CN205200134U - 工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备 - Google Patents

Abstract

工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，由皮带输送机、高压蒸汽输入系统、淋洗液入口、淋洗液出口、高频震荡系统、出料口、传感器、蛇形喷淋装置、淋洗加热柜、侧挡板、智能控制器、样品分析口组成；淋洗加热柜的上部设有高频震荡系统，高频震荡系统的一侧设有皮带输送机，皮带输送机的上部设有侧挡板；淋洗加热柜的底部设有出料口，淋洗加热柜的内部设有蛇形喷淋装置和高压蒸汽输入系统，淋洗加热柜的一侧设有传感器、智能控制器、样品分析口，淋洗加热柜的另一侧设有淋洗液入口和淋洗液出口。该设备设计合理，处理效果好，适合各类土壤和沉积物中苯并(a)芘的处置，且该设备具有低能耗，自动化程度高的优点。

Description

工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备

技术领域

本实用新型涉及工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，属于环境保护的土壤修复技术。

背景技术

随着中国工业生产及农药等人工合成中有机物的大量使用，造成了严重有机物污染土壤的问题。全国受有机物污染的农田已达3600万公顷，由于土壤有机物可直接被人体摄入，甚至可能在体内积累，土壤污染已经成为土地资源可持续利用与农产品生态安全的严重威胁，解决土壤污染问题已经成为我国实现可持续发展的迫切需要。

苯并a芘（Benzoapyrene），化学式：C₂₀H₁₂，是一种五环多环芳香烃类。结晶为黄色固体。这种物质是在300℃到600℃之间的不完全燃烧状态下产生。苯并芘为一种突变原和致癌物质，从18世纪以来，便发现与许多癌症有关。其在体内的代谢物二羟环氧苯并芘，产生致癌性的物质。同时试验证明致癌性最强，它与DNA形成共价键结合，造成DNA损伤，如果DNA不能修复或修而不复，细胞就可能发生癌变，因此，开展对苯并a芘污染物的治理具有重要意义。

现有技术

1.土壤气相抽提技术

土壤气相抽提是在有机污染场地应用最广泛的技术。真空抽取更易去除高蒸汽压的有机物。粗粒径土壤具有较低的土壤吸附参数，如沙地和砂砾，与细粒径土壤相比，更易被真空抽取法去除。通风效果受污染物的水溶性和土壤性质如空气导电率、温度及湿度的影响。高温可促进挥发，因而在真空抽取井周围的渗流区中输入热量，可增加污染物的蒸汽压，提高污染物去除率。还可以采用电加热或热空气挥发等技术来提高土壤温度。

2.电解析技术

电解析是一项新型的非燃烧技术，是通过对有机污染的土壤进行加热，使吸附于土壤中的有机污染物的饱和蒸汽压增大，挥发入气相后挥发逸出，再通过特殊的装置对逸出的有机气体进行无害化处理的技术。该技术对于处理卤代有机物、非卤代的半挥发性有机物、苯并a芘以及高浓度的疏水性液体(DNAPL)等污染物有优势，并且处理率高。但是，使用该技术会破坏土壤结构和土壤生物系统。在使用此技术时，对于操作加热和蒸汽收集需要专业人员进行，以免形成二次污染。

3.光催化降解技术

有机污染物进入土壤后会经多种生物和非生物作用而降解，而在表层土壤中光化学转化是非生物转化的一种重要形式。光催化技术是一项新兴的深度氧化处理技术。从1978年农药的土壤光解成为美国国家环保局(USEPA)等机构对新农药注册的一项技术要求以来，土壤污染的光化学修复过程的研究就受到极大的关注。20世纪70年代Zepp等首次开始对这一领域进行研究，最初的光化学研究都集中于水体，而对土壤中污染物光转化的研究较少。表层土壤中有机污染物光降解反应与均相和多相的水系统相比，有很大的区别，光转化很慢，这主要与土壤对光的阻碍效应有关。但是，与在土壤中的其它迁移转化过程相比，光转化则很快，光降解是污染物在土壤表面降解的一种重要途径，因此，研究土壤表层有机物的降解对修复有机物污染场地具有重要意义。

