CN207266967U - 一种有机污染土壤的热修复成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机污染土壤的热修复成套装置。该装置包括依次连接的筛分打散进料系统、热修复系统和尾气处理系统；筛分打散进料系统包括振动筛分斗、设于振动筛分斗底部的螺旋打散机以及连接螺旋打散机的螺旋输送机；热修复系统包括上层的烘干窑和下层的热脱附回转窑；尾气处理系统包括喷淋塔和吸附塔。本实用新型装置实现了模块集成化，可以高效率地修复有机污染土壤，尤其适合于南方高湿度高粘度土壤的处理。

Description

一种有机污染土壤的热修复成套装置

技术领域

本实用新型涉及一种有机污染土壤的热修复成套装置。

背景技术

随着我国工业化和城市发展，以及工业企业“退二进三”、“退城进园”、“战略转移”、《斯德哥尔摩国际公约》履约等要求的推进，城市内大批重污染行业面临着关闭和搬迁，出现大量遗留工业场地，成为各地工业变革与城市扩张的伴随产物。

根据中国环境年鉴，2001至2008年，我国关停转迁的企业数量从6611家快速增长到22488家，增速为每年1984家，共计约10万家。而广州市在2007年以来，共有147家大型工业企业关闭、停产和搬迁。这些工业企业由于产品的生产和处理、废物的倾倒和排放、化学物质的泄露等因素造成了相当严重的土壤污染问题。

不同化工生产会产生不同类型的有毒有害污染物污染物，包括无机类、有机类或混合类污染物。其中有机污染物多为挥发性、半挥发型部分的及难挥发性的有机污染。主要污染物有农药类污染物(如DDT、六氯环己烷、艾氏剂、灭蚁灵、狄氏剂等)、石油烃类污染物(如柴油、多环芳烃等)、持久性有机污染物(如多氯联苯、林丹等)、挥发性或溶剂类有机污染物(如三氯乙烯、二氯乙烷、四氯化碳、苯系物等)。

其中多数物质具有“致畸、致癌、致突变”的危险，由于土壤多相体系较水相和气相条件要复杂得多，加上污染物停留时间长、治理难度大，这些污染物质在土壤环境中不断累积，随时可能给整个人类社会和生态环境带来毁灭性的灾害。因此，已经成为制约城市发展的“毒瘤”，是当前迫切需要解决的城市环境问题之一。

2012年，国家环境保护部、国家工业和信细化部、国家国土资源部、国家住房和城乡建设部四部委联合发布《关于保障工业企业场地在开发利用环境安全的通知》(环办[2012]140号)提出了“严控被污染场地的土地流转”，“开展被污染场地治理修复”，“严格环境风险评估和治理修复管理”等要求。同年，国务院颁布的《十二五”国家战略性新兴产业发展规划》(国发〔2012〕28号)将“土壤修复等成套技术及装备”列入先进环保产业发展的重大行动之一。2014年2月国家环保部颁布了《污染场地土壤修复技术导则》(HJ 25.4-2014)等一系列技术政策，土壤修复技术研发工作亟待开展。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》(即“土十条”)提出到2020年，污染地块安全利用率达到90％以上。“土十条”通过加大土壤治污投资力度，大幅提升污染治理科技、环保装备研制和产业化水平等措施。

我国土壤污染修复产业兴起的契机已经来临，然而土壤修复产业刚刚起步，缺乏有力的技术支撑，目前尚无简单成熟、易操作的技术，土壤修复产业亟待科技支撑。国家及各地政府提出开展土壤修复、重金属污染防治、清洁生产等技术综合应用示范，建立支撑可持续发展的土壤环境技术体系。在此背景下，高效经济的有机污染土壤修复技术的研究具有非常重要的意义。

