CN116603846A - 一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法 - Google Patents
一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116603846A CN116603846A CN202310418544.9A CN202310418544A CN116603846A CN 116603846 A CN116603846 A CN 116603846A CN 202310418544 A CN202310418544 A CN 202310418544A CN 116603846 A CN116603846 A CN 116603846A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chamber
- removal chamber
- air
- mercury
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 87
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 90
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 90
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000005067 remediation Methods 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 47
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- YZOUYRAONFXZSI-SBHWVFSVSA-N (1S,3R,5R,6R,8R,10R,11R,13R,15R,16R,18R,20R,21R,23R,25R,26R,28R,30R,31S,33R,35R,36R,37S,38R,39S,40R,41S,42R,43S,44R,45S,46R,47S,48R,49S)-5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxymethyl)-37,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49-dodecamethoxy-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxaoctacyclo[31.2.2.23,6.28,11.213,16.218,21.223,26.228,31]nonatetracontane-36,38-diol Chemical compound O([C@@H]([C@H]([C@@H]1OC)OC)O[C@H]2[C@@H](O)[C@@H]([C@@H](O[C@@H]3[C@@H](CO)O[C@@H]([C@H]([C@@H]3O)OC)O[C@@H]3[C@@H](CO)O[C@@H]([C@H]([C@@H]3OC)OC)O[C@@H]3[C@@H](CO)O[C@@H]([C@H]([C@@H]3OC)OC)O[C@@H]3[C@@H](CO)O[C@@H]([C@H]([C@@H]3OC)OC)O3)O[C@@H]2CO)OC)[C@H](CO)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@H]3[C@@H](CO)O1 YZOUYRAONFXZSI-SBHWVFSVSA-N 0.000 description 1
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000378 teratogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003390 teratogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0027—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
- B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