4.原位化学淋洗技术

原位化学淋洗技术是将淋洗剂加入有机污染的土壤，经过混合，将土壤有机污染物溶解进淋洗溶液，使淋洗溶液往下渗透或者水平排出，然后将含有有机污染物的淋洗液收集再处理的技术。表面活性剂淋洗是美国环保局推荐使用的土壤和地下水污染原位治理疏水性有机污染物的方法之一。土壤淋洗通过两种方式去除污染物。一是以淋洗液溶解液相、吸附相或气相污染物;二是利用冲淋水力带走土壤孔隙中或吸附于土壤中的污染物。前一过程由污染物的溶解性以及Henry定律常数控制，而后者则取决于冲淋水的压力梯度、土壤粘度及污染物浓度。

5.有机污染土壤植物修复技术

一般认为植物修复技术主要应用于对土壤重金属的修复，但近几年的研究表明，植物修复同样可以应用于有机污染的场地，并且适用于现场修复。Chekola等研究了紫花首楷、柳枝程、酥油草、芦苇等植物对苯并a芘的降解作用。植物对有机污染物的修复主要有三种机理:(1)植物对有机污染物直接吸收。Bucken等研究发现植物可直接吸收环境中微量除草剂阿特拉津，影响植物吸收有机物的因素主要有:植物叶片的蒸腾率、污染物在土壤中的浓度以及植物本身的吸收效率。(2)植物通过自身释放的分泌物和酶分解去除土壤中的有机物。Godsy等研究表明氯乙烯的降解与棉白杨根系分泌物有关。(3)植物对有机物的矿化作用。

上述处理方法有机物污染的土壤处理不彻底，热能消耗大，土壤中的有机物容易变成其他有害成分存在其中。本发明技术和对应设备对于有机物污染的土壤处理效果良好，修复成本低，处理效率好，自动化程度高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，包括皮带输送机1，高压蒸汽输入系统2，淋洗液入口3，淋洗液出口4，高频震荡系统5，出料口6，传感器7，蛇形喷淋装置8，淋洗加热柜9，侧挡板10，智能控制器11，样品分析口12；所述淋洗加热柜9的上部设有高频震荡系统5，高频震荡系统5的一侧设有皮带输送机1，皮带输送机1的上部设有侧挡板10；淋洗加热柜9的底部设有出料口6，淋洗加热柜9的内部设有蛇形喷淋装置8和高压蒸汽输入系统2，淋洗加热柜9的一侧设有传感器7、智能控制器11、样品分析口12，淋洗加热柜9的另一侧设有淋洗液入口3和淋洗液出口4；所述传感器7与智能控制器11连接。

进一步的，高频震荡系统5包括震荡电机5-1，无孔震荡区5-2，震荡筛孔5-3，挡板5-4，震荡协同器5-5；所述高频震荡系统5的一侧与皮带输送机1连接，且高频震荡系统5位于皮带输送机1的下端，高频震荡系统5设有无孔震荡区5-2和震荡筛孔5-3区，且无孔震荡区5-2在前，震荡筛孔5-3区在后；高频震荡系统5与水平面有一夹角，其范围在5°～30°之间，震荡筛孔5-3的直径为0.15mm～0.11mm，震荡筛孔5-3的数量大于150个，震荡筛孔5-3整齐排列在高频震荡系统5的中后部，震荡筛孔5-3区的下部设有淋洗加热柜9，震荡筛孔5-3区与淋洗加热柜9连通；所述无孔震荡区5-2的数量为2个，分别在震荡筛孔5-3区的两端部。

进一步的，淋洗加热柜9中部设有蛇形喷淋装置8，蛇形喷淋装置8的一端与淋洗液入口3连通，蛇形喷淋装置8的另一端与淋洗液出口4连通，蛇形喷淋装置8为上下两层结构，蛇形喷淋装置8两层的层间距为500mm～800mm，蛇形喷淋装置8的上下两层错位排列，蛇形喷淋装置8表面设有喷淋孔，喷淋孔位于蛇形喷淋装置8的下部，喷淋孔的数量大于100个，喷淋孔的直径为0.1mm～0.15mm，喷淋孔均匀分布，相邻二喷淋孔间距为50mm～80mm，喷淋孔与蛇形喷淋装置8贯通。