目前的技术及设备均为较为单一的土壤处理设备，未形成模块集成化，设备占地大，不便于设备运输，对脱附尾气均采用二次燃烧的方式，能源耗费较高。对于粘度及湿度较大的南方土壤，目前的设备进料容易堵塞。所以，目前亟需开发一种适用于处理南方高湿度高粘度土壤，且具有高效率集约化的热修复成套装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种有机污染土壤的热修复成套装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种有机污染土壤的热修复成套装置，包括依次连接的筛分打散进料系统、热修复系统和尾气处理系统；筛分打散进料系统包括振动筛分斗、设于振动筛分斗底部的螺旋打散机以及连接螺旋打散机的螺旋输送机；热修复系统包括上层的烘干窑和下层的热脱附回转窑，烘干窑的窑头端设有烘干窑进料口，烘干窑的窑尾端设有烘干窑出料口和烘干窑出气口，热脱附回转窑的窑头端设有回转窑进料口，热脱附回转窑的窑尾端设有回转窑出料口，螺旋打散机通过螺旋输送机与烘干窑进料口连接，烘干窑出料口与回转窑进料口连接，热脱附回转窑与燃烧机连接；尾气处理系统包括喷淋塔和吸附塔，喷淋塔的底部设有喷淋塔进气口，喷淋塔的顶端设有喷淋塔出料口，喷淋塔进气口与烘干窑出气口连接，吸附塔的两端分别设有吸附塔进气口和吸附塔出气口，吸附塔进气口与喷淋塔出料口连接，吸附塔出气口与抽气泵连接。

螺旋输送机为无吊耳轴承的螺旋输送机。

燃烧机为油气两用燃烧机。

吸附塔为活性炭填料吸附塔。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型装置实现了模块集成化，可以高效率地修复有机污染土壤，尤其适合于南方高湿度高粘度土壤的处理。

附图说明

图1为本实用新型装置的示意图。

具体实施方式

一种有机污染土壤的热修复成套装置，包括依次连接的筛分打散进料系统、热修复系统和尾气处理系统；筛分打散进料系统包括振动筛分斗、设于振动筛分斗底部的螺旋打散机以及连接螺旋打散机的螺旋输送机；热修复系统包括上层的烘干窑和下层的热脱附回转窑，烘干窑的窑头端设有烘干窑进料口，烘干窑的窑尾端设有烘干窑出料口和烘干窑出气口，热脱附回转窑的窑头端设有回转窑进料口，热脱附回转窑的窑尾端设有回转窑出料口，螺旋打散机通过螺旋输送机与烘干窑进料口连接，烘干窑出料口与回转窑进料口连接，热脱附回转窑与燃烧机连接；尾气处理系统包括喷淋塔和吸附塔，喷淋塔的底部设有喷淋塔进气口，喷淋塔的顶端设有喷淋塔出料口，喷淋塔进气口与烘干窑出气口连接，吸附塔的两端分别设有吸附塔进气口和吸附塔出气口，吸附塔进气口与喷淋塔出料口连接，吸附塔出气口与抽气泵连接。

优选的，螺旋输送机为无吊耳轴承的螺旋输送机。

优选的，燃烧机为油气两用燃烧机。

优选的，吸附塔为活性炭填料吸附塔。

进一步的，喷淋塔内设置填料层、喷淋装置和除雾层，喷淋装置通过循环泵与储水箱连接，喷淋装置还与废水净化一体化设备连接。喷淋塔的冷凝水引入废水净化一体化设备，经处理后排放。