- B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本申请公开了一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法,涉及污染土壤修复治理技术领域。不仅能够有效处理复合污染土壤,而且具有结构简单、操作方便以及可在污染现场就地进行土壤修复治理的优点。该装置包括热脱附室、动力室、除尘室、风冷除烃室、水冷除汞室、水冷除烃室、吸附室和喷淋室;热脱附室能够对土壤进行热脱附修复;动力室能够传输气体;除尘室能够对气体进行除尘;风冷除烃室能够去除气体中的四环以上的多环芳烃;水冷除汞室能够去除气体中的单质态汞;水冷除烃室去除三环及三环以下的多环芳烃;吸附室能够去除残留的汞蒸气;喷淋室能够去除气体中残留的多环芳烃。本申请同时公开了一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复方法。
Description
技术领域
本申请涉及污染土壤修复治理技术领域,尤其涉及一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法。
背景技术
随着社会的快速发展,许多石油、木材和烟草等生产加工企业停产搬迁后遗留场地的土壤都为多环芳烃污染土壤。这类土壤存在多环芳烃和重金属复合污染的问题。多环芳烃类化合物是存在于环境中的具有毒性、致癌、致畸、致突变性且难降解的持久性有机污染物。重金属污染物会沉积到环境介质中,这些污染物通过环境介质进入并在生物体内积累。汞是一种典型的重金属污染物,能通过植物和水生动物最终进入食物链,并迅速向上层营养级发生转移,通过食物链的放大作用最终危害人体健康。目前面对汞和多环芳烃复合污染土壤常用的修复方法有化学修复、生物修复、固化稳定化和热脱附等,都存在处理成本较高的问题。
中国专利《多环芳烃与重金属复合污染场地土壤的化学-微生物联合修复方法》(公开号:CN102941225A),公开了一种重金属和有机物复合污染土壤的修复技术和工艺。具体公开了该修复技术包括对污染土壤进行破碎筛分,将粒径小于2毫米的土粒置于搅拌器内;修复体系设置:加入甲基β环糊精淋洗液至搅拌器中;调节反应温度至50±2℃;同时调节超声发射仪:35kHz超声30min;连续淋洗工作:重复上述步骤连续淋洗修复3次;降解菌深度修复:对连续淋洗修复后土壤接种多环芳烃降解菌,调控N/P为10:1,持续降解90~140天。该技术的缺点是:淋洗过程中涉及到加热及超声仪器的使用,如果针对大规模的修复工程实践,其实施难度较大且成本较高。
发明内容
本申请的实施例提供一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法,不仅能够有效处理复合污染土壤,而且具有结构简单、操作方便以及可在污染现场就地进行土壤修复治理的优点。
为达到上述目的,一方面,本申请的实施例提供了一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,包括由下至上依次设置的热脱附室、动力室、除尘室、风冷除烃室、水冷除汞室、水冷除烃室、吸附室和喷淋室;所述热脱附室能够对待修复土壤进行热脱附修复;所述动力室能够将热脱附室内产生的混合气体传输至除尘室内;所述除尘室能够对混合气体进行除尘;所述风冷除烃室能够将经除尘室处理后的混合气体中的四环以上的多环芳烃除去;所述水冷除汞室能够将经风冷除烃室处理后的混合气体中的单质态汞除去;所述水冷除烃室能够将经水冷除汞室处理的混合气体中的三环及三环以下的多环芳烃除去;所述吸附室能够将经水冷除烃室处理后的混合气体中残留的汞蒸气吸附;所述喷淋室能够将经吸附室处理后的混合气体中残留的多环芳烃吸收。
进一步地,所述热脱附室包括外壳、隔热层和金属隔离网;所述隔热层贴附于所述外壳的内壁上;所述隔热层与所述金属隔离网之间形成加热环腔;所述金属隔离网内部形成土壤内腔;所述加热环腔的侧壁上设有与外部气源连通的加热环腔进气口;所述加热环腔内设有第一温度控制器和电加热器;所述土壤内腔设有导气螺旋搅拌器。
进一步地,所述外壳和所述金属隔离网均为上下贯通的圆筒状,且两者同轴设置;所述外壳的侧壁上设有土壤进料口和土壤出料口;所述土壤进料口处设有密封门。
进一步地,所述导气螺旋搅拌器包括芯轴和设置在所述芯轴上的螺旋搅拌轮;所述芯轴和所述螺旋搅拌轮均为中空结构,且两者的内部连通;所述螺旋搅拌轮在转动的反方向设有凹槽,所述凹槽的槽底上设有允许土壤内腔中的混合气体进入的进气孔;所述芯轴的上端设有排气口。
进一步地,所述动力室内设有驱动电机和风机;所述驱动电机的输出端连接所述导气螺旋搅拌器;所述风机的进气管连通所述导气螺旋搅拌器的排气口,所述风机的排气管连通所述除尘室的入口。
