挤压成型，成型坯经过传送带输送至高温煅烧单元进行高温煅烧，煅烧过程中产生的废气经过尾气处理后排放。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：包括有机污染土壤筛分破碎单元、集料送料单元、搅拌单元、成型坯制造单元(25)、传送带(27)、高温煅烧单元(29)、尾气处理单元，有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置(2)、电磁吸盘(3)、四齿辊破碎机(5)、球磨机(6)，污染土壤经过初步筛分破碎装置(2)，合格粒径污染土壤落至储料腔(4)，铁器杂物被电磁吸盘(3)吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机(5)进一步破碎后再进入球磨机(6)粉碎，集料送料单元设有集料池(10)和送料管道(13)，送料管道(13)竖直设置在集料池(10)的中轴线上，污染土壤和适量水被输送至搅拌单元，在旋转板(21)旋转下被混合搅拌得到泥浆，泥浆进入成型坯制造单元(25)被挤压成型，成型坯经过传送带(27)输送至高温煅烧单元(29)进行高温煅烧，煅烧过程中产生的废气经过尾气处理后排放。
2.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：有机污染土壤筛分破碎单元设有初步筛分破碎装置(2)、电磁吸盘(3)、四齿辊破碎机(5)、球磨机(6)，污染土壤通过筛分破碎单元进料口(1)进入到初步筛分破碎装置(2)，合格粒径的污染土壤落至储料腔(4)，铁器杂物被电磁吸盘(3)吸引去除，大粒径的渣石进入四齿辊破碎机(5)进一步破碎后再进入球磨机(6)粉碎，然后通过球磨机(6)下部的球磨机出料口(9)落入下方的集料池(10)，球磨机(6)通过驱动电机一(7)进行驱动。
3.根据权利要求2所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：电磁吸盘(3)处于通电状态时，污染土壤中的铁器杂物被牢牢吸附在电磁吸盘(3)表面，使污染土壤与铁器杂物得以分离，当电磁吸盘(3)表面没有空间吸附铁器杂物时，掀开电磁吸盘(3)，并关闭电源，这时铁器杂物会从电磁吸盘(3)表面自动脱落。
4.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：集料送料单元设有集料池(10)和送料管道(13)，送料管道(13)竖直设置在集料池(10)的中轴线上，驱动电机二(15)固定于送料管道(13)顶部，与驱动电机二(15)连接的送料管道转轴(14)贯穿于送料管道(13)的中轴线，螺旋叶片(12)固定于送料管道转轴(14)上，螺旋叶片(12)的旋转半径小于送料管道(13)的内径。
5.根据权利要求4所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：筛分破碎后的土壤由有机污染土壤筛分破碎单元的筛分破碎单元出料口(8)落入集料池(10)，螺旋叶片(12)随着转轴高速旋转，集料池(10)的土壤被不断通过送料管道进料口(11)送至送料管道(13)内。
6.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：驱动电机三(18)与搅拌机转轴(19)固定于搅拌机(17)的中轴线上，旋转板(21)固定于搅拌机转轴(19)两侧，搅拌机(17)上方的一侧设有注水口(20)，搅拌机出料口(23)处设有可开闭的移动密封门(22)。
7.根据权利要求6所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：土壤从送料管道出料口(16)落至搅拌机(17)，通过搅拌机注水口(20)向搅拌机(17)内注入适量水，在旋转板(21)的快速旋转下，土壤与水在搅拌机(17)内被混合搅拌，得到泥浆，开启搅拌机出料口(23)处的移动密封门(22)，泥浆通过成型坯制造单元进料口(24)进入成型坯制造单元(25)。
8.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：泥浆经过成型坯制造单元(25)挤压，得到成型坯，经成型坯制造单元出料口(26)进入传送带(27)。
9.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：成型坯通过传送带(27)通过高温煅烧单元进料口(28)进入高温煅烧单元(29)进行高温煅烧，煅烧温度可达1500℃，此过程可将成型坯中有机污染物高温分解，达到修复目标。
10.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的修复与安全利用方法及设备，其特征在于：成型坯在高温煅烧过程中所产生的废气经过尾气处理设备(30)处理达标后通过烟囱(31)排放。
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