以下通过具体的实施例对本实用新型的内容作进一步详细的说明。

参照附图1的示意图，对本实用新型的装置做进一步的说明。图1中，1-振动筛分斗，2-螺旋打散机，3-螺旋输送机，4-烘干窑进料口，5-回转窑出料口，6-烘干窑体，7-热脱附回转窑体，8-烘干窑出料口，9-回转窑进料口，10-烘干窑出气口，11-燃烧机，12-喷淋塔进气口，13-喷淋塔体，14-喷淋塔出料口，15-吸附塔进气口，16-吸附塔体，17-吸附塔出气口，18-抽气泵。本实用新型的装置包括筛分打散进料系统、热修复系统和尾气处理系统；筛分打散进料系统包括振动筛分斗(1)、设于振动筛分斗底部的螺旋打散机(2)以及连接螺旋打散机的螺旋输送机(3)；热修复系统包括上层的烘干窑(6)和下层的热脱附回转窑(7)，烘干窑的窑头端设有烘干窑进料口(4)，烘干窑的窑尾端设有烘干窑出料口(8)和烘干窑出气口(10)，热脱附回转窑的窑头端设有回转窑进料口(9)，热脱附回转窑的窑尾端设有回转窑出料口(5)，螺旋打散机(2)通过螺旋输送机(3)与烘干窑进料口(4)连接，烘干窑出料口(8)与回转窑进料口(9)连接，热脱附回转窑(7)与燃烧机(11)连接；尾气处理系统包括喷淋塔(13)和吸附塔(16)，喷淋塔的底部设有喷淋塔进气口(12)，喷淋塔的顶端设有喷淋塔出料口(14)，喷淋塔进气口(12)与烘干窑出气口(10)连接，吸附塔的两端分别设有吸附塔进气口(15)和吸附塔出气口(17)，吸附塔进气口(15)与喷淋塔出料口(14)连接，吸附塔出气口(17)与抽气泵(18)连接。

筛分打散进料系统中，在振动筛分斗下方安装具有推进力的螺旋打散机，可避免南方黏性土壤对传统破碎装置造成的堵塞。

本装置的运送均采用无吊耳轴承的螺旋输送机，可避免高湿高粘度土壤的堵塞，造成系统的停机或者修复效率低。

热修复系统为本装置的核心设备，本实用新型中，热修复装置采用上下层的卧式回转窑，上层为烘干窑，下层为热脱附回转窑，热修复设备的进料口安装在烘干窑炉的左端，烘干窑出料口通过螺旋输送机与热脱附回转窑的进料口连接。热风由下层的热脱附回转窑进入热修复系统，经过下层热脱附回转窑后，进入上层的烘干系统，进行余热回用，后进入尾气处理系统。受污染土壤经过筛分后由螺旋给料机送至烘干窑体，在烘干窑中进行预烘干，接着由螺旋输送机落入下层的回转窑中，土壤在炉内高温加热从土壤里解析/分离挥发性和半挥发性有机化合物等，最后出料。上层烘干窑及下层回转窑的旋转速度均为0.5～3r/min。

尾气处理系统包括喷淋塔和吸附塔。高温气体(350～600℃)由下层回转窑中进入，对土壤进行热脱附后，携带解析出来的有机污染物(200～300℃)进入上层烘干窑体，一方面实现热量回用，之后由烘干窑排气管道(75～100℃)排出，喷淋塔除去湿气，用活性炭填料吸附除去残余的有机污染物，达标排放。

喷淋装置与废水净化一体化设备相连，将冷凝水引入到净化设备，进行废水处理后排放。

油气两用燃烧机与液化石油气供气系统和柴油发电机系统连接，组成本实用新型装置的能源供应。

使用本实用新型装置进行有机污染土壤修复，具体如下：

在有机污染土壤热修复过程中，首先由装载机或者挖机等转运工具将待修复土壤运输到振动筛分斗中，利用振动筛分斗的振动筛选作用，筛选粒径为5～6cm的土壤，再经由螺旋打散机，将土料打散破碎，通过螺旋输送机转运到上层烘干窑的进料口中，烘干窑利用的回转窑产生的余热(大约200～300℃)，对土壤进行预烘干，将土壤含水率降低至(20～35％)，土壤在上层烘干窑中，利用烘干窑的转动(0.5～3r/min)，由烘干窑的进料斗运至出料端；经过烘干窑预处理后的土壤由烘干窑的出料端进入到回转窑的进料端，在回转窑中，利用燃烧机提供的热风(350-600℃)进行热脱附，后随着回转窑的转动流到回转窑的出料端，由螺旋输送机转运出来。