进一步地,所述风冷除烃室内设有第一冷凝螺旋管和第一冷凝液排放管;所述第一冷凝螺旋管的底部入口与所述除尘室的出口连通;所述第一冷凝液排放管与所述第一冷凝螺旋管的冷凝液出口连通;所述风冷除烃室的侧壁上设有风冷除烃室进风口和风冷除烃室出风口;所述风冷除烃室进风口和所述风冷除烃室出风口相对错位设置;所述风冷除烃室出风口可选择地连通加热环腔进气口和外部气源;所述风冷除烃室内设有第二温度控制器;所述水冷除汞室内设有第二冷凝螺旋管和第二冷凝液排放管;所述第二冷凝螺旋管的底部入口与所述第一冷凝螺旋管的上部出口连通;所述第二冷凝液排放管与所述第二冷凝螺旋管的冷凝液出口连通;所述水冷除汞室的侧壁上设有第一冷却水进口和第一冷却水出口;所述第一冷却水进口和所述第一冷却水出口相对错位设置;所述水冷除汞室内设有第三温度控制器;所述水冷除烃室内设有第三冷凝螺旋管和第三冷凝液排放管;所述第三冷凝螺旋管的底部入口与所述第二冷凝螺旋管的上部出口连通;所述第三冷凝液排放管与所述第三冷凝螺旋管的冷凝液出口连通;所述水冷除烃室的侧壁上设有第二冷却水进口和第二冷却水出口;所述第二冷却水进口和所述第二冷却水出口相对错位设置;所述水冷除烃室内设有第四温度控制器。
进一步地,所述吸附室中充填有对汞蒸气有强吸附效果的吸附剂;或,所述喷淋室的顶部设有淋洗液喷洒器,所述喷淋室的下部设有淋洗液聚集器和储液槽;所述淋洗液喷洒器能够喷洒四氯化碳溶液。
进一步地,所述喷淋室的上方还设有除雾室,所述除雾室内设有折流板除雾器;所述除雾室的顶部设有排气扇。
进一步地,所述热脱附室的底部设有多个沿热脱附室的周向均布的滚轮。
另一方面,本申请的实施例还提供了一种基于上述汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置的修复方法,包括以下步骤:S1、将破碎和筛分后的待修复土壤放入热脱附室内,控制热脱附室内温度至550℃并持续25分钟,使土壤中的汞和多环芳烃被加热、脱附后进入空气中,形成混合气体;S2、动力室使驱动热脱附室内产生的混合气体进入至除尘室内;S3、除尘室对混合气体进行除尘;S4、除尘后的混合气体进入风冷除烃室,控制风冷除烃室内的温度至370℃,使混合气体中的四环以上的多环芳烃冷凝并排出;S5、经风冷除烃室处理后的混合气体后进入水冷除汞室,控制水冷除汞室内的温度至350℃,使混合气体中的单质态汞冷凝并排出;S6、经水冷除汞室处理后的混合气体后进入水冷除烃室,控制水冷除烃室内的温度至330℃,使混合气体中的三环及以下的多环芳烃冷凝并排出;S7、经水冷除烃室处理后的混合气体后进入吸附室,残留的汞蒸气被吸附;S8、经吸附室处理后的混合气体后进入喷淋室,残留的多环芳烃被吸收。
本申请具有以下有益效果:
1、本申请实施例汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置结构简单,且不需要超声仪器等价格较高的设备,具有制造成本低,操作方便的优点。
2、本申请实施例汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置能够在污染现场就地进行土壤修复治理,不需要将待修复的土壤转运至处理场所,节省了成本。
3、本申请实施例汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置将风冷除烃室的出风口与加热环腔进气管连通,对风冷除烃室产生的余热进行了回收利用,节约了能源。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为本申请实施例汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置的结构示意图;
图2为本申请实施例汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置中螺旋搅拌轮的剖视图。
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。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;对于本领域的普通技术人员而言,可以视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图1,本申请的实施例提供了一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,包括由下至上依次设置的热脱附室1、动力室2、除尘室3、风冷除烃室4、水冷除汞室5、水冷除烃室6、吸附室7、喷淋室8和除雾室9。
热脱附室1包括外壳11、隔热层12和金属隔离网13。其中,外壳11和金属隔离网13均为立式圆筒状,且两者同轴设置。为了提高强度,外壳11采用不锈钢材质。外壳11的侧壁上部开设土壤进料口111,土壤进料口111处设有可滑动的密封门。外壳11的侧壁下部设有可开关的土壤出料口112。由此,既方便进料,又能防止散热和污染。