进一步的，蛇形喷淋装置8的下部设有高压蒸汽输入系统2，高压蒸汽输入系统2包括进气主管2-1，进气支管2-2，蒸汽喷头2-3；进气支管2-2的数量大于5根，多根进气支管2-2与进气主管2-1连通，进气主管2-1的数量为1根；进气支管2-2的表面设有蒸汽喷头2-3，蒸汽喷头2-3的数量大于50个，多个蒸汽喷头2-3在进气支管2-2一字排列，多个蒸汽喷头2-3位于进气支管2-2的上部，多个蒸汽喷头2-3与进气支管2-2贯通；高压蒸汽输入系统2外接高压蒸汽，所述高压蒸汽的温度为120℃～180℃。

进一步的，样品分析口12与智能控制器11导线连接，出料口6与智能控制器11导线连接，震荡电机5-1与智能控制器11导线连接；传感器7与智能控制器11导线连接。

进一步的，出料口6包括出料口托架6-1，门扇驱动油缸6-2，门扇6-3，出料口控制开关6-4，连接轴6-5，旋转副油缸6-6，气压密封装置6-7，气压密封环6-8；所述出料口托架6-1设有主连接孔，出料口托架6-1的内侧设有旋转副油缸6-6，旋转副油缸6-6穿过主连接孔与连接轴6-5活动连接，旋转副油缸6-6与智能控制器11导线连接。

进一步的，所述门扇6-3下部边缘四周设有气压密封环6-8，气压密封环6-8的外侧面与密封垫板的内侧面紧密贴合；所述门扇6-3上部边缘设有气压密封装置6-7，气压密封装置6-7通过气泵与智能控制器11导线连接。

进一步的，所述出料口托架6-1与门扇驱动油缸6-2转动连接，门扇驱动油缸6-2与连接轴6-5连接，门扇驱动油缸6-2与智能控制器11导线连接。

进一步的，所述门扇6-3中部设有出料口控制开关6-4，出料口控制开关6-4与智能控制器11导线连接。

本实用新型的有益效果是：所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，该设备设计合理，处理效果好，适合各类土壤和沉积物中苯并(a)芘的处置，且该设备具有低能耗，自动化程度高的优点，同时该设备采用特殊结构设计，在工艺最优化的前提下，能有效地提高苯并(a)芘从土壤中的淋溶分离作用。

附图说明

图1为本实用新型所述工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备结构图。

图2为本实用新型所述的高频震荡系统外观图。

图3为本实用新型所述的高频震荡系统结构图。

图4为本实用新型所述的高压蒸汽输入系统结构图。

图5为本实用新型所述的出料口结构图。

图中：皮带输送机1，高压蒸汽输入系统2，进气主管2-1，进气支管2-2，蒸汽喷头2-3，淋洗液入口3，淋洗液出口4，高频震荡系统5，震荡电机5-1，无孔震荡区5-2，震荡筛孔5-3，挡板5-4，震荡协同器5-5，出料口6，出料口托架6-1，门扇驱动油缸6-2，门扇6-3，出料口控制开关6-4，连接轴6-5，旋转副油缸6-6，气压密封装置6-7，气压密封环6-8，传感器7，蛇形喷淋装置8，淋洗加热柜9，侧挡板10，智能控制器11，样品分析口12。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型所述工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备结构图，图中看出，该设备由皮带输送机1，高压蒸汽输入系统2，淋洗液入口3，淋洗液出口4，高频震荡系统5，出料口6，传感器7，蛇形喷淋装置8，淋洗加热柜9，侧挡板10，智能控制器11，样品分析口12组成；淋洗加热柜9的上部设有高频震荡系统5，高频震荡系统5的一侧设有皮带输送机1，皮带输送机1的上部设有侧挡板10；淋洗加热柜9的底部设有出料口6，淋洗加热柜9的内部设有蛇形喷淋装置8和高压蒸汽输入系统2，淋洗加热柜9的一侧设有传感器7、智能控制器11、样品分析口12，淋洗加热柜9的另一侧设有淋洗液入口3和淋洗液出口4；所述传感器7与智能控制器11连接。

