CN112044949A - 一种有机污染土壤处理系统与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污染土壤处理技术领域，公开了一种有机污染土壤处理系统，包括开挖设备、转运设备、ALLU筛分机和前处理装置，还包括微生物反应器，微生物反应器包括反应器本体和设置于反应器本体内部的至少一部搅拌装置，反应器本体设置在加热套之中，加热套和反应器本体内均设有温度监测装置；微生物反应器的底部还设有用于向反应器本体内导入外部气体的曝气设备；还包括板框压滤机和隔膜泵，隔膜泵将微生物反应器中的处理完成的泥浆状态的土壤泵入板框压滤机进行干燥处理，具备修复效果好和系统复杂度低，稳定可靠和运行成本低廉的优点。

Description

一种有机污染土壤处理系统与处理方法

技术领域

本发明涉及有机污染土壤处理技术领域，尤其涉及一种有机污染土壤处理系统和处理方法。

背景技术

有机污染土壤是指被石油烃、多环芳烃(分子中含有2个或2个以上苯环的碳氢化合物)等有机物污染的土壤。有机污染物由于在土壤中稳定性高、难降解，且具有三致效应，因此有机污染场地的修复受到极大的关注。

微生物降解技术因具有修复成本低、环境影响小、无污染等优点而备受推荐。

微生物降解使用方法分为原位处置和异位处置。原位处置由于修复周期特别长，日常维护开销较大，对于土质要求高等制约，故该处置方式并没有得到广泛的应用。异位微生物降解的主要处置方式为干法生物堆法，该方法通过污染土壤清挖，筛分预处理，将微生物降解菌与土壤混合均匀，并提供适合微生物降解的理想环境条件。将混合后的土壤和卵石运入土壤处置场，卵石铺设在生物堆的最底层，用于抽气管网的气体分配和保护，运行生物堆对污染土壤进行处理，并定期监测污染物的去除程度和抽气量、压力、温度、湿度、堆内氧气含量等参数。处理过程中产生的废气进入尾气净化设备处理，渗滤液进入废水处理设施，修复后的土壤达到修复目标后可用于填埋造地。

微生物堆干法降解有机污染土有成本相对低廉、处置量大、环境友好等优点，但是处置周期长、占地面积大、工程配套设施投资占比高等缺点。微生物堆干法降解有机污染土通常需要控制的因素有温度、通气量、土壤混合均匀程度等，总之对于环境的要求比较高。目前的异位微生物降解反应设备普遍结构复杂，操作繁琐，土壤曝气不充分，对不同粘性和粒径的土壤适应性差，土壤难混匀，导致微生物降解效率低。微生物湿法降解有机污染土壤可以大大提高有机污染物的传质效率，进而提高微生物对有机污染物的降解效率。微生物湿法降解有机污染土技术具有修复成本低、环境影响小等优点，是未来有机污染土壤修复的趋势。

申请号为CN201811098008.0的中国发明公开了一种有机污染土壤净化方法及有机污染土壤净化装置，包括如下步骤：将土壤置于红外辐射环境中，辐射红外线穿透到土壤中，加热土壤以吹脱土壤吸附的有机物，产生高温的VOC气体；将高温的VOC气体转入填充有颗粒状或蜂窝状的第一催化剂的反应器，VOC气体通过自带的热量，在第一催化剂的作用下发生氧化反应，除去部分VOC气体；反应器未反应的VOC气体进入催化吸收塔，催化吸收塔的底部装有吸收液，吸收液内混有第二催化剂，在第二催化剂的作用下，VOC气体生成水溶性较好的有机酸类物质并溶解于吸收液中。该方法虽然具有修复效果好、修复效率高的优点，但是需要使用到复杂的专用设备，存在着运行成本高且稳定性较差的缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例提供一种有机污染土壤处理系统和处理方法，用以解决现有的有机污染土地的净化处理问题，相比现有的处理设备和处理方法具备修复效果好和系统复杂度低，稳定可靠和运行成本低廉的优点。

(二)发明内容

本发明实施例提供一种有机污染土壤处理系统，包括开挖设备、转运设备、ALLU筛分机和前处理装置，还包括微生物反应器，微生物反应器包括反应器本体和设置于反应器本体内部的至少一部搅拌装置，反应器本体设置在加热套之中，加热套和反应器本体内均设有温度监测装置；微生物反应器的底部还设有用于向反应器本体内导入外部气体的曝气设备；还包括板框压滤机和隔膜泵，隔膜泵将微生物反应器中的处理完成的泥浆状态的土壤泵入板框压滤机进行干燥处理。