隔热层12贴附于外壳11的内壁上。隔热层12采用隔热性能较好的陶瓷纤维层。隔热层12与金属隔离网13之间形成加热环腔14,金属隔离网13内部形成土壤内腔15。由此,热脱附室1的保温性能更好,且可以防止待修复土壤中的大颗粒进入加热环腔14。
加热环腔14的侧壁上设有加热环腔进气口141。加热环腔进气口141处设有与外部的大气连通的加热环腔进气管16。加热环腔14内设有第一温度控制器(图中未示)和多个电加热器17。第一温度控制器电和加热器17电连接。加热器17对进入加热环腔14中的空气加热,第一温度控制器通过控制加热器17的启停,调控加热环腔14的温度至550℃,热空气再通过金属隔离网13进入土壤内腔15,对土壤内腔15中的土壤进行加热处理。土壤内腔15内的污染土壤脱附修复时间为25分钟。
为了使从土壤中脱附的含有汞和多环芳烃的混合气体快速进入除尘室3中,土壤内腔15中同轴设有导气螺旋搅拌器18。导气螺旋搅拌器18包括芯轴181和缠绕在芯轴181上的螺旋搅拌轮182。芯轴181和螺旋搅拌轮182均为中空结构,且两者的内部连通。参照图2,螺旋搅拌轮182在转动的反方向设有凹槽,凹槽的槽底上设有多个允许土壤内腔15中的混合气体进入的进气孔183。参照图1,芯轴181的上端形成排气口。
由此,导气螺旋搅拌器18对土壤进行搅拌混合,土壤中的汞和多环芳烃被加热、脱附进入空气中。另外,为了便于移运,热脱附室1的底部设有四个沿热脱附室1的周向均布的四个滚轮19,滚轮19选用橡胶轮。
继续参照图1,动力室2连接在在热脱附室2的上部。动力室2的外形也为圆筒状。动力室2内沿轴向设有驱动电机21和风机22。其中,驱动电机21的下部输出端连接导气螺旋搅拌器18的芯轴181。风机22的进气管连通导气螺旋搅拌器18上部的排气口,风机22的排气管连通除尘室3的入口。由此,驱动电机21能够带动导气螺旋搅拌器18转动,将混合气体吸入导气螺旋搅拌器18的腔体内,再由风机22将混合气体输送至除尘室3内。
除尘室3连接在动力室2的上部。除尘室3内设有布袋除尘器31,布袋除尘器31能够对进入其内的混合气体进行除尘。布袋除尘器31的入口连通风机22的排气管,出口连通风冷除烃室4。
风冷除烃室4连接在除尘室3的上部。风冷除烃室4内设有第一冷凝螺旋管41和第一冷凝液排放管42。其中,第一冷凝螺旋管41沿竖直方向延伸,第一冷凝液排放管42沿水平方向延伸。第一冷凝螺旋管41包括底部入口、冷凝液出口和顶部出口。第一冷凝螺旋管41的底部入口与布袋除尘器31的出口连通,第一冷凝螺旋管41的冷凝液出口与第一冷凝液排放管42的入口连通,第一冷凝螺旋管41的顶部出口与水冷除汞室5连通。第一冷凝液排放管42的出口连通风冷除烃室4的外部。
风冷除烃室4的侧壁上还设有风冷除烃室进风口43和风冷除烃室出风口44。风冷除烃室进风口43位于风冷除烃室4一侧侧壁的下部,风冷除烃室出风口44设置在风冷除烃室进风口43相对的一侧,且其靠近顶部设置。风冷除烃室出风口43可选择地连通加热环腔进气管16或外部空气。由此,风冷除烃室4内产生的带有余热的空气可以进入加热环腔14内进行余热回收利用。相比直接通入常温的大气,带有余热的空气可以节约能源。风冷除烃室4内设有用于调节腔体内温度的第二温度控制器(图中未示)。需要说明的是,通入外部空气的管道上和加热环腔进气管16的管道上均设有阀门。第二温度控制器与进风管道上的阀门电连接,通过第二温度控制器控制进风口处阀门的开度,调控进入的新鲜风量就能够调控风冷除烃室内的温度至370℃,使混合气体中的四环以上的多环芳烃冷凝,由气体变为液体,然后被第一冷凝液排放管42接收和排出。
水冷除汞室5连接在风冷除烃室4的上部,且其结构与风冷除烃室4的结构相同。具体的,水冷除汞室5内设有第二冷凝螺旋管51和第二冷凝液排放管52。第二冷凝螺旋管51的底部入口与第一冷凝螺旋管41的上部出口连通,第二冷凝螺旋管51的冷凝液出口与第二冷凝液排放管52连通,第二冷凝螺旋管51的定部入口与水冷除烃室6的入口连通。第二冷凝液排放管52的出口连通水冷除汞室5的外部。
水冷除汞室5的侧壁上设有第一冷却水进口53和第一冷却水出口54。第一冷却水进口53位于水冷除汞室5一侧侧壁的下部,第一冷却水出口54设置在第一冷却水进口53相对的一侧,且其靠近顶部设置。水冷除汞室5内设有第三温度控制器(图中未示)。需要说明的是,第一冷却水进口53和第一冷却水出口54处均设有阀门。第三温度控制器与进水管道上的阀门电连接,通过调控进入的冷却水量能够调控水冷除汞室5内的温度至350℃,使混合气体中的单质态汞冷凝,由气体变为液体,然后被第二冷凝液排放管52接收和排出。
水冷除烃室6连接在水冷除汞室5的上部,且其结构也与风冷除烃室4的结构相同。具体的,水冷除烃室6内设有第三冷凝螺旋管61和第三冷凝液排放管62。第三冷凝螺旋管61的底部入口与第二冷凝螺旋管51的上部出口连通,第三冷凝螺旋管61的冷凝液出口与第三冷凝液排放管62连通,第三冷凝螺旋管61的顶部出口与水冷除烃室6的侧壁上设有第二冷却水进口和第二冷却水出口与吸附室7的入口连通。第三冷凝液排放管62的出口连通水冷除烃室6的外部。
