CN114308620A - 一种污染土建渣连续筛分清洗系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种污染土建渣筛分清洗系统及方法，包括分段筛分清洗装置、泥水混合池和废水处理单元，泥水混合池的污水出口连通废水处理单元；分段筛分清洗装置包括水平设置的滚筒筛、置于滚筒筛内且水平传送的螺旋传送器、设置于滚筒筛外的壳体和设置于滚筒筛与壳体之间的喷淋器；滚筒筛内沿沿螺旋传送方向依次分为筛分段和清洗段，壳体在筛分段的下方形成污染土收集仓、在清洗段的下方形成泥水收集仓，泥水收集仓的底部连通泥水混合池的进料口；喷淋器位于清洗段的滚筒筛顶面与壳体之间的间隙内。本申请适用于现代化的土壤修复工厂及大型的土壤修复工程中，节约人力、物力，并能将附着于建渣上的污染物清洗干净，达到环保验收标准。
Description
技术领域
本申请涉及污染土预处理技术领域，具体涉及一种污染土建渣筛分清洗设备和方法。
背景技术
筛分是将粒径较大的建渣(砂石)与污染土进行分离，是土壤异位修复的必要预处理环节，从污染土中筛分出的建渣经清洗后可以作为建材回用。传统土壤修复工程实施过程中，建渣通过破碎筛分铲斗筛分出来，再由工人使用水枪冲洗建渣表面多余的污染土，搭配挖机翻转，使之清洗干净。清洗废水及泥浆采用自然漫流或水枪冲洗的方式收集。而在现代化的土壤修复工厂中(污染土集中修复中心，一种新型的土壤修复模式)，污染土年处理量达到几十吨，年产建渣几万吨，采用传统的人工水枪、挖机清洗，费时费力，效率太低。亟需自动化、工业化的建渣筛分、清洗装置，并含废水收集、处理单元。
发明内容
本申请提供一种污染土建渣筛分清洗系统及方法，适用于现代化的土壤修复工厂及大型的土壤修复工程中，节约人力、物力，并能将附着于建渣上的污染物清洗干净，达到环保验收标准。
一种污染土建渣筛分清洗系统，包括分段筛分清洗装置、泥水混合池和废水处理单元，所述泥水混合池的污水出口连通所述废水处理单元的进水口；
所述分段筛分清洗装置包括水平设置的滚筒筛、置于所述滚筒筛内且水平传送的螺旋传送器、设置于所述滚筒筛外的壳体和设置于所述滚筒筛与壳体之间的喷淋器；
所述滚筒筛的进料端和出料端分别设置进料口和出料口，所述滚筒筛内沿螺旋传送方向依次分为筛分段和清洗段，所述壳体在筛分段的下方向下凸出形成污染土收集仓、在清洗段的下方向下凸出形成泥水收集仓，所述泥水收集仓的底部连通所述泥水混合池的进料口；
所述喷淋器位于滚筒筛清洗段的顶面与壳体内壁之间的间隙内
所述废水处理单元的出水回用于所述喷漆器的清洗水。
含建渣的污染土从进料端进入，经筛分、清洗后，建渣从出料端出来。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，所述螺旋输送器包括转轴和安装于转轴上的螺旋叶片，所述转轴同轴贯穿所述滚筒筛且两端均延伸出滚筒筛外，在所述滚筒筛外所述转轴与第一支架转动配合，所述转轴的一端通过第一传动机构与第一驱动机构连接。
可选的，所述第一传动机构为皮带轮传动机构，包括主动轮和从动轮，主动轮与第一驱动机构的输出轴连接，从动轮与转轴固定连接，主动轮和从动轮之间通过皮带连接。
可选的，所述第一驱动机构选电机。
可选的，所述转轴的两端与第一支架连接处设置第一轴承。
可选的，所述滚筒筛的外壁与壳体之间转动配合且滚筒筛的两端均延伸出壳体外，在壳体外所述滚筒筛与第二支架转动配合；所述滚筒筛的一端通过第二传动机构与第二驱动机构连接。
可选的，所述第二传动机构采用齿轮齿带传动机构；所述滚筒筛的外表面固定安装齿带，齿轮和齿带之间相啮合连接，齿轮与第二驱动机构的输出轴连接。
可选的，所述第二驱动机构选电机。
可选的，所述滚筒筛与第二支架的连接处设置第二轴承。
