CN209716032U - 适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置。该修复装置包括由湿式破碎机、集浆槽、滚筒解泥机、湿式振动筛、集液槽等组成的土壤粒径分级和制浆单元，由淋洗槽、泥浆浓缩池、离心脱水机等组成的淋洗与脱水单元；由废水反应组合池、废水沉淀池等组成的废水处理单元，由污泥储池、压滤机等组成的污泥处理单元；还包括辅助的恒压供水单元和药剂配置单元。其修复方法包括破碎、制浆、筛分、淋洗、浓缩、脱水，和配套的废水处理、污泥处理、供水及加药等步骤。该异位淋洗修复装置主要适用于包括粘性土壤在内的各种重金属、有机或复合污染土壤的修复，具适用范围广、修复效果稳定、操作运行简便、废水回用率高等优点。

Description

适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置

技术领域

本实用新型属于场地污染修复技术领域，具体涉及一种能应用于包括粘性土壤在内的各种重金属、有机或复合污染土壤修复的异位淋洗修复装置。

背景技术

土壤是构成自然生态系统的基本环境要素，也是人类赖以生存和发展的物质基础。随着人类活动对自然环境影响的加剧，人们生产生活过程中所产生的污染物有可能通过各种途径进入土壤，并超过土壤自身的容纳和净化能力，从而导致土壤自然功能失调以及土壤质量恶化的土壤污染问题，进而可能会对附近人体和周边环境产生严重不良影响。因此，有必要采取合理的技术手段进行污染土壤修复，从而有效控制土壤污染引起的人体健康和生态环境风险。

土壤异位淋洗修复技术即是将受污染的土壤从受污染区域挖出并转移到邻近地点或反应器内，利用水或其他淋洗剂，通过粒度分级、酸化溶解、有机螯合或表面活性剂增溶等作用，分离重度污染土壤组分或将土壤中的污染物从固相转移至液相，再对含污染物的淋洗液进行处理的土壤修复技术。土壤异位淋洗属于物理化学修复技术，可用于处理的污染物质包括重金属及半挥发性有机污染物、难挥发性有机污染物等，具有操作灵活，过程可控，修复速度快，修复后土壤去向广泛等优点。

然而，根据目前已有的研究与应用，传统的土壤异位淋洗手段对于大粒径级别污染土壤的修复更为经济有效，砂砾、沙、细沙以及类似的土壤中的污染物更容易被清洗出来且修复成本可控，而粉质粘土或粘土等小粒径级别的粘性土壤中的污染物则较难清洗，且修复成本较高。一般来说，对于土壤中细粒(一般是指粒径小于 63-75μm的粉/粘粒)含量达到25％～30％甚至更高的粘性土壤，传统的土壤异位淋洗的效果和成本都不再具有优势。

因此，有必要针对粘性土壤污染开发一种经济有效、安全稳定的异位淋洗修复方法与装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有土壤异位淋洗技术在粘性土壤污染修复上的不足，提供一种适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置。

本实用新型可通过包含以下步骤的技术方案来实现：

本实用新型一种适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置，它包括土壤粒径分级和制浆单元、土壤淋洗与脱水单元；

所述的土壤粒径分级和制浆单元，包括：湿式破碎机、集浆槽、滚筒解泥机、湿式振动筛、集液槽；湿式破碎机的进料斗处设置有高压水冲洗管路，湿式破碎机下方设置有集浆槽，集浆槽中设有搅拌机(带电机和搅拌桨)、渣浆泵；渣浆泵出口与解泥机入口连接；滚筒解泥机的滚筒内部设有高压水冲洗管路；滚筒解泥机的出口设置有锥形筛；锥形筛下方设置有湿式振动筛；湿式振动筛下方设置有集液槽；

所述的土壤淋洗与脱水单元，包括：淋洗槽、泥浆浓缩池、离心脱水机；集液槽底部泥浆出口与淋洗槽连接；淋洗槽上设有淋洗药剂投加口；淋洗槽底部泥浆出口与泥浆浓缩池入口连接；淋洗槽上设有淋洗药剂投加口；(淋洗槽上还设有调质药剂投加口)；泥浆浓缩池的底部浓缩泥浆出口通过泵与离心脱水机入口连接；离心脱水机的清液出口与分离液集液槽入口连接；分离液集液槽出口与泥浆浓缩池入口连接；离心脱水机的排渣口(即重相固体颗粒排出口)与皮带输送机连接。

进一步地，所述的异位淋洗修复装置还包括废水处理单元、污泥处理单元；

所述的废水处理单元，包括：废水反应组合池、废水沉淀池、回用水槽；泥浆浓缩池的上部浓缩清液出口与废水反应组合池的废水入口连接；废水反应组合池的絮凝槽上部出口与废水沉淀池的入口连接；废水沉淀池的底部为污泥斗，污泥斗出口设有排泥阀门；废水沉淀池的上部清液出口与回用水槽入口连接；