水冷除烃室6的侧壁上设有第二冷却水进口63和第二冷却水出口64。第二冷却水进口63位于水冷除烃室6一侧侧壁的下部,第二冷却水出口64设置在第二冷却水进口63相对的一侧,且其靠近顶部设置。水冷除烃室6内设有第四温度控制器(图中未示)。需要说明的是,第二冷却水进口63和第二冷却水出口64处均设有阀门。第四温度控制器与进水管道上的阀门电连接,通过调控进入的冷却水量能够调控水冷除烃室6内的温度至330℃,使混合气体中的三环及三环以下的多环芳烃冷凝,由气体变为液体,然后被第三冷凝液排放管62接收和排出。
吸附室7连接在水冷除烃室6的上部。吸附室7中充填有二氧化锰颗粒物。二氧化锰颗粒物对汞蒸气有强吸附效果,能够将经水冷除烃室6处理后的混合气体中残留的汞蒸气吸附。使用时,需定期对吸附剂动态吸附量进行检测,当动态吸附量降低至设计值的80%时须更换吸附剂。
喷淋室8连接在吸附室7的上部。喷淋室8的顶部设有淋洗液喷洒器81,下部设有淋洗液聚集器82和储液槽83。其中,储液槽83靠近喷淋室8的底部设置。淋洗液喷洒器81能够喷洒四氯化碳溶液,四氯化碳溶液能够将经吸附室7处理后的混合气体中残留的多环芳烃吸收。淋洗液聚集器82能够收集反应后的四氯化碳溶液,并将其聚集至储液槽83内。
除雾室9连接在喷淋室8的上部,除雾室9内设有折流板除雾器91,除雾室9的顶部为锥面,锥面的最高处设有排气扇92。排气扇92能够将整个修复装置中的气体向上吸。由此,除雾室9中的气体中的液滴被拦截下来,最后干净的气体被排气扇92排出。
另一方面,本申请的实施例还提供了一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复方法,包括以下步骤:
步骤一、将破碎和筛分后的待修复土壤由土壤进料口111放入土壤内腔15中,控制电加热器对空气进行加热,第一温度控制器调控热脱附室1内的温度至550℃,热空气在风机22和排气扇92的抽排作用下,通过金属隔离网13进入土壤内腔15,并对土壤进行加热,土壤内腔15中的待修复土壤脱附修复时间为25分钟。
步骤二、电机21启动并带动导气螺旋搅拌器18对土壤进行搅拌混合,土壤中的汞和多环芳烃被加热、脱附进入空气中,通过螺旋搅拌轮182上的进气孔183进入芯轴181内,并在风机22的作用下进入除尘室3。
步骤三、布袋除尘器31对混合气体进行除尘处理。
步骤四、除尘后的混合气体进入风冷除烃室4,第二温度控制器调控风冷除烃室4内的温度至370℃,使混合气体中的四环以上的多环芳烃冷凝并排出。
步骤五、经风冷除烃室4处理后的混合气体后进入水冷除汞室5,第三温度控制器调控水冷除汞室5内的温度至350℃,使混合气体中的单质态汞冷凝并排出。
步骤六、经水冷除汞室5处理后的混合气体后进入水冷除烃室6,第四温度控制器调控水冷除烃室6内的温度至330℃,使混合气体中的三环及以下的多环芳烃冷凝并排出。
步骤七、经水冷除烃室6处理后的混合气体后进入吸附室7,残留的汞蒸气被吸附剂吸附。
步骤八、经吸附室7处理后的混合气体进入喷淋室8,残留的多环芳烃被淋洗液吸收。
步骤九、经喷淋室8处理后的混合气体进入除雾室10,气体中的液滴被拦截下来,干净的气体被排气扇92排出。
步骤十、修复后的土壤从土壤出料口112排出,回填原地。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,
包括由下至上依次设置的热脱附室、动力室、除尘室、风冷除烃室、水冷除汞室、水冷除烃室、吸附室和喷淋室;
热脱附室能够对待修复土壤进行热脱附修复;
所述动力室能够将热脱附室内产生的混合气体传输至除尘室内;
所述除尘室能够对混合气体进行除尘;
所述风冷除烃室能够将经除尘室处理后的混合气体中的四环以上的多环芳烃除去;
所述水冷除汞室能够将经风冷除烃室处理后的混合气体中的单质态汞除去;
所述水冷除烃室能够将经水冷除汞室处理的混合气体中的三环及三环以下的多环芳烃除去;
所述吸附室能够将经水冷除烃室处理后的混合气体中残留的汞蒸气吸附;
所述喷淋室能够将经吸附室处理后的混合气体中残留的多环芳烃吸收。
2.根据权利要求1所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述热脱附室包括外壳、隔热层和金属隔离网;所述隔热层贴附于所述外壳的内壁上;所述隔热层与所述金属隔离网之间形成加热环腔;所述金属隔离网内部形成土壤内腔;所述加热环腔的侧壁上设有与外部气源连通的加热环腔进气口;所述加热环腔内设有第一温度控制器和电加热器;所述土壤内腔设有导气螺旋搅拌器。
