CN204996821U - 一种高含水率重金属污染泥土处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高含水率重金属污染泥土处理装置，包括：预处理系统、熔融系统和气体处理系统；预处理系统包括：物料仓、搅拌装置、物料输送部件、板框压滤机和保温炉；熔融系统包括：电源、气瓶、等离子体炬、坩埚及熔融炉；电源通过导线与等离子体炬连接；气瓶通过密封管与等离子体炬连通；等离子体炬设置在熔融炉内；熔融炉上开设排气口；气体处理系统的进气口通过保温管与熔融炉的排气口连通。该处理装置集预处理、尾气处理和循环利用于一体，具有结构紧凑、操作方便、适应性强、效率高，可以大规模工程应用，实现各种高含水率重金属污染土壤的高效、快速修复。

Description

一种高含水率重金属污染泥土处理装置

技术领域

本实用新型涉及环境工程技术领域，特别涉及一种高含水率重金属污染泥土处理装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展和城市化进程的加快，大量的遗留污染土地亟需治理。根据2014年环保部发布的全国土壤污染调查公报显示：全国土壤总的点位超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。从污染类型看，以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。从污染物超标情况看，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％。因此，重金属污染土地治理已成为亟待解决的重要环境问题之一。

重金属污染土修复技术包括固化/稳定化法、微生物去除法，化学法(药剂洗涤、热分解等)，物理法(电流使带电离子迁移等)以及种植植物等。固化稳定化方法应用较多，但处理后土壤的环境风险依然存在。药剂淋洗方法对土壤结构性影响较大，修复后土壤基本上无法实现资源化利用，且该技术成本较高。微生物和植物修复方法周期长，不适用于急待开发的污染场地。

现有技术中污染土处理方法大多采用高温热处理技术，将污染泥土在高温状态下熔化成液态，再将液态熔渣经过气冷或水淬处理，产生玻璃态熔渣。熔融过程中污染泥土中有机物发生热分解、燃烧及气化，气体可资源化利用，而无机物则熔融形成玻璃质熔渣。但由于污染泥土中含水率普遍较高，热处理消耗的能量较大，因此，该技术成本高。我国污染土壤修复行业起步较晚，相关处理技术与设备匮乏，导致污染土处理效果差、成本高且二次污染风险大。

实用新型内容

本申请提供的一种高含水率重金属污染泥土处理装置，解决了或部分解决了现有技术中热处理过程消耗能量比较多，工艺成本比较高，污染土处理效果比较差，二次污染的风险比较大的技术问题，实现了热处理前显著降低重金属污染泥土中含水率，提高等离子体熔融处理的效果和效率，节约成本，避免产生的尾气造成二次污染的技术效果。

本申请提供的一种高含水率重金属污染泥土处理装置包括：预处理系统、熔融系统和气体处理系统；

所述预处理系统包括：物料仓、搅拌装置、物料输送部件、板框压滤机及保温炉；所述物料仓开设入料口及出料口；所述搅拌装置设置在所述物料仓内；所述物料输送部件通过管道连通所述物料仓的出料口；所述物料输送部件的出口通过管道连通所述熔融炉内的坩埚；所述板框压滤机设置在所述物料输送部件出口的管道上；所述保温炉设置在所述板框压滤机与熔融炉之间；所述保温炉的进料口通过管道与所述板框压滤机的出料口连通；所述保温炉的出料口通过管道与所述熔融炉内的坩埚连通；所述保温炉上开设进气口及排气孔；

所述熔融系统包括：电源、气瓶、等离子体炬、坩埚及熔融炉；所述电源通过导线与所述等离子体炬连接；所述气瓶通过密封管与所述等离子体炬连通；所述等离子体炬设置在所述熔融炉内；所述坩埚设置在所述熔融炉内，位于所述等离子体炬的下方；所述熔融炉上开设排气口；

所述气体处理系统的进气口通过保温管与所述熔融炉的排气口连通；所述气体处理系统的出气口通过保温管与所述保温炉的进气口连通。

作为优选，所述搅拌装置竖直安装在所述物料仓的顶部中央；

所述物料仓的入料口设置在所述物料仓的顶部边缘。

作为优选，所述物料输送部件为泥浆泵。

作为优选，所述坩埚设置在所述熔融炉的底部中心；

所述等离子体炬固定在所述熔融炉的顶部中心；

所述等离子体炬与坩埚之间的距离小于30cm。

作为优选，所述处理装置还包括：控制箱；

所述控制箱通过逻辑电路与所述搅拌装置、物料输送部件、等离子体炬电性连接，能控制所述搅拌装置、物料输送部件、等离子体炬的工作或停止。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用了预处理系统、熔融系统和气体处理系统的结构，预处理系统包括：物料仓、搅拌装置、物料输送部件、板框压滤机及保温炉，将污染泥土导入物料仓的入料口，通过搅拌装置对污染泥土进行搅拌，使污染泥土均匀，松散，有助于提高脱水效率；板框压滤机通过压缩污染泥土，使污染泥土中的水份被挤出；熔融系统包括：等离子体炬、坩埚及熔融炉，物料输送部件将搅拌后的污染泥土送入熔融炉内的坩埚中，通过等离子体炬对坩埚内的污染泥土进行高温加热，使污染泥土变成熔融态的玻璃质熔渣；同时，通过气体处理系统对熔融炉中排放的有毒气体进行收集和处理，确保无二次污染。这样，有效解决了现有技术中热处理过程消耗能量比较多，工艺成本比较高，污染土处理效果比较差，二次污染的风险比较大的技术问题，实现了热处理前显著降低重金属污染泥土中含水率，提高等离子体熔融处理的效果和效率，节约成本，避免产生的尾气造成二次污染的技术效果。