可选的，所述滚筒筛与壳体的连接处设置第三轴承。
可选的，所述喷淋器包括管体和分布于所述管体上的若干喷嘴，所述管体通过管路外接高压水泵。
可选的，所述壳体安装于第三支架上；所述壳体内设置竖向安装的隔板，所述隔板设置于筛分段和清洗段分界处。
可选的，所述滚筒筛的筛孔直径为2cm～3cm；所述筛分段和清洗段的长度分别为3m～8m。
可选的，还包括污染土堆场，来自所述染土收集仓的污染土和泥水混合池的污泥均输送至该污染土堆场。
可选的，所述污水处理单元包括顺次设置的一体化重金属捕捉池、活性炭吸附池和气浮池。
低浓度清洗废水包含污染物主要有：有机物、重金属及其他无机物。清洗废水在回用前需达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)标准，并保证回用时不引入新的污染物。设计的处理工艺为重金属捕捉池+活性炭吸附池+气浮池，清洗废水在集水池中经重力沉淀后，由提升泵打入一体化废水处理设备重金属捕捉池，通过投加重金属捕捉剂，对水中的金属离子进行螯合、固定，重金属捕捉池废水自流入活性炭吸附池，并进行活性炭投加，利用活性炭的微孔吸附作用和电吸附作用，使得水中的有机物和金属螯合物、胶体等污染物吸附在活性炭表面或者微孔中，其混合液自流入一体化气浮装置，在PAC和PAM的共同作用下，将吸附有污染物的活性炭粉末和水中部分未被吸附的污染物进行混凝吸附、絮凝、共混架桥等作用将水中的污染物和大量SS形成大颗粒矾花，气浮溶气罐在较高压力下将空气溶于水中，通过特制的溶气释放器恢复至常压时，在水中形成大量微气泡，这些微气泡和水中絮体或其他悬浮杂质颗粒(简称为絮体颗粒)粘附为一体，形成表观比重小于1的泡絮结合体，并依靠浮力上浮至水面，上浮的絮体悬浮物通过刮泥机进入泥斗，上清液达标排放，流入回用池进行冲洗、洗涤回用。污泥斗底部污泥则通过螺杆泵打入板框压滤机进行泥水二次分离，脱水后的污泥委外进行处理处置，板框压滤液流入清洗废水集水池进行再处理。
在所述废水处理单元内，一体化重金属捕捉池内重金属捕捉剂的投加量为0.1kg-0.5g/L；活性炭吸附池内活性炭的投加量6～7g/L。
本申请还提供一种利用所述污染土建渣筛分清洗系统进行污染土建渣筛分清洗的方法，包括：
将污染土建渣自进料口送入滚筒筛内，在筛分段内，污染土建渣在螺旋输送器推进过程中，污染土和砂石初步分离，污染土经滚筒筛的筛孔下落至污染土收集仓内，然后送至污染土堆场；完成初步筛分后的砂石继续推进进入清洗段内，在清洗段内，砂石推进的同时通过喷淋器向滚筒筛内喷淋清洗水，冲洗包裹于砂石表面的污染土，泥水混合物经滚筒筛的筛孔进入泥水混合仓内，然后进入泥水混合池内，在泥水混合池内经沉降分离后的污水进入污水处理装置、污泥进入污染土堆场；污水处理单元出水回用作喷淋清洗水；经喷淋清洗后的砂石经由出料口排出。
可选的，喷头压力为0.5～0.6MPa、喷头流量0.5-1t/h、喷头数量10个/组*2组；所述转轴和滚筒筛转速均为15～25r/min。
与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果之一：
(1)填补市场空白；当前市场上尚无封闭式建渣喷淋清洗设备及配套水处理装置；
(2)将筛分和清洗工序合并在一个筒体内进行，减少运输成本和操作时间；
(3)清洗段包含高压水冲洗和旋转搅拌，保证建渣被清洗干净，有害物质浓度低于标准值。
附图说明
图1为是本申请筛分清洗系统的结构示意图。
图2为本申请筛分清洗方法的工艺流程图。
图3为图2中废水处理单元的工艺流程图。
图中所示附图标记如下：
1-转轴 2-螺旋叶片 3-第一支架
4-第一轴承 5-主动轮 6-从动轮
7-皮带 8-第一电机 9-滚筒筛
10-进料斗 11-出料口 12-第二支架