3.根据权利要求2所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述外壳和所述金属隔离网均为上下贯通的圆筒状,且两者同轴设置;所述外壳的侧壁上设有土壤进料口和土壤出料口;所述土壤进料口处设有密封门。
4.根据权利要求2所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述导气螺旋搅拌器包括芯轴和设置在所述芯轴上的螺旋搅拌轮;所述芯轴和所述螺旋搅拌轮均为中空结构,且两者的内部连通;所述螺旋搅拌轮在转动的反方向设有凹槽,所述凹槽的槽底上设有允许土壤内腔中的混合气体进入的进气孔;所述芯轴的上端设有排气口。
5.根据权利要求2所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述动力室内设有驱动电机和风机;所述驱动电机的输出端连接所述导气螺旋搅拌器;所述风机的进气管连通所述导气螺旋搅拌器的排气口,所述风机的排气管连通所述除尘室的入口。
6.根据权利要求1所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述风冷除烃室内设有第一冷凝螺旋管和第一冷凝液排放管;所述第一冷凝螺旋管的底部入口与所述除尘室的出口连通;所述第一冷凝液排放管与所述第一冷凝螺旋管的冷凝液出口连通;所述风冷除烃室的侧壁上设有风冷除烃室进风口和风冷除烃室出风口;所述风冷除烃室进风口和所述风冷除烃室出风口相对错位设置;所述风冷除烃室出风口可选择地连通加热环腔进气口和外部气源;所述风冷除烃室内设有第二温度控制器;
所述水冷除汞室内设有第二冷凝螺旋管和第二冷凝液排放管;所述第二冷凝螺旋管的底部入口与所述第一冷凝螺旋管的上部出口连通;所述第二冷凝液排放管与所述第二冷凝螺旋管的冷凝液出口连通;所述水冷除汞室的侧壁上设有第一冷却水进口和第一冷却水出口;所述第一冷却水进口和所述第一冷却水出口相对错位设置;所述水冷除汞室内设有第三温度控制器;
所述水冷除烃室内设有第三冷凝螺旋管和第三冷凝液排放管;所述第三冷凝螺旋管的底部入口与所述第二冷凝螺旋管的上部出口连通;所述第三冷凝液排放管与所述第三冷凝螺旋管的冷凝液出口连通;所述水冷除烃室的侧壁上设有第二冷却水进口和第二冷却水出口;所述第二冷却水进口和所述第二冷却水出口相对错位设置;所述水冷除烃室内设有第四温度控制器。
7.根据权利要求1所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述吸附室中充填有对汞蒸气有强吸附效果的吸附剂;或,所述喷淋室的顶部设有淋洗液喷洒器,所述喷淋室的下部设有淋洗液聚集器和储液槽;所述淋洗液喷洒器能够喷洒四氯化碳溶液。
8.根据权利要求1所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述喷淋室的上方还设有除雾室,所述除雾室内设有折流板除雾器;所述除雾室的顶部设有排气扇。
9.根据权利要求1所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置,其特征在于,所述热脱附室的底部设有多个沿热脱附室的周向均布的滚轮。
10.一种基于权利要求1~9任一所述的汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置的修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将破碎和筛分后的待修复土壤放入热脱附室内,控制热脱附室内温度至400~550℃并持续20~30分钟,使土壤中的汞和多环芳烃被加热、脱附后进入空气中,形成混合气体;
S2、动力室使驱动热脱附室内产生的混合气体进入至除尘室内;
S3、除尘室对混合气体进行除尘;
S4、除尘后的混合气体进入风冷除烃室,控制风冷除烃室内的温度至370~380℃,使混合气体中的四环以上的多环芳烃冷凝并排出;
S5、经风冷除烃室处理后的混合气体后进入水冷除汞室,控制水冷除汞室内的温度至350~355℃,使混合气体中的单质态汞冷凝并排出;
S6、经水冷除汞室处理后的混合气体后进入水冷除烃室,控制水冷除烃室内的温度至300~335℃,使混合气体中的三环及以下的多环芳烃冷凝并排出;
S7、经水冷除烃室处理后的混合气体后进入吸附室,残留的汞蒸气被吸附;
S8、经吸附室处理后的混合气体后进入喷淋室,残留的多环芳烃被吸收。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310418544.9A CN116603846A (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310418544.9A CN116603846A (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116603846A true CN116603846A (zh) | 2023-08-18 |
