CN115338244A - 异位土壤淋洗修复系统与处理待修复土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了异位土壤淋洗修复系统与处理待修复土壤的方法；异位土壤淋洗修复系统包括：卧式且架空设置的滚筒，其内部为传送待修复土壤的通道，两端设有与通道连通的进料口和出料口，滚筒设有淋洗液入口，在邻近出料口部位设有用于固液分离的排水口；处在滚筒下方且临近进料口的第一存储池，其内设有气泡发生装置，该气泡发生装置连通淋洗液入口向滚筒内提供一次淋洗液；处在滚筒下方且临近出料口的第二存储池，其与排水口连通；在空间位置上低于滚筒的气浮池，其接收来自滚筒的土壤以及第二存储池的二次淋洗液，其顶部设有浮渣刮除装置，其内部设有用于传送来自滚筒土壤的网带机构。上述系统对污染土壤的处理效果佳、且能够循环利用淋洗液。

Description

异位土壤淋洗修复系统与处理待修复土壤的方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别是涉及异位土壤淋洗修复系统与处理待修复土壤的方法。

背景技术

土壤异位修复指将受污染土壤从污染源地挖掘或抽提出来，搬运或转移至其他位置进行治理修复。土壤淋洗是指将污染土壤按照粒径进行分离，将粗颗粒的砾石、砂质土与细颗粒的粉土、粘土组分分开，然后采用水等淋洗液对粗颗粒表面送散吸附的污染物进行冲洗，将污染物转移至液相中进行集中处理，清洗干净的粗颗粒可资源化利用，而淋洗液需要收集起来进行无害化处理，处理后的水可以回用于淋洗工艺。

土壤污染源主要包括有机污染物和有机污染物，现有的异位淋洗修复系统除去河道底泥污染物的效果不佳，且使用过的淋洗液的循环利用率低。

发明内容

本发明旨在提供实施方式简单，处理效果佳的异位土壤淋洗修复系统与处理待修复土壤的方法以解决河道污染底泥处理困难问题。

本发明中的异位土壤淋洗修复系统，包括：

卧式且架空设置的滚筒，所述滚筒内部为传送待修复土壤的通道，滚筒的两端设有与所述通道连通的进料口和出料口，所述滚筒设有淋洗液入口，在邻近所述出料口部位设有用于固液分离的排水口；

第一存储池，处在滚筒下方且临近进料口，所述第一存储池内设有气泡发生装置，该气泡发生装置连通所述淋洗液入口向滚筒内提供一次淋洗液；

第二存储池，处在滚筒下方且临近出料口，所述第二存储池与所述排水口连通；

气浮池，在空间位置上低于所述滚筒，所述气浮池接收来自滚筒的土壤以及所述第二存储池的二次淋洗液，所述气浮池的顶部设有浮渣刮除装置，所述气浮池的内部设有用于传送来自所述滚筒土壤的网带机构。