13-第二轴承 14-齿带 15-齿轮
16-第二电机 17-壳体 18-污染土收集仓
19-泥水收集仓 20-第三支架 21-第三轴承
22-隔板 23-喷淋器 24-高压水泵
25-控制阀 26-流量计 27-压力表
28-泥水混合池 29-废水处理单元 30-污染土堆场
2901-重金属捕捉池 2902-活性炭吸附池 2903-气浮池
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
如图1所示，一种污染土建渣筛分清洗系统，包括分段筛分清洗装置、泥水混合池28和废水处理单元29。分段筛分清洗装置包括滚筒筛9、螺旋传送器、壳体17和喷淋器23。滚筒筛水平设置，滚筒筛9的进料端设置进料口，进料口连接进料斗10，滚筒筛9的出料端设置出料口11；螺旋输送器的转轴与滚筒筛同轴安装于滚筒筛内，壳体17罩设于滚筒筛9外；
在滚筒筛9的顶面，壳体17内壁与滚筒筛9外壁之间预留空隙。滚筒筛9内沿螺旋输送方向(自进料端到出料端方向)依次分为筛分段和清洗段，壳体在筛分段的下方向下凸出形成污染土收集仓18，污染土收集仓18的底部开设污染土出口，壳体17在清洗段的下方向下凸出形成泥水收集仓19，泥水收集仓19的底部出口连通泥水混合池28的进料口，泥水混合池28设有污泥出口和污水出口，其中污水出口连通废水处理单元29。喷淋器23设置于清洗段并位于滚筒筛9的顶面与壳体17之间的间隙内，用于向滚筒筛9的清洗段内喷淋清洗水，废水处理单元的出水并入喷淋清洗水。
污染土建渣经进料斗10自进料口送入滚筒筛9内，在筛分段内，随着螺旋输送器的推进，污染土和砂石(粒径大于等于3cm)分离，污染土从滚筒筛壁的筛孔下落进入污染土收集仓18，初筛分离后的砂石在螺旋输送器推进作用下进入清洗段，在清洗段内，螺旋推进的同时从滚筒筛9的上方向滚筒筛9内喷淋清洗水，冲洗包裹于砂石表面的污染土，泥水混合物从滚筒筛壁的筛孔下落至泥水收集仓19，然后进入泥水混合池28，在泥水混合池28内经自然沉降后泥水分离，污水进入废水处理单元29，进行下一步处理，污泥可送至污染土堆场进入下一步处理。
螺旋输送器用于在滚筒筛内传送物料，包括传送部和驱动部，作为螺旋输送器的一种实施方式，螺旋输送器包括转轴1和位于转轴1上的螺旋叶片2，转轴1同轴贯穿滚筒筛9安装，转轴的两端延伸出滚筒筛9外，在滚筒筛外，转轴1与第一支架3转动配合，转轴1的其中一端通过第一传动机构与第一驱动机构连接。
第一驱动机构和第一传动机构配合驱动转轴按照所需方向转动，推送进入滚筒筛内的污染土，作为第一驱动机构和第一传动机构的一种实施方式，第一驱动机构选择电机即第一电机8，第一传动机构选择皮带轮传动机构，包括主动轮5、从动轮6和皮带7，主动轮5与第一电机8的输出轴固定连接，从动轮6与转轴1固定连接，主动轮5和从动轮6之间通过皮带7连接。第一支架用于支撑转轴，第一支架3与转轴1的连接处设置第一轴承4。第一电机通过皮带轮传动机构带动转轴转动，将进入筛网筒内的污染土向前推送。
滚筒筛内是筛分主要场所，筛分段内初步分离的污染土和清洗段内冲洗的泥水混合物均经由滚筒筛壁上的筛孔下落，完成不同阶段的分离，在污染土推进过程中，滚筒筛也绕其轴线转动，增强滚筒筛内污染土的搅拌，同时也可减少筛孔堵塞。作为滚筒筛的一种安装和驱动方式，滚筒筛9的外壁与壳体17之间转动配合，滚筒筛9的两端均延伸出壳体17外，在壳体外滚筒筛9与第二支架12转动配合；滚筒筛9的其中一端通过第二传动机构与第二驱动机构连接。
第二驱动机构与第二传动机构相互配合驱动滚筒筛转动，作为第二驱动机构和第二传动机构的一种实施方式，第二驱动机构采用电机即第二电机16，第二传动机构采用齿轮齿带传动机构，齿轮齿带传动机构包括绕滚筒筛的周向固定安装于滚筒筛外表面的齿带14和与齿带14相啮合连接的齿轮15，齿轮15与第二电机16的输出轴连接。第二支架12用于支撑滚筒筛9，第二支架上与滚筒筛9连接处设置第二轴承13，第二电机16通过齿轮齿带传动带动滚筒筛9转动。