在热修复系统中，由燃烧机利用柴油或者天然气的燃烧产生热风，对回转窑中的土壤进行热脱附，之后气流进入上层的烘干窑系统中，进行余热利用(尾气温度为75～100℃)，之后尾气进入喷淋塔中进行冷却降温，而后进入吸附塔中，净化后排放。

例1：

采用本实用新型的热修复成套装置，处理污染土壤能力为100kg/h，污染土壤主要来自汕头某受电容元件等污染场地，修复过程中，下层回转窑温度为550℃，烘干窑炉温度约为300℃，停留时间为1h，主要污染物为多氯联苯，其平均浓度为88～156mg/kg，去除效率高于99％，处理后含量低于5ppm，小于展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)(规定的级标准值1mg/kg)。

例2：

采用本实用新型的热修复成套装置，处理污染土壤能力为2000kg/h，污染土壤主要来自广氮受污染地块，修复过程中，下层回转窑温度为400℃，烘干窑炉温度约为180℃，停留时间为1h，主要污染物为挥发性和半挥发性有机物污染物，经过处理后，总石油烃浓度由1786～40167mg/kg处理至1000mg/kg，多环芳烃由26.1mg/kg处理至20mg/kg。

例3：

采用本实用新型的热修复成套装置，处理污染土壤能力为2000kg/h，污染土壤主要来自东莞某工业区污染土壤，其主要污染物为C11-C25石油烃，其总有机污染物浓度为4776～5967mg/kg的污染土壤，经过350℃及400℃热修复处理之后，停留时间为1h，污染物浓度分别降低至795～1238mg/kg(350℃)和752～835mg/kg(400℃)。

本实用新型装置与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型装置除了进料系统，其他主要设备均安装在一个平台上，一方面有利于设备布置的集约化，一方面有利于完成长距离的设备运输。

2、采用具有推进力的螺旋打散筛分的进料方式，更加适合南方高湿度高粘度土壤的处理。

3、热修复设备核心采用上下双层回转窑结构设备，一方面有利于提高对有机污染土壤的修复效率，一方面实现热量回用，显著降低土壤的修复成本。

4、将土壤中的水份通过低温烘干及喷淋除尘方式，转变为液相水，将尾气处理分割为水处理及尾气处理两部分，减轻压力及难度。

Claims (4)

1.一种有机污染土壤的热修复成套装置，其特征在于：

包括依次连接的筛分打散进料系统、热修复系统和尾气处理系统；

筛分打散进料系统包括振动筛分斗、设于振动筛分斗底部的螺旋打散机以及连接螺旋打散机的螺旋输送机；

热修复系统包括上层的烘干窑和下层的热脱附回转窑，烘干窑的窑头端设有烘干窑进料口，烘干窑的窑尾端设有烘干窑出料口和烘干窑出气口，热脱附回转窑的窑头端设有回转窑进料口，热脱附回转窑的窑尾端设有回转窑出料口，螺旋打散机通过螺旋输送机与烘干窑进料口连接，烘干窑出料口与回转窑进料口连接，热脱附回转窑与燃烧机连接；尾气处理系统包括喷淋塔和吸附塔，喷淋塔的底部设有喷淋塔进气口，喷淋塔的顶端设有喷淋塔出料口，喷淋塔进气口与烘干窑出气口连接，吸附塔的两端分别设有吸附塔进气口和吸附塔出气口，吸附塔进气口与喷淋塔出料口连接，吸附塔出气口与抽气泵连接。

2.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的热修复成套装置，其特征在于：螺旋输送机为无吊耳轴承的螺旋输送机。

3.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的热修复成套装置，其特征在于：燃烧机为油气两用燃烧机。

4.根据权利要求1所述的一种有机污染土壤的热修复成套装置，其特征在于：吸附塔为活性炭填料吸附塔。