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，所述气泡发生装置包括：

泵，泵入口用于接收第一存储池内的初始淋洗液；

纳米气泡发生器，纳米气泡发生器入口与泵出口连通，纳米气泡发生器出口用于输出一次淋洗液；

管道，自纳米气泡发生器出口连通至所述滚筒的淋洗液入口。

可选的，所述管道邻近淋洗液入口的一端配置有喷淋器。

可选的，所述滚筒包括转动安装的筒体以及与所述筒体联动的电机；所述淋洗液入口与所述进料口开设于同一位置。

可选的，所述滚筒包括固定安装的外筒、转动安装于所述外筒中的内筒、以及与所述内筒联动的电机；所述内筒的筒壁为筛网状，所述淋洗液入口开设于所述外筒的筒壁。

可选的，所述淋洗液入口有多个，且沿外筒轴向依次排布。

可选的，所述内筒沿轴向分为多个处理单元，相邻处理单元之间设置环形的挡板；针对内筒中的每个单元，至少配置一个淋洗液入口。

可选的，所述网带机构按照传输方向依次包括下降段、平置段和上升段；

所述气浮池设有二次淋洗液入口，且该二次淋洗液入口位于所述下降段的下方；

所述浮渣刮除装置处在所述平置段的正上方、且临近上升段。

可选的，所述气浮池与所述第一存储池之间配置回流管道。

本发明还提供了一种处理待修复土壤的方法，采用任一所述的异位土壤淋洗修复系统，处理过程包括：

在初始淋洗液中生成纳米气泡，得到一次淋洗液；

将所述一次淋洗液作用于待修复土壤，经一次固液分离，得到的固相为一次处理土壤，液相为含有由纳米气泡融合成的微米气泡的二次淋洗液；

将二次淋洗液作用于一次处理土壤，且在该过程中去除浮渣，得到二次处理土壤；

所述二次处理土壤经二次固液分离，得到修复后土壤。

与现有技术相比，本发明提供的异位土壤淋洗修复系统能够有效去除河道底泥的污染物，处理过程简单，且该过程中淋洗液的循环利用率高。

附图说明

图1为本发明一实施例异位土壤淋洗修复系统的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

10、滚筒；11、进料口；12、通道；13、出料口；14、淋洗液入口；15、排水口；16、筒体；17、电机；

20、第一存储池；21、气泡发生装置；211、泵；212、纳米气泡发生器；213、管道；22、喷淋器；

30、第二存储池；

40、气浮池；41、浮渣刮除装置；42、网带机构；421、下降段；422、平置段；423、上升段；43、二次淋洗液入口。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅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。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

河道底泥为水体中的微生物、腐殖质、土壤等混合物经长时间物理化学、生物作用以及水体传输而沉积于河道底部所形成，其含有大量的有机污染物和无机污染物，目前，处理河道底泥的方法主要分为原位处理技术与异位处理技术，其中，异位处理技术可通过异位淋洗修复系统处理待修复土壤，即采用淋洗液洗涤土壤，但由于底泥土壤中的污染物种类繁多，现有技术很难满足环境处理要求，且使用过的淋洗液的循环利用率低，造成资源的浪费。

针对上述技术问题，本发明一实施例提供了异位土壤淋洗修复系统，包括滚筒10、第一存储池20、第二存储池30以及气浮池40，其中滚筒10为卧式且架空设置，滚筒10内部为传送待修复土壤的通道12，滚筒10的两端设有与通道12连通的进料口11和出料口13，滚筒10设有淋洗液入口，在邻近出料口13部位设有用于固液分离的排水口15；第一存储池20处在滚筒10下方且临近进料口11，第一存储池20内设有气泡发生装置21，该气泡发生装置21连通淋洗液入口向滚筒10内提供一次淋洗液；第二存储池30处在滚筒10下方且临近出料口13，第二存储池30与排水口15连通；气浮池40在空间位置上低于滚筒10，气浮池40能够接收来自滚筒10的土壤以及第二存储池30的二次淋洗液，其顶部设有浮渣刮除装置41，气浮池40的内部设有用于传送来自滚筒10土壤的网带机构；参见图1。

采用上述异位土壤淋洗修复系统处理待修复土壤，其处理过程包括：

步骤S100：在初始淋洗液中生成纳米气泡，得到一次淋洗液；

步骤S200：将一次淋洗液作用于待修复土壤，经一次固液分离，得到的固相为一次处理土壤，液相为含有由纳米气泡融合成的微米气泡的二次淋洗液；

步骤S300：将二次淋洗液作用于一次处理土壤，且在该过程中去除浮渣，得到二次处理土壤；

步骤S400：二次处理土壤经二次固液分离，得到修复后土壤。

上述待修复土壤指污染的底泥土壤；纳米气泡指小于1μm的气泡，纳米气泡具有很多理化功能，例如：改善水体中溶氧情况，加快污染物被氧化的速度；纳米气泡在水中爆破时产生的高温高压会产生大量的超声波，可将水中的氧气分解成活性较强的负离子，负离子具有清除多种化合物以及杀灭细菌的作用。微米气泡指不小于1μm的气泡，适用于气浮作业。