滚筒筛的筛孔用于下落污染土或泥水混合物，实现污染土和砂石的分离，在滚筒筛的筛分段内，砂石与污染土分离，砂石的粒径大于等于3cm，因此，滚筒筛的筛孔直径为2cm～3cm。筛分段用于初筛，清洗段用于进一步冲洗分离，筛分段和清洗段的长度可相同也可不同，一种实施方式中，筛分段和清洗段各自的长度分别设置为3m～8m。
壳体17罩设在滚筒筛9外，壳体安装于第三支架20上，壳体17与滚筒筛9外表面的连接处设置第三轴承21，在滚筒筛9外表面与壳体17内表面之间的间隙内设置竖向安装的隔板22，隔板22设于滚筒筛筛分段和清洗段的分界处，将壳体内与筛分段及清洗段对应的空间分隔开，避免相互干扰，隔板22与滚筒筛9的连接处也设置第三轴承。在滚筒筛9的下方，污染土收集仓18和泥水收集仓19大致呈倒椎体状，出料口位于对应仓体的底部。
喷淋器23安装于滚筒筛9的清洗段与壳体17之间的空间内，喷淋器安装于滚筒筛9上方，用于向清洗段内喷射清洗水。作为喷淋器的一种实施方式，喷淋器23包括管体和分布于管体上的若干喷嘴，管体通过管路外接高压水泵24，连接高压水泵24的管路上可设置控制阀25、流量计26和压力表27，便于对喷淋器的喷淋量、压力等参数进行控制。具体地，管体包括总管和若干并行设置的支管，喷嘴设于支管上，总管连接高压水泵。
为便于进一步对来自污染土收集仓的污染土以及泥水混合池的污泥进一步处理，还包括染土堆场30，来自染土收集仓的污染土和泥水混合池的污泥均输送至该污染土堆场。
废水处理单元用于对清洗段产生的废水进行进一步处理，废水处理单元可以包含化学氧化单元和絮凝沉淀单元，污染土携带的有机或无机污染物，经喷淋冲洗进入废水中，废水有机物常用的处理方法为化学氧化，氧化药剂为芬顿、过硫酸盐等，无机物(如重金属、氟化物、As等)用絮凝沉淀方法去除。处理后的出水可回用于清洗段，作为喷淋冲洗用水。
一种具体的实施方式中，废水处理单元包括顺次设置的重金属捕捉池2901、活性炭吸附池2902和气浮池2903。
利用上述污染土建渣筛分清洗系统进行污染土建渣筛分清洗的方法，其工艺流程如图3所示，将污染土建渣自进料口送入滚筒筛内，在筛分段内，污染土建渣在螺旋输送器推进过程中，污染土和砂石初步分离，污染土经滚筒筛的筛孔下落至污染土收集仓内，然后送至污染土堆场；完成初步筛分后的砂石继续推进进入清洗段内，在清洗段内，砂石推进的同时通过喷淋器向滚筒筛内喷淋清洗水，冲洗包裹于砂石表面的污染土，泥水混合物经滚筒筛的筛孔进入泥水混合仓内，然后进入泥水混合池内，在泥水混合池内经沉降分离后的污水进入污水处理装置、污泥进入污染土堆场；经喷淋清洗后的砂石经由出料口排出，送至建材市场。
喷淋器的喷头压力0.6MPa、喷头流量0.5-1t/h、喷头数量10个/组*2组。转轴和滚筒筛的转速均为20r/min。
废水进一步进行化学氧化和絮凝沉淀，处理工艺如图3所示：
来自泥水混合池的清洗废水首先进入清洗废水集水池，汇集后首先送入重金属捕捉池，向废水送加入重金属捕捉剂，进行重金属捕捉；该步骤中，重金属捕捉剂可从常见的重金属捕捉剂中选择，例如，可选自二硫代胺基甲酸盐类衍生物(DTC类)等。
经重金属捕捉处理后的废水送入活性炭吸附池中，向废水中投加活性炭，进行活性炭吸附；该步骤中，活性炭的投加量可按6～7g/L投加。
经活性炭吸附处理后的废水送入气浮池中，进行加药气浮处理，加入药物为PAC和/或PAM，加入量可按0.01～0.08g/L。
气浮处理后的净化出水进入回用水池，用作厂区洗涤回用，如前段筛分清洗。