Family
ID=87678957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310418544.9A Pending CN116603846A (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116603846A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117564071A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-02-20 | 江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院 | 一种汞污染耕地安全利用生态修复装置及其方法 |
-
2023
- 2023-04-19 CN CN202310418544.9A patent/CN116603846A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117564071A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-02-20 | 江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院 | 一种汞污染耕地安全利用生态修复装置及其方法 |
CN117564071B (zh) * | 2024-01-16 | 2024-04-16 | 江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院 | 一种汞污染耕地安全利用生态修复装置及其方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN206731803U (zh) | 污染场地原位复合式热解吸修复系统 | |
CN116603846A (zh) | 一种汞和多环芳烃复合污染土壤修复装置及方法 | |
WO2013106946A1 (zh) | 一种污泥绝量化的污水处理系统设备及污水回用的方法 | |
CN110280578B (zh) | 一种持久性有机污染土壤修复处理的集成装置 | |
CN105170634B (zh) | 一种卤代烃污染土壤修复装置 | |
CN105753088A (zh) | 一种回转式微波废水处理装置 | |
CN105983570A (zh) | 用于污染场地修复的电磁热解吸修复方法及装置 | |
CN101643205B (zh) | 活性炭微波激活设备及方法 | |
CN106268169A (zh) | 等离子裂解氧化协同微电解净化有机废气的装置与方法 | |
CN112620327B (zh) | 一种热脱附助剂协同微生物控制土壤异味的装置及方法 | |
CN211637715U (zh) | 一种用于处理voc污染土壤的强化通风氧化装置 | |
CN112404121A (zh) | 一种用于修复有机污染土壤的螺旋搅拌型生物反应器及方法 | |
KR100928739B1 (ko) | 스팀찜질 공정을 포함하는 오염토양의 처리방법 및 그 장치 | |
CN201250103Y (zh) | 活性炭微波激活设备 | |
JP3395899B2 (ja) | 車載型汚染土壌排出水処理装置 | |
CN114522972B (zh) | 一种土壤热脱附流化床调节系统及调节方法 | |
CN108817063A (zh) | 一种土壤有机物污染处理装置 | |
CN215327499U (zh) | 一种化学实验室废水的处理设备 | |
CN115026118A (zh) | 一种土壤有机物热脱附系统及方法 | |
CN212349871U (zh) | 一种土壤修复发生器 | |
CN110732551B (zh) | 一种有机污染土壤微波及高压脉冲放电复合修复设备 | |
CN114682622B (zh) | 多功能修复主体设备及其有机污染土壤修复装置和方法 | |
CN218835571U (zh) | 一种污染土壤的异位热强化抽提处理装置 | |
CN212664498U (zh) | 一种土壤淋洗耦合热脱附装置 | |
CN216987038U (zh) | 一种适用于有机气体的收集混合处理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |