CN206519439U - 用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统，该异位淋洗系统包括依次通过物料输送通道连通的土壤制浆设备、酸化设备、还原中和设备和固液分离设备，该系统具有运行稳定可靠，使用方便，大大简化了六价铬污染土壤的淋洗程序，淋洗效果良好等优势。

Description

用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统

技术领域

本公开涉及一种淋洗系统，具体地，涉及一种用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统。

背景技术

铬是一种银白色的坚硬金属，主要以金属铬、三价铬和六价铬三种形式出现。所有铬的化合物都有毒性，其中六价铬毒性最大。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。六价铬很容易被人体吸收，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险。

目前，国内外对于重金属污染土壤的修复技术大致可以分为三类，即化学修复、电动修复、生物修复。化学修复法一般包括固化/稳定化和淋洗法，其中淋洗法按照污染土壤的处理位置可以分为原位土壤淋洗和异位土壤淋洗，其中异位土壤淋洗是指将污染土壤挖出，然后借助淋洗剂通过离子交换、沉淀、吸附、螯合等把土壤固相中的重金属转移到液相里，再处理含有重金属的淋出液。异位土壤淋洗需要相应的异位淋洗装置，目前所用的异位土壤淋洗装置大多由土壤破碎筛分设备、淋洗搅拌设备、沉淀池、用于将淋洗液和淋洗后的土壤分离的固液分离设备、用于回收淋洗液的淋洗液回收槽以及用于还原淋洗液的还原装置以及用于净化淋洗液的净化装置等组成。但是，目前的异位土壤淋洗装置存在结构复杂，且运行耗水量较大的缺陷。

实用新型内容

本公开的目的是克服目前异位土壤淋洗装置结构复杂且运行耗水量较大的缺陷，提供一种结构简单且运行耗水量较小的用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统，其特征在于，该异位淋洗系统包括依次通过物料输送通道连通的土壤制浆设备、酸化设备、还原中和设备和固液分离设备，其中，所述土壤制浆设备包括用于将六价铬污染土壤与分散液搅拌制浆的制浆搅拌器和用于向制浆搅拌器提供分散液的分散液罐；所述酸化设备包括用于将制浆得到的浆液与酸化剂混合的酸化混合器和用于向所述酸化混合器提供酸化剂的酸液罐；所述还原中和设备包括还原中和搅拌器、用于向所述还原中和搅拌器提供还原剂的还原液储存罐和用于向所述还原中和搅拌器提供中和剂的中和液储存罐。

通过上述技术方案，本公开提供了一种结构简单且运行耗水量较小的用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统，该系统具有运行稳定可靠，使用方便，大大简化修复六价铬污染土壤的淋洗程序，淋洗效果良好等优势。

可选地，所述土壤制浆设备上还连接有土壤破碎筛分设备，所述土壤破碎筛分设备包括受料斗、棒条式振动给料机、滚筒洗石机、圆振动筛和球磨机，所述受料斗的出口与棒条式振动给料机连接，棒条式振动给料机底部与圆振动筛连接，棒条式振动给料机侧面的出料口与滚筒洗石机连接，圆振动筛底部与土壤制浆设备连接，圆振动筛侧面的出料口与球磨机连接，球磨机的出口与制浆设备连接。

可选地，所述的棒条式振动给料机棒条间距为8-12mm，盲板倾角为0-5°，棒条倾角为15-20°，最大入料粒度380-420mm。

可选地，所述的圆振动筛筛网孔径为1-3mm，筛面面积为5-7m²，筛面层数1-3层，最大进料边长500-700mm。

可选地，所述还原中和搅拌器内部的搅拌桨为双轴搅拌桨。

可选地，所述双轴搅拌桨在竖直方向上的叶片分多层排布，每层水平安置2-4个叶片，同一个搅拌轴上的叶片尺寸大小及倾斜角度相同或不同。

可选地，所述固液分离设备包括浓密机和板框压滤机，所述浓密机与所述还原中和搅拌器的出口连接，所述浓密机的底流口通过螺杆泵与所述板框压滤机连接，所述浓密机和所述板框压滤机分别通过水泵与水处理设备连接。