污染土进一步可选择热脱附、生物堆、固化/稳定化、化学氧化/还原、水泥窑协同处置、建筑材料制作等方法进行处理。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，包括分段筛分清洗装置、泥水混合池和废水处理单元，所述泥水混合池的污水出口连通所述废水处理单元的进水口；
所述分段筛分清洗装置包括水平设置的滚筒筛、置于所述滚筒筛内且水平传送的螺旋传送器、设置于所述滚筒筛外的壳体和设置于所述滚筒筛与壳体之间的喷淋器；
所述滚筒筛的进料端和出料端分别设置进料口和出料口，所述滚筒筛内沿螺旋传送方向依次分为筛分段和清洗段，所述壳体在筛分段的下方向下凸出形成污染土收集仓、在清洗段的下方向下凸出形成泥水收集仓，所述泥水收集仓的底部连通所述泥水混合池的进料口；
所述喷淋器位于滚筒筛清洗段的顶面与壳体内壁之间的间隙内；
所述废水处理单元的出水回用于所述喷淋器的清洗水。
2.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，所述螺旋输送器包括转轴和安装于转轴上的螺旋叶片，所述转轴同轴贯穿所述滚筒筛且两端均延伸出滚筒筛外，在所述滚筒筛外所述转轴与第一支架转动配合，所述转轴的一端通过第一传动机构与第一驱动机构连接。
3.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，所述滚筒筛的外壁与壳体之间转动配合且滚筒筛的两端均延伸出壳体外，在壳体外所述滚筒筛与第二支架转动配合；所述滚筒筛的一端通过第二传动机构与第二驱动机构连接。
4.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，所述喷淋器包括管体和分布于所述管体上的若干喷嘴，所述管体通过管路外接高压水泵。
5.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，所述壳体安装于第三支架上；所述壳体内设置竖向安装的隔板，所述隔板设置于筛分段和清洗段分界处。
6.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，所述滚筒筛的筛孔直径为2cm～3cm；所述筛分段和清洗段的长度分别为3m～8m。
7.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，还包括污染土堆场，来自所述染土收集仓的污染土和泥水混合池的污泥均输送至该污染土堆场。
8.根据权利要求1所述的污染土建渣筛分清洗系统，其特征在于，所述废水处理单元包括顺次设置的重金属捕捉池、活性炭吸附池和气浮池。
9.一种利用如权利要求1所述污染土建渣筛分清洗系统进行污染土建渣筛分清洗的方法，其特征在于，包括：
将污染土建渣自进料口送入滚筒筛内，在筛分段内，污染土建渣在螺旋输送器推进过程中，污染土和砂石初步分离，污染土经滚筒筛的筛孔下落至污染土收集仓内，然后送至污染土堆场；完成初步筛分后的砂石继续推进进入清洗段内，在清洗段内，砂石推进的同时通过喷淋器向滚筒筛内喷淋清洗水，冲洗包裹于砂石表面的污染土，泥水混合物经滚筒筛的筛孔进入泥水混合仓内，然后进入泥水混合池内，在泥水混合池内经沉降分离后的污水进入污水处理单元、污泥进入污染土堆场；污水处理单元出水回用作喷淋清洗水；经喷淋清洗后的砂石经由出料口排出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述喷淋器的，喷头压力为0.5～0.6MPa、喷头流量为0.5-1t/h；所述转轴和滚筒筛转速均为15～25r/min。
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