如图2、图3所示，为本实用新型所述的高频震荡系统外观图，图中看出，高频震荡系统5包括震荡电机5-1，无孔震荡区5-2，震荡筛孔5-3，挡板5-4，震荡协同器5-5；高频震荡系统5的一侧与皮带输送机1连接，且高频震荡系统5位于皮带输送机1的下端，高频震荡系统5设有无孔震荡区5-2和震荡筛孔5-3区，且无孔震荡区5-2在前，震荡筛孔5-3区在后；高频震荡系统5与水平面有一夹角，其范围在5°～30°之间，震荡筛孔5-3的直径为0.15mm～0.11mm，震荡筛孔5-3的数量大于150个，震荡筛孔5-3整齐排列在高频震荡系统5的中后部，震荡筛孔5-3区的下部设有淋洗加热柜9，震荡筛孔5-3区与淋洗加热柜9连通；无孔震荡区5-2的数量为2个，分别在震荡筛孔5-3区的两端部。

如图4所示，为本实用新型所述的高压蒸汽输入系统结构图，图中看出，高压蒸汽输入系统2包括进气主管2-1，进气支管2-2，蒸汽喷头2-3；进气支管2-2的数量大于5根，多根进气支管2-2与进气主管2-1连通，进气主管2-1的数量为1根；进气支管2-2的表面设有蒸汽喷头2-3，蒸汽喷头2-3的数量大于50个，多个蒸汽喷头2-3在进气支管2-2一字排列，多个蒸汽喷头2-3位于进气支管2-2的上部，多个蒸汽喷头2-3与进气支管2-2贯通；高压蒸汽输入系统2外接高压蒸汽，高压蒸汽的温度为120℃～180℃。

如图5所示，为本实用新型所述的出料口结构图，图中看出，出料口6包括出料口托架6-1，门扇驱动油缸6-2，门扇6-3，出料口控制开关6-4，连接轴6-5，旋转副油缸6-6，气压密封装置6-7，气压密封环6-8；出料口托架6-1设有主连接孔，出料口托架6-1的内侧设有旋转副油缸6-6，旋转副油缸6-6穿过主连接孔与连接轴6-5活动连接，旋转副油缸6-6与智能控制器11导线连接。门扇6-3下部边缘四周设有气压密封环6-8，气压密封环6-8的外侧面与密封垫板的内侧面紧密贴合；门扇6-3上部边缘设有气压密封装置6-7，气压密封装置6-7通过气泵与智能控制器11导线连接。出料口托架6-1与门扇驱动油缸6-2转动连接，门扇驱动油缸6-2与连接轴6-5连接，门扇驱动油缸6-2与智能控制器11导线连接。门扇6-3中部设有出料口控制开关6-4，出料口控制开关6-4与智能控制器11导线连接。

Claims (9)

1.工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，包括皮带输送机（1），高压蒸汽输入系统（2），淋洗液入口（3），淋洗液出口（4），高频震荡系统（5），出料口（6），传感器（7），蛇形喷淋装置（8），淋洗加热柜（9），侧挡板（10），智能控制器（11），样品分析口（12）；其特征在于，所述淋洗加热柜（9）的上部设有高频震荡系统（5），高频震荡系统（5）的一侧设有皮带输送机（1），皮带输送机（1）的上部设有侧挡板（10）；淋洗加热柜（9）的底部设有出料口（6），淋洗加热柜（9）的内部设有蛇形喷淋装置（8）和高压蒸汽输入系统（2），淋洗加热柜（9）的一侧设有传感器（7）、智能控制器（11）、样品分析口（12），淋洗加热柜（9）的另一侧设有淋洗液入口（3）和淋洗液出口（4）；所述传感器（7）与智能控制器（11）连接。

2.根据权利要求1所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，高频震荡系统（5）包括震荡电机（5-1），无孔震荡区（5-2），震荡筛孔（5-3），挡板（5-4），震荡协同器（5-5）；所述高频震荡系统（5）的一侧与皮带输送机（1）连接，且高频震荡系统（5）位于皮带输送机（1）的下端，高频震荡系统（5）设有无孔震荡区（5-2）和震荡筛孔（5-3）区，且无孔震荡区（5-2）在前，震荡筛孔（5-3）区在后；高频震荡系统（5）与水平面有一夹角，其范围在5°～30°之间，震荡筛孔（5-3）的直径为0.15mm～0.11mm，震荡筛孔（5-3）的数量大于150个，震荡筛孔（5-3）整齐排列在高频震荡系统（5）的中后部，震荡筛孔（5-3）区的下部设有淋洗加热柜（9），震荡筛孔（5-3）区与淋洗加热柜（9）连通；所述无孔震荡区（5-2）的数量为2个，分别在震荡筛孔（5-3）区的两端部。

3.根据权利要求1所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，淋洗加热柜（9）中部设有蛇形喷淋装置（8），蛇形喷淋装置（8）的一端与淋洗液入口（3）连通，蛇形喷淋装置（8）的另一端与淋洗液出口（4）连通，蛇形喷淋装置（8）为上下两层结构，蛇形喷淋装置（8）两层的层间距为500mm～800mm，蛇形喷淋装置（8）的上下两层错位排列，蛇形喷淋装置（8）表面设有喷淋孔，喷淋孔位于蛇形喷淋装置（8）的下部，喷淋孔的数量大于100个，喷淋孔的直径为0.1mm～0.15mm，喷淋孔均匀分布，相邻二喷淋孔间距为50mm～80mm，喷淋孔与蛇形喷淋装置（8）贯通。

4.根据权利要求1所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，蛇形喷淋装置（8）的下部设有高压蒸汽输入系统（2），高压蒸汽输入系统（2）包括进气主管（2-1），进气支管（2-2），蒸汽喷头（2-3）；进气支管（2-2）的数量大于5根，多根进气支管（2-2）与进气主管（2-1）连通，进气主管（2-1）的数量为1根；进气支管（2-2）的表面设有蒸汽喷头（2-3），蒸汽喷头（2-3）的数量大于50个，多个蒸汽喷头（2-3）在进气支管（2-2）一字排列，多个蒸汽喷头（2-3）位于进气支管（2-2）的上部，多个蒸汽喷头（2-3）与进气支管（2-2）贯通；高压蒸汽输入系统（2）外接高压蒸汽，所述高压蒸汽的温度为120℃～180℃。

5.根据权利要求1所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，样品分析口（12）与智能控制器（11）导线连接，出料口（6）与智能控制器（11）导线连接，震荡电机（5-1）与智能控制器（11）导线连接；传感器（7）与智能控制器（11）导线连接。

6.根据权利要求1所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，出料口（6）包括出料口托架（6-1），门扇驱动油缸（6-2），门扇（6-3），出料口控制开关（6-4），连接轴（6-5），旋转副油缸（6-6），气压密封装置（6-7），气压密封环（6-8）；所述出料口托架（6-1）设有主连接孔，出料口托架（6-1）的内侧设有旋转副油缸（6-6），旋转副油缸（6-6）穿过主连接孔与连接轴（6-5）活动连接，旋转副油缸（6-6）与智能控制器（11）导线连接。

7.根据权利要求6所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，所述门扇（6-3）下部边缘四周设有气压密封环（6-8），气压密封环（6-8）的外侧面与密封垫板的内侧面紧密贴合；所述门扇（6-3）上部边缘设有气压密封装置（6-7），气压密封装置（6-7）通过气泵与智能控制器（11）导线连接。

8.根据权利要求6所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，所述出料口托架（6-1）与门扇驱动油缸（6-2）转动连接，门扇驱动油缸（6-2）与连接轴（6-5）连接，门扇驱动油缸（6-2）与智能控制器（11）导线连接。

9.根据权利要求6所述的工业搬迁土壤中苯并(a)芘的淋洗加热法处理设备，其特征在于，所述门扇（6-3）中部设有出料口控制开关（6-4），出料口控制开关（6-4）与智能控制器（11）导线连接。