2、由于采用了通过保温管将气体处理系统处理后的高温气体引回到保温炉，保温炉内的高温气体对污染泥土进行蒸发二次脱水。这样，有效解决了现有技术中热处理过程消耗能量比较多的技术问题，实现了显著降低重金属污染泥土中的含水率，提高等离子体熔融处理的效率，节约热处理过程的能量消耗，降低工艺成本，同时，保证热能回收利用，实现了资源化利用。

附图说明

图1为本实用新型提供的高含水率重金属污染泥土处理装置的结构示图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1物料仓、2搅拌装置、3入料口、4泥浆泵、5板框压滤机、6保温炉、7电源、8等离子体炬、9气瓶、10熔融炉、11坩埚、12气体处理系统)

具体实施方式

本申请实施例提供的一种高含水率重金属污染泥土处理装置，解决了或部分解决了现有技术中热处理过程消耗能量较多，工艺成本较高，污染泥土处理效果较差，二次污染的风险较大的技术问题，通过设置预处理系统、熔融系统和气体处理系统，实现了热处理前显著降低重金属污染泥土中含水率，提高等离子体熔融处理的效果和效率，节约成本，避免产生的尾气造成二次污染。

参见附图1，本申请实施例提供的一种高含水率重金属污染泥土处理装置包括：预处理系统、熔融系统和气体处理系统12；

预处理系统包括：物料仓1、搅拌装置2、物料输送部件、板框压滤机5及保温炉6；物料仓1开设入料口3及出料口；搅拌装置2设置在物料仓1内，搅拌装置2用于搅拌送入物料仓1内的污染泥土，可使污染泥土均匀，松散，有助于提高脱水效率。物料输送部件通过管道连通物料仓1的出料口；作为一种优选的实施例，搅拌装置竖直安装在物料仓1的顶部中央；物料仓1的入料口3设置在物料仓1的顶部边缘。物料输送部件为泥浆泵4；在往物料仓1内送入污染泥土的同时，添加脱水药剂，再通过搅拌装置2将污染泥土与脱水药剂搅拌均匀，能增强脱水效果。

其中，物料输送部件的出口通过管道连通熔融炉10内的坩埚11；板框压滤机5设置在物料输送部件出口的管道上，用于压缩物料输送部件送出的污染泥土，挤出污染泥土内的水份，显著降低重金属污染泥土中的含水率，进一步减小热处理消耗的能源，提高等离子体熔融处理的效率，节约成本。保温炉6设置在板框压滤机5与熔融炉10之间；保温炉6的进料口通过管道与板框压滤机5的出料口连通；保温炉6的出料口通过管道与熔融炉10内的坩埚11连通；保温炉6上开设排气孔；保温炉6上开设进气口，进气口通过保温管与气体处理系统12的出气口连通。这样，使尾气处理和热能循环利用成为一体，通过热能回收利用，降低使用成本。

熔融系统包括：电源7、气瓶9、等离子体炬8、坩埚11及熔融炉10；电源7通过导线与等离子体炬8连接；气瓶9通过密封管与等离子体炬8连通；等离子体炬8设置在熔融炉10内；坩埚11设置在熔融炉10内，位于等离子体炬8的下方；熔融炉10上开设排气口；作为一种优选的实施例，坩埚11设置在熔融炉10的底部中心；等离子体炬8固定在熔融炉10的顶部中心；等离子体炬8与坩埚11之间的距离小于30cm。通过物料输送部件将搅拌后的污染泥土送入熔融炉10内的坩埚11中，通过等离子体炬8对坩埚11内的污染泥土进行高温加热，使污染泥土变成熔融态的玻璃质熔渣，在加热熔融过程中，污染泥土的有机物发生热分解、燃烧及气化，气体可资源化利用，而无机物则熔融形成玻璃质熔渣，这样实现对污染泥土的彻底处理，具有较高的安全性。

气体处理系统12的进气口通过保温管与熔融炉10的排气口连通，熔融炉10内高温加热污染泥土产生的有毒高温气体，能被气体处理系统12有效收集和彻底处理，避免有毒气形成二次污染。

该处理装置由预处理系统、等离子体熔融系统和气体处理系统组成，采用板框压滤机5对高含水率重金属污染泥土进行脱水处理，再通过熔融炉10余热对脱水泥土进行蒸发二次脱水，大大降低了重金属污染泥土中的含水率，提高等离子体炬8熔融处理的效率，节约成本，且热能回收利用，实现了资源化利用，通过搅拌装置2对污染泥土进行均混，并可通过入料口添加脱水药剂，增强脱水效果，采用气体处理系统对熔融炉10中排放的有毒气体进行处理，确保无二次污染，本设备系统集预处理、尾气处理和循环利用于一体，具有结构紧凑、操作方便、适应性强、效率高，可以大规模工程应用，实现各种高含水率重金属污染土壤的高效、快速修复。