第一存储池20中，气泡发生装置21将初始淋洗液生成含有大量纳米气泡的一次淋洗液，并输送至滚筒10内用于洗涤滚筒10中待修复土壤；在转动的滚筒10中，一次淋洗液与动态传送中的待修复土壤充分混合，从而清除部分污染物，该清除涉及物理反应，例如溶解，以及化学反应，例如氧化还原反应；当土壤传送至在邻近出料口13部位的排水口15时，进行固液分离，分离的液体进入第二存储池30，由于纳米气泡在滚筒10作剧烈运动，因此至少有一部分的纳米气泡消解并相互融合形成微米气泡，得到二次淋洗液，参见图1，图中白色箭头表示淋洗液传送方向，黑色箭头表示土壤的传送方向，图中还简单演示了淋洗液中气泡的大小变化；气浮池40的网带机构42接收并传送来自滚筒10出料口13的一次处理土壤，来自第二存储池30的二次淋洗液主要用于浮选一次处理土壤中的污染物，且经气浮产生的浮渣由气浮池40顶部的浮渣刮除装置41刮除，实现污染物的进一步去除，得到二次处理土壤；网带机构42最终将二次处理土壤传送出气浮池40，完成二次固液分离，得到修复后土壤。

需要指出的，初始淋洗液可以是未使用过的淋洗液，也可以是使用过的淋洗液。

纳米气泡的产生依托于气泡发生装置21，一实施例中，气泡发生装置21包括泵211、纳米气泡发生器212以及管道213；其中，泵入口用于接收第一存储池20内的初始淋洗液，纳米气泡发生器入口与泵出口连通，因此，泵211能够为纳米气泡发生器212提供流体；纳米气泡发生器出口用于输出一次淋洗液，而管道213自纳米发生器出口连通至滚筒10的淋洗液入口，以将一次淋洗液输送至滚筒10内。

纳米气泡发生器212包括回旋室、与回旋室连接的流体导入口以及贯穿回旋室的壁面，且突出到回旋室内部的排出筒。其中，沿回旋室的内侧面的切线方向，从流体导入口导入气液混合流体；回旋室为气液混合流体回旋的场所；排出筒的作用为想着与导入气液混合流体的方向基本相垂直的方向引导气流混合流体。该纳米气泡发生器通过隔离已导入的流体的通路，能够降低流体的回旋流的运动能量的损失，从而产生纳米级的微小气泡。

从淋洗液入口输入的一次淋洗液用于淋洗土壤，为了提升淋洗效果，一实施例中，管道213邻近淋洗液入口的一端配置有喷淋器22。一般喷淋面积越大，淋洗效果越好，因此，选用扇形喷淋器22能够有效提升淋洗效果。

滚筒10是土壤淋洗和转动洗涤的重要场所，现有滚筒10类型主要有两种：轮斗式、螺旋式。针对不同类型的滚筒10，转动模式以及淋洗液入口位置有很大的不同。

例如，一实施例中，滚筒10包括转动安装的筒体16以及与筒体16联动的电机17；淋洗液入口与进料口11开设于同一位置。筒体16与电机17的联动可通过简单的轮齿传动实现。这种滚筒10结构简单，设备成本低，但在进行土壤修复作业时，需将淋洗液提前注入再开启滚筒10的转动。

另一实施例中，滚筒包括固定安装的外筒、转动安装于外筒中的内筒、以及与内筒联动的电机；内筒的筒壁为筛网状，淋洗液入口开设于外筒的筒壁。在进行土壤修复作业时，滚筒的转动与淋洗液的注入互不干涉，即可同步进行，持续注入淋洗液淋洗滚筒中的土壤，处理效果更佳。

一实施例中，淋洗液入口有多个，且沿外筒轴向依次排布。有利于大幅度提升淋洗范围，达到更好的淋洗效果。

进一步的，一实施例中，内筒沿轴向分为多个处理单元，相邻处理单元之间设置环形的挡板，这些挡板可以减缓传送土壤的速度，保证土壤在各个单元中能够淋洗液充分混合，有助于深层地去除土壤中的污染物。针对内筒中的每个单元，至少配置一个淋洗液入口，以满足多次淋洗的要求，不断地清除土壤中的污染物。

气浮池40在空间位置上低于滚筒10，该布局能够降低传送土壤所需的能耗，相应地，需在气浮池40中合理布置网带机构42。一实施例中，网带机构42按照传输方向依次包括下降段421、平置段422和上升段423；气浮池40设有二次淋洗液入口43，且该二次淋洗液入口43位于下降段421的下方；浮渣刮除装置41处在平置段422的正上方、且临近上升段423。

为了提升淋洗液的循环利用率，一实施例中，气浮池40与第一存储池20之间配置回流管道。根据实际作业情况，开启两者之间的连通，使固液分离后的淋洗液回流至第一存储池。

本发明提供的异位土壤淋洗修复系统在处理待修复土壤中有很好的应用，通过气泡发生装置21在淋洗液中产生纳米气泡，能够高效去除土壤中的污染物，且纳米气泡转变为微米气泡用于后续的气浮作业，进一步清除土壤中的污染物，实现对污染土壤的修复。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，包括：

卧式且架空设置的滚筒，所述滚筒内部为传送待修复土壤的通道，滚筒的两端设有与所述通道连通的进料口和出料口，所述滚筒设有淋洗液入口，在邻近所述出料口部位设有用于固液分离的排水口；

第一存储池，处在滚筒下方且临近进料口，所述第一存储池内设有气泡发生装置，该气泡发生装置连通所述淋洗液入口向滚筒内提供一次淋洗液；

第二存储池，处在滚筒下方且临近出料口，所述第二存储池与所述排水口连通；

气浮池，在空间位置上低于所述滚筒，所述气浮池接收来自滚筒的土壤以及所述第二存储池的二次淋洗液，所述气浮池的顶部设有浮渣刮除装置，所述气浮池的内部设有用于传送来自所述滚筒土壤的网带机构。

2.根据权利要求1所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述气泡发生装置包括：

泵，泵入口用于接收第一存储池内的初始淋洗液；

纳米气泡发生器，纳米气泡发生器入口与泵出口连通，纳米气泡发生器出口用于输出一次淋洗液；

管道，自纳米气泡发生器出口连通至所述滚筒的淋洗液入口。

3.根据权利要求2所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述管道邻近淋洗液入口的一端配置有喷淋器。

4.根据权利要求1所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述滚筒包括转动安装的筒体以及与所述筒体联动的电机；所述淋洗液入口与所述进料口开设于同一位置。

5.根据权利要求1所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述滚筒包括固定安装的外筒、转动安装于所述外筒中的内筒、以及与所述内筒联动的电机；所述内筒的筒壁为筛网状，所述淋洗液入口开设于所述外筒的筒壁。

6.根据权利要求5所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述淋洗液入口有多个，且沿外筒轴向依次排布。

7.根据权利要求5所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述内筒沿轴向分为多个处理单元，相邻处理单元之间设置环形的挡板；

针对内筒中的每个单元，至少配置一个淋洗液入口。

8.根据权利要求1所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述网带机构按照传输方向依次包括下降段、平置段和上升段；

所述气浮池设有二次淋洗液入口，且该二次淋洗液入口位于所述下降段的下方；

所述浮渣刮除装置处在所述平置段的正上方、且临近上升段。

9.根据权利要求1所述的异位土壤淋洗修复系统，其特征在于，所述气浮池与所述第一存储池之间配置回流管道。

10.一种处理待修复土壤的方法，其特征在于，采用权利要求1～9任一所述的异位土壤淋洗修复系统，处理过程包括：

在初始淋洗液中生成纳米气泡，得到一次淋洗液；

将所述一次淋洗液作用于待修复土壤，经一次固液分离，得到的固相为一次处理土壤，液相为含有由纳米气泡融合成的微米气泡的二次淋洗液；

将二次淋洗液作用于一次处理土壤，且在该过程中去除浮渣，得到二次处理土壤；

所述二次处理土壤经二次固液分离，得到修复后土壤。

Images