其中，搅拌装置设置有两组。

其中，反应器本体呈长方体，且顶部设有敞口。

其中，曝气设备包括依次连接的储气罐、空压机和曝气管，反应器本体的底部设有曝气孔，曝气孔内设有气石。

其中，加热套包裹在反应器本体的外部，加热套内充满了导热液，且加热套内还设有电热管。

其中，前处理装置包括泥浆搅拌釜和设置于其旁侧的土壤输送装置，泥浆搅拌釜内设有搅拌装置和带升降装置的过滤格栅，过滤格栅上方的还设有水份喷淋装置，水份喷淋装置位于泥浆搅拌釜内；过滤格栅上方的泥浆搅拌釜侧壁上设有进料口，土壤输送装置连接进料口，泥浆搅拌釜的底部设有出料口。

一种有机污染土壤处理方法，包括如下工序：

a)、开挖：将有机污染土壤进行采挖；

b)、转运：将工序a)中采挖出的有机污染土壤转运至待处理土壤仓库；

c)、筛分：使用ALLU筛分机对有机污染土地进行筛分，筛分出粒径为5cm至10cm的有机污染土壤。

d)、搅拌：将工序c)筛分后的有机污染土壤和水按照1-4:1的比例在泥浆搅拌釜进行混合，搅拌后得到泥浆。

e)、微生物反应：将工序d)中得到的泥浆在微生物反应器中进行生物降解和曝气处理。

f)、固液分离：将工序e)中的到的泥浆泵入到板框压滤机进行固液分离。

进一步的，在工序e)中，泥浆的加入量不超过所属微生物反应器容积的2/3。

进一步的，在工序e)中，在泥浆加入到微生物反应器之中后，还要加入降解菌菌粉、无机营养盐和表面活性剂。

进一步的，所述降解菌菌粉为假单胞菌或固氮弧菌或假单胞菌和固氮弧菌的混合物。

(三)有益效果

本发明实施例提供的一种有机污染土壤处理系统，包括开挖设备、转运设备、ALLU筛分机和前处理装置，还包括微生物反应器，微生物反应器包括反应器本体和设置于反应器本体内部的至少一部搅拌装置，反应器本体设置在加热套之中，加热套和反应器本体内均设有温度监测装置；微生物反应器的底部还设有用于向反应器本体内导入外部气体的曝气设备；还包括板框压滤机和隔膜泵，隔膜泵将微生物反应器中的处理完成的泥浆状态的土壤泵入板框压滤机进行干燥处理，该有机污染土壤处理系统能够半自动化的流水线式完成有机污染土壤的净化处理，不需要使用红外辐射器等复杂精密的设备，相比现有的处理设备和处理方法具备修复效果好和系统复杂度低，稳定可靠和运行成本低廉的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的一种有机污染土壤处理系统的示意图。

图2是本发明实施例中的一种有机污染土壤处理方法的流程图。

附图标记说明：

1、ALLU筛分机； 2、泥浆搅拌釜； 3、土壤输送装置；

4、过滤格栅； 5、水份喷淋装置； 6、滚筒筛分机；

7、微生物反应器； 8、曝气设备； 9、板框压滤机；

10、储水罐； 11、土壤收集箱。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”“第三”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。

图1是本发明实施例中的一种有机污染土壤处理系统的示意图，包括开挖设备(图中未示出)、转运设备(图中未示出)、ALLU筛分机1和前处理装置，分别用于有机污染土壤的采挖和转运，待处理的有机污染土壤转运至待处理土壤仓库后，由ALLU筛分机1进行筛分，筛分后有机污染土壤的粒径大概为5-10cm，初筛后的有机污染土壤加入到前处理装置的泥浆搅拌釜2中，加入有机污染土壤的同时进行搅拌，水土按照质量比为1:1-4的比例混合。前处理装置包括泥浆搅拌釜2和设置于其旁侧的土壤输送装置3，泥浆搅拌釜2内设有搅拌装置和带升降装置的过滤格栅4，过滤格栅4上方的还设有水份喷淋装置5，水份喷淋装置5位于泥浆搅拌釜2内；过滤格栅4上方的泥浆搅拌釜2侧壁上设有进料口，土壤输送装置3连接进料口，泥浆搅拌釜2的底部设有出料口，泥浆搅拌釜2的中部设有3cm的直径的过滤格栅4，用于过滤大颗粒砂石、垃圾等杂物。待泥浆排放完成后，过滤在过滤格栅4上的大颗粒砾石及垃圾通过泥浆搅拌釜2壁上的开口排除，搅拌后的泥浆输送到滚筒筛分机6中，筛分机筛孔的孔径为1cm，分离后的泥浆泵送到微生物反应器7中。

微生物反应器7包括反应器本体和设置于反应器本体内部的两部搅拌装置，反应器本体设置在加热套之中，加热套和反应器本体内均设有温度监测装置；微生物反应器7的底部还设有用于向反应器本体内导入外部气体的曝气设备8；还包括板框压滤机9和隔膜泵，隔膜泵将微生物反应器7中的处理完成的泥浆状态的土壤泵入板框压滤机9进行干燥处理。进一步的，泥浆在微生物反应器7中还需要进行生物降解和曝气处理。

反应器本体呈长方体，且顶部设有敞口，反应器本体内部的至少一部搅拌装置，反应器本体设置在加热套之中，加热套和反应器本体内均设有温度监测装置，反应器底部设有曝气装置，为微生物的扩增提供充足的空气

泥浆加入量为反应器本体的2/3处，然后向反应器本体中添加降解菌菌粉以及无机营养盐，降解菌包括但不限于假单胞菌、固氮弧菌等，每克高效降解菌菌粉含有活菌数量大概为3×10¹⁰个左右，每方污染土添加40-60g高效降解菌菌粉。营养盐可为微生物的扩增提供营养物质，可以满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动。无机营养盐的种类及添加比例如下：

组分	含量	微量元素母液	含量
				KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>	338.8mg/L	FeCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O	1500.0mg/L
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>	234.0mg/L	CoCl<sub>6</sub>·H<sub>2</sub>O	190.0mg/L
				Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	100.0mg/L	MnSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O	100.0mg/L
CaCl<sub>2</sub>	3.9mg/L	ZnCl<sub>2</sub>	70.0mg/L
				MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O	59.3mg/L	NiCl<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O	24.0mg/L
Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>·12H<sub>2</sub>O	890.7mg/L	NaMoO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O	24.0mg/L
				FeSO<sub>4</sub>	0.3mg/L	MnCl<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O	6.0mg/L
微量元素母液	1.0mL	CuCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O	2.0mg/L

添加液为质量比为0.1％-0.3％的阴离子表面活性剂，提高传质效率以增强微生物的处理效率。

反应完成后的泥浆使用隔膜泵输送至板框压滤机9进行固液分离，对分离后水进行收集并输送至储水罐10中，对收集的水分进行重复使用。分离处理后的土壤集中放置到土壤收集箱11待检。

该有机污染土壤处理装置和处理系统能够半自动化的流水线式完成有机污染土壤的净化处理，不需要使用红外辐射器等复杂精密的设备，相比现有的处理设备和处理方法具备修复效果好和系统复杂度低，稳定可靠和运行成本低廉的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种有机污染土壤处理系统，包括开挖设备、转运设备、ALLU筛分机和前处理装置，其特征在于，还包括微生物反应器，所述微生物反应器包括反应器本体和设置于所述反应器本体内部的至少一部搅拌装置，所述反应器本体设置在加热套之中，所述加热套和所述反应器本体内均设有温度监测装置；所述微生物反应器的底部还设有用于向所述反应器本体内导入外部气体的曝气设备；还包括板框压滤机和隔膜泵，所述隔膜泵将所述微生物反应器中的处理完成的泥浆状态的土壤泵入所述板框压滤机进行干燥处理。

2.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤处理系统，其特征在于，所述搅拌装置设置有两组。

3.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤处理系统，其特征在于，所述反应器本体呈长方体，且顶部设有敞口。

4.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤处理系统，其特征在于，所述曝气设备包括依次连接的储气罐、空压机和曝气管，所述反应器本体的底部设有曝气孔，所述曝气孔内设有气石。

5.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤处理系统，其特征在于，所述加热套包裹在所述反应器本体的外部，所述加热套内充满了导热液，且所述加热套内还设有电热管。

6.根据权利要求2所述的一种有机污染土壤处理系统，其特征在于，所述前处理装置包括泥浆搅拌釜和设置于其旁侧的土壤输送装置，其特征在于，所述泥浆搅拌釜内设有搅拌装置和带升降装置的过滤格栅，所述过滤格栅上方的还设有水份喷淋装置，所述水份喷淋装置位于所述泥浆搅拌釜内；所述过滤格栅上方的泥浆搅拌釜侧壁上设有进料口，所述土壤输送装置连接所述进料口，所述泥浆搅拌釜的底部设有出料口。

7.一种有机污染土壤处理方法，其特征在于，包括如下工序：

a)、开挖：将有机污染土壤进行采挖；

b)、转运：将工序a)中采挖出的有机污染土壤转运至待处理土壤仓库；

c)、筛分：使用ALLU筛分机对有机污染土地进行筛分，筛分出粒径为5cm至10cm的有机污染土壤。

d)、搅拌：将工序c)筛分后的有机污染土壤和水按照1-4:1的比例在泥浆搅拌釜进行混合，搅拌后得到泥浆。

e)、微生物反应：将工序d)中得到的泥浆在微生物反应器中进行生物降解和曝气处理。

f)、固液分离：将工序e)中的到的泥浆泵入到板框压滤机进行固液分离。

8.根据权利要求7所述的土壤试样制备装置，其特征在于，在所述工序e)中，泥浆的加入量不超过所述微生物反应器容积的2/3。

9.根据权利要求7所述的土壤试样制备装置，其特征在于，在所述工序e)中，在泥浆加入到所属微生物反应器之中后，还要加入降解菌菌粉、无机营养盐和表面活性剂。

10.根据权利要求9所述的土壤试样制备装置，其特征在于，所述降解菌菌粉为假单胞菌或固氮弧菌或假单胞菌和固氮弧菌的混合物。

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