作为优选，处理装置还包括：控制箱；控制箱通过逻辑电路与搅拌装置2、物料输送部件、等离子体炬8电性连接，能控制搅拌装置2、物料输送部件、等离子体炬8的工作或停止。

下面通过具体实施例对本申请提供的污染泥土处理装置的工作原理进行详细说明：

在使用该处理装置时，首先确保各管道连接紧密，设备无故障，且开关处于关闭状态。打开设备和控制箱的电源，将高含水率污染泥土和脱水药剂通过入料口3加入到物料仓1中，打开搅拌装置2，将脱水药剂与污染泥土搅拌均匀，打开泥浆泵4，将污染泥土抽到保温炉6中进行污染泥土的蒸发二次脱水，进入保温炉6之前，板框压滤机5工作，不断挤压污染泥土，先排除污染泥土的部分水份，打开电源7、气瓶9、气体处理系统12和等离子体炬8，将挤压和蒸发脱水后的污染泥土导入熔融炉10中的坩埚11，通过控制箱调节等离子体炬8参数，通过等离子体炬8对污染泥土进行高温熔融形成玻璃质熔渣，保持一定时间后将熔渣水淬冷成型。结束后，依次关闭控制箱、搅拌装置2、泥浆泵4，等离子体炬8及电源7、气体处理系统12。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用了预处理系统、熔融系统和气体处理系统12的结构，预处理系统包括：物料仓1、搅拌装置2、物料输送部件、板框压滤机5及保温炉6，将污染泥土导入物料仓1的入料口3，通过搅拌装置2对污染泥土进行搅拌，使污染泥土均匀，松散，有助于提高脱水效率；板框压滤机5通过压缩污染泥土，使污染泥土中的水份被挤出；熔融系统包括：等离子体炬8、坩埚11及熔融炉10，物料输送部件将搅拌后的污染泥土送入熔融炉10内的坩埚11中，通过等离子体炬8对坩埚11内的污染泥土进行高温加热，使污染泥土变成熔融态的玻璃质熔渣；同时，通过气体处理系统12对熔融炉10中排放的有毒气体进行收集和处理，确保无二次污染。这样，有效解决了现有技术中热处理过程消耗能量比较多，工艺成本比较高，污染土处理效果比较差，二次污染的风险比较大的技术问题，实现了热处理前显著降低重金属污染泥土中含水率，提高等离子体熔融处理的效果和效率，节约成本，避免产生的尾气造成二次污染的技术效果。

2、由于采用了通过保温管将气体处理系统12处理后的高温气体引回到保温炉6，保温炉6内的高温气体对污染泥土进行蒸发二次脱水。这样，有效解决了现有技术中热处理过程消耗能量比较多的技术问题，实现了显著降低重金属污染泥土中的含水率，提高等离子体熔融处理的效率，节约热处理过程的能量消耗，降低工艺成本，同时，保证热能回收利用，实现了资源化利用。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高含水率重金属污染泥土处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：预处理系统、熔融系统和气体处理系统；

所述预处理系统包括：物料仓、搅拌装置、物料输送部件、板框压滤机及保温炉；所述物料仓开设入料口及出料口；所述搅拌装置设置在所述物料仓内；所述物料输送部件通过管道连通所述物料仓的出料口；所述物料输送部件的出口通过管道连通所述熔融炉内的坩埚；所述板框压滤机设置在所述物料输送部件出口的管道上；所述保温炉设置在所述板框压滤机与熔融炉之间；所述保温炉的进料口通过管道与所述板框压滤机的出料口连通；所述保温炉的出料口通过管道与所述熔融炉内的坩埚连通；所述保温炉上开设进气口及排气孔；

所述熔融系统包括：电源、气瓶、等离子体炬、坩埚及熔融炉；所述电源通过导线与所述等离子体炬连接；所述气瓶通过密封管与所述等离子体炬连通；所述等离子体炬设置在所述熔融炉内；所述坩埚设置在所述熔融炉内，位于所述等离子体炬的下方；所述熔融炉上开设排气口；

所述气体处理系统的进气口通过保温管与所述熔融炉的排气口连通；所述气体处理系统的出气口通过保温管与所述保温炉的进气口连通。

2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，

所述搅拌装置竖直安装在所述物料仓的顶部中央；

所述物料仓的入料口设置在所述物料仓的顶部边缘。

3.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，

所述物料输送部件为泥浆泵。

4.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，

所述坩埚设置在所述熔融炉的底部中心；

所述等离子体炬固定在所述熔融炉的顶部中心；

所述等离子体炬与坩埚之间的距离小于30cm。

5.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，

所述处理装置还包括：控制箱；

所述控制箱通过逻辑电路与所述搅拌装置、物料输送部件、等离子体炬电性连接，能控制所述搅拌装置、物料输送部件、等离子体炬的工作或停止。