所述的污泥处理单元，包括：污泥储池、压滤机、压滤液集液槽；废水沉淀池的底部污泥斗出口通过排泥阀门与污泥储池的污泥入口连接；污泥储池底部污泥出口与压滤机的污泥入口连接；压滤机的压滤液出口与压滤液集液槽入口连接；压滤液集液槽出口通过泵与废水反应组合池的废水入口连接。

进一步地，所述的湿式破碎机为锤式的湿式破碎机；所述的滚筒解泥机为横向设置的圆筒式的滚筒解泥机，即圆筒解泥机；在圆筒解泥机的圆筒内部中心轴线上设有高压水冲洗管路，高压水冲洗管路上开有若干喷射孔；圆筒解泥机的圆筒内壁设有导流板；圆筒解泥机的圆筒出口设置有锥形筛；锥形筛和湿式振动筛均设置高压水冲洗管路。

进一步地，所述的废水反应组合池分为三格，第一格为加药反应槽，第二格为混凝槽，第三格为絮凝槽，每格均设置有搅拌机(带电机和搅拌桨)；加药反应槽上设有碱/重金属捕捉剂/沉淀剂或氧化剂等可去除污染物的化学药剂投加口，混凝槽上设有混凝剂投加口，絮凝槽上设有絮凝剂投加口。

进一步地，所述的污泥储池上设有絮凝剂投加口；污泥储池中设置有搅拌机(带电机和搅拌桨)；所述的压滤机为厢式隔膜压滤机；该厢式隔膜压滤机具有自动拉板、吹气和压榨等辅助功能；该厢式隔膜压滤机包含高压水循环压榨子系统；所述的修复装置还包括高压循环水系统；所述的高压循环水系统包括高压循环水罐、高压循环水泵(高压压榨水泵)；高压循环水罐与厢式隔膜压滤机的高压水循环压榨子系统连接：高压循环水罐的高压压榨水出口通过高压循环水泵与厢式隔膜压滤机的高压压榨水进水口连接，厢式隔膜压滤机的高压压榨水出水口与高压循环水罐的高压压榨水回水口连接。

进一步地，集液槽底部泥浆出口通过泵与淋洗槽的泥浆入口连接；(淋洗槽也可设置在集液槽下方，集液槽底部泥浆也可直接通过排泥浆阀门的开闭重力排入淋洗槽)；淋洗槽底部泥浆出口通过泵与泥浆浓缩池连接；(泥浆浓缩池也可设置在淋洗槽下方，淋洗槽底部泥浆也可直接通过排泥浆阀门的开闭重力排入泥浆浓缩池)。

进一步地，淋洗槽分成三个区域，第一个区域的上部与第二个区域的上部相连通，第二个区域的下部与第三个区域的下部相连通；每个区域均设有搅拌机(带电机和搅拌桨)；第一个区域上设有调质药剂投加口，第三个区域上设有淋洗药剂投加口。

进一步地，所述的异位淋洗修复装置还包括辅助的恒压供水单元和药剂配置单元；

所述的药剂配置单元包括：淋洗剂加药罐组、调质剂加药罐组、碱/重金属捕捉剂/沉淀剂加药罐组、混凝剂加药罐组和絮凝剂加药罐组；上述每个加药罐组包括上下相连的两级，上级为药剂配制罐，下级为药剂储用罐(与用药设备连接)；淋洗剂加药罐组与淋洗槽上的淋洗药剂投加口连接；调质剂加药罐组与淋洗槽上的调质药剂投加口连接；化学药剂加药罐组与废水反应组合池的加药反应槽上的化学药剂投加口连接，混凝剂加药罐组与废水反应组合池的混凝槽上的混凝剂投加口连接，絮凝剂加药罐组与废水反应组合池的絮凝槽上的絮凝剂投加口连接。也可在药剂配置区域设置电动给料行车，通过电动给料行车辅助人工进行药剂的提升与投加。

所述的恒压供水单元包括两套恒压供水设备，分别为自来水恒压供水设备和回用水恒压供水设备；自来水恒压供水设备包括自来水罐、自来水恒压供水泵组；自来水罐通过自来水恒压供水泵组分别与各药剂配制罐的入水口连接，自来水恒压供水泵组出口还有一路与湿式振动筛的高压水冲洗管路连接，自来水恒压供水泵组出口另有一路与高压循环水罐的高压水入口连接；回用水恒压供水设备包括回用水槽、回用水恒压供水泵组，回用水槽通过回用水恒压供水泵组分别与湿式破碎机、滚筒解泥机、湿式振动筛的高压水冲洗管路连接。

利用本实用新型的适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置进行的异位淋洗修复方法，包括土壤破碎、制浆、筛分，以及