可选地，所述的水处理设备包括沉淀池、石英砂过滤池和活性炭吸附池。

可选地，所述的沉淀池为三级斜板式沉淀池，并且连接有絮凝剂添加装置和/或助凝剂添加装置。

可选地，其特征在于，所述水处理设备还与所述分散液罐具有流体连接。

通过上述技术方案，本系统具有运行稳定可靠，使用方便，大大简化了六价铬污染土壤的淋洗程序，淋洗效果良好等优势；并且废水经水处理设备处理后循环使用，可满足滚筒洗石机及制浆搅拌器的分散液制备用水，大大节约了水资源，也避免了污水外排造成的二次污染。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统

附图标记说明

1 受料斗 2 棒条式振动给料机

3 滚筒洗石机 4 圆振动筛

5 球磨机 6 分散液罐

7 制浆搅拌机 8 酸液罐

9 酸化混合器 10 还原中和搅拌器

11 还原液储存罐 12 中和液储存罐

13 浓密机 14 板框压滤机

15 水处理设备

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

下面结合附图和实施例对本公开进一步说明，但不作为对本公开的限定。参见图1，用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统，包括：依次通过物料输送通道连通的土壤制浆设备、酸化设备、还原中和设备和固液分离设备。所述土壤制浆设备包括用于将六价铬污染土壤与分散液搅拌制浆的制浆搅拌器7和用于向制浆搅拌器提供分散液的分散液罐6；所述酸化设备包括用于将制浆得到的浆液与酸化剂混合的酸化混合器9和用于向所述酸化混合器9提供酸化剂的酸液罐8；所述还原中和设备包括还原中和搅拌器10、用于向所述还原中和搅拌器10提供还原剂的还原液储存罐11和用于向所述还原中和搅拌器10提供中和剂的中和液储存罐12。通过上述技术方案，本系统具有运行稳定可靠，使用方便，大大简化了六价铬污染土壤的淋洗程序，淋洗效果良好，同时，对该设备进行适当的改进和调整，还可用于其他重金属污染土壤的淋洗修复工程，大大增加了设备的使用效率。

根据本公开，所述用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统还可以包括土壤破碎筛分设备，所述土壤破碎筛分设备包括受料斗1、棒条式振动给料机2、滚筒洗石机3、圆振动筛4、球磨机5，所述受料斗1的出口与棒条式振动给料机2连接，棒条式振动给料机2底部与圆振动筛4连接，棒条式振动给料机2侧面的出料口与滚筒洗石机3连接，圆振动筛4底部与土壤制浆设备连接，圆振动筛4侧面的出料口与球磨机5连接，球磨机5的出口与制浆搅拌器7连接。土壤破碎筛分装置可进行湿磨破坏渣土颗粒的物理结构，使其中的酸可溶态、可氧化态、可还原态及残渣态被药剂浸出后更充分的与还原剂反应。

根据本公开，所述的棒条式振动给料机的棒条间距为8-12mm，盲板倾角为0-5°，棒条倾角为15-20°，最大入料粒度为380-420mm。

根据本公开，所述的圆振动筛筛网孔径为1-3mm，筛面面积为5-7m²，筛面层数为1-3层，最大进料边长为380-420mm。

根据本公开，所述的酸化设备包括酸化混合器9和向酸化混合器提供酸化剂的酸液罐8，其中，酸化混合器9的入口与制浆搅拌器7连接，顶部与酸液罐8连接。

根据本公开，所述的还原中和设备包括还原中和搅拌器10、向还原中和搅拌器10添加还原剂的还原液储存罐11、向还原中和搅拌器添加中和剂的中和液储存罐12，其中，所述还原中和搅拌器10的入口与酸化混合器9连接，还原中和搅拌器10的顶部与还原液储存罐11及中和液储存罐12连接。

进一步地，所述的还原搅拌器10内部为双轴搅拌桨，所述双轴搅拌桨在竖直方向上的叶片分多层排布，每层水平安置2-4个叶片，同一个搅拌轴上的叶片尺寸大小及倾斜角度相同或不同；

根据本公开，所述的固液分离设备包括浓密机13和板框压滤机14，其中，所述的浓密机13的入口与还原中和搅拌器10的出口连接，所述的浓密机13的固体出料口与板框压滤机14的入口连接；

根据本公开，所述用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统还可以包括水处理设备15，所述的水处理设备的入口与浓密机13的上清液、板框压滤机14的污水出口均连接，出口与土壤制浆设备的分散液罐6连接。

进一步地，所述水处理设备包括沉淀池、石英砂过滤池和活性炭吸附池，所述的沉淀池为三级斜板式沉淀池，并且连接有絮凝剂添加装置和/或助凝剂添加装置。

其工作过程如下：

污染土经设备装填至受料斗1后，自出料口落至棒条式振动给料机2上，在棒条式振动给料机2的振动下，粒径大于棒条间距的砾石均匀进料至滚筒洗石机3，砾石在搅拌桶内受连续螺旋叶片翻滚、推挤及砾石间的相互摩擦作用，砾石表面松散吸附的污染物被洗脱进入淋洗浆液，然后泵送至制浆搅拌器7进行后续处理；粒径小于棒条间距的物料自棒条间的空隙落下，被分离出来，进入圆振动筛4。

经圆振动筛4筛分后，粒径小于筛网孔径的物料落入制浆搅拌器7进行制浆；粒径大于筛网孔径的物料进料至球磨机5，经研磨后的细料自溢流口排出，然后经混合分散液后传送至制浆搅拌器7中；此时，制浆搅拌器7对来自圆振动筛4及球磨机5的细料进行制浆，用水来自滚筒洗石机3的洗石废水及经水处理设备15净化处理后的回用水，并且浆液中固形物的含量不超过100g/L。

制浆结束后，浆液经螺杆泵泵送至酸化混合器9，酸液罐8向酸化混合器9中投入酸化剂，调节浆液的pH值为酸性，最佳pH为2-4之间；充分酸化后的浆液经螺杆泵传送至还原中和搅拌器10，同时向还原中和搅拌器10内投加还原剂，将酸化后浆液中的Cr(VI)还原成Cr(III)。待充分还原后，经中和剂罐12向池内加入中和剂等调节pH为7-8使Cr(III)沉淀，浆液被泵送至浓密机13。

浓密机13利用其重力沉降作用对固液进行分离，沉降浓缩后的底流借助安装于浓密机内慢速运转(1/3～1/5r/min)的耙的作用，使增稠的底流泥浆由浓密机底部的底流口卸出。底流口连接螺杆泵，螺杆泵将浓缩泥浆推送进入板框压滤机14，对浓缩泥浆进行压滤脱水，水分经滤布过滤后进入水处理设备，粘粒压滤成泥饼以实现减量化。板框压滤机14过滤出的污水与浓密机旋停分离出的上层澄清液均利用水泵抽送至水处理设备15，进行后续处理。

水处理设备15将水体净化达标满足回用要求后，泵送至分散液罐6，重新回用至该淋洗系统。

以下通过实施例进一步详细说明本公开，并不用于限制本公开。

实施例1

以甘肃某铬盐厂为例，采用上述方法对铬污染土壤进行异位淋洗处理，具体工艺流程及修复效果如下：

经现场检测，土壤pH在7.2～8.8左右，六价铬污染浓度范围为534.70～17883.2mg/kg。针对这类酸溶态六价铬含量较高的含铬渣污染土壤，仅提供还原剂、中和剂无法彻底解毒，需进行湿磨破坏渣土颗粒的物理结构，使其中的酸可溶态、可氧化态、可还原态及残渣态被药剂浸出后更充分的与还原药剂反应。

将污染土壤运至异位处理区，污染土壤筛出粒径大于10mm的砾石进入滚筒洗石机3进行清洗。小于10mm粒径的物料进行研磨，小于2mm粒径的物料进行制浆；经研磨后的粉料同样制浆。此处，筛分时土壤含水率不得超过30％。另外，还需测定制浆搅拌器7中固相、液相的六价铬浓度。

制浆结束后，浆液经螺杆泵泵送至酸化混合器9，经酸液罐8人工添加足量酸化剂搅拌，使可溶性六价铬在酸性的条件下充分浸出，最佳的的pH值控制在2-4之间。

充分酸化后的浆液经螺杆泵传送至还原中和搅拌器10，同时向还原中和搅拌器内投加还原剂，根据之前测定的六价铬的浓度确定后续还原剂的用量，所述还原剂为多硫化钙、亚铁盐，并且多硫化钙、亚铁盐的摩尔比为(1.5-5.5)：1；将酸化后浆液中的六价铬还原成三价铬，并在添加过程中取样测试液相中的六价铬浓度，当液相中六价铬含量低于0.05mg/L时停止加入还原剂，搅拌时间为30-60分钟。

待充分还原后，经中和液储存罐12向还原中和搅拌器内加入中和剂，调节pH至7，使三价铬沉淀；再次搅拌约30分钟，浆液被泵送至浓密机13，进行固液分离；然后进入板框压滤机14进行脱水和减容；板框压滤出的污水及浓密机旋停分离出的上层澄清液，均抽送至水处理设备15，进行净化处理。

通过采用“土壤筛分预处理—机械物理粉碎—物料酸化—六价铬还原解毒—中和沉淀—固液分离”方法对污染土壤进行修复之后，其六价铬浓度由初始的534.70-17883.2mg/kg降至1.57mg/kg-0.32mg/kg，土壤中六价铬的去除效率可达到99％以上，修复后的六价铬离子浓度不高于《场地土壤环境风险评价筛选值》中住宅用地标准，即30mg/Kg，且其六价铬和总铬浸出浓度分别降至<0.05mg/L及<0.15mg/L，均低于《铬渣污染治理环境保护技术规范》(暂行)(HJ/T 301-2007)中铬渣用作路基材料和混凝土骨料时的污染控制指标限值，即按照《固体废物浸出毒性浸出方法—硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)制备的浸出液中六价铬≤0.5mg/L，总铬≤1.5mg/L。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于修复六价铬污染土壤的异位淋洗系统，其特征在于，所述异位淋洗系统包括依次通过物料输送通道连通的土壤制浆设备、酸化设备、还原中和设备和固液分离设备，其中，所述土壤制浆设备包括用于将六价铬污染土壤与分散液搅拌制浆的制浆搅拌器(7)和用于向制浆搅拌器(7)提供分散液的分散液罐(6)；所述酸化设备包括用于将制浆得到的浆液与酸化剂混合的酸化混合器(9)和用于向所述酸化混合器(9)提供酸化剂的酸液罐(8)；所述还原中和设备包括还原中和搅拌器(10)、用于向所述还原中和搅拌器(10)提供还原剂的还原液储存罐(11)和用于向所述还原中和搅拌器(10)提供中和剂的中和液储存罐(12)。

2.根据权利要求1所述的淋洗系统，其特征在于，所述土壤制浆设备上还连接有土壤破碎筛分设备，所述土壤破碎筛分设备包括受料斗(1)、棒条式振动给料机(2)、滚筒洗石机(3)、圆振动筛(4)、球磨机(5)，所述受料斗(1)的出口与棒条式振动给料机(2)连接，棒条式振动给料机(2)底部与圆振动筛(4)连接，棒条式振动给料机(2)侧面的出料口与滚筒洗石机(3)连接，圆振动筛(4)底部与土壤制浆设备连接，圆振动筛(4)侧面的出料口与球磨机(5)连接，球磨机(5)的出口与制浆设备连接。

3.根据权利要求2所述的淋洗系统，其特征在于，所述的棒条式振动给料机(2)棒条间距为8-12mm，盲板倾角为0-5°，棒条倾角为15-20°，最大入料粒度380-420mm。

4.根据权利要求2所述的淋洗系统，其特征在于，所述的圆振动筛(4)筛网孔径为1-3mm，筛面面积为5-7m²，筛面层数1-3层，最大进料边长500-700mm。

5.根据权利要求1所述的淋洗系统，其特征在于，所述还原中和搅拌器(10)内部的搅拌桨为双轴搅拌桨。

6.根据权利要求5所述的淋洗系统，其特征在于，所述双轴搅拌桨在竖直方向上的叶片分多层排布，每层水平安置2-4个叶片，同一个搅拌轴上的叶片尺寸大小及倾斜角度相同或不同。

7.根据权利要求1所述的淋洗系统，其特征在于，所述固液分离设备包括浓密机(13)和板框压滤机(14)，所述浓密机(13)与所述还原中和搅拌器的出口连接，所述浓密机(13)的底流口通过螺杆泵与所述板框压滤机(14)连接，所述浓密机(13)和所述板框压滤机(14)分别通过水泵与水处理设备(15)连接。

8.根据权利要求7所述的淋洗系统，其特征在于，所述的水处理设备(15)包括沉淀池、石英砂过滤池和活性炭吸附池。

9.根据权利要求8所述的淋洗系统，其特征在于，所述的沉淀池为三级斜板式沉淀池，并且连接有絮凝剂添加装置和/或助凝剂添加装置。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的淋洗系统，其特征在于，所述水处理设备(15)还与所述分散液罐(6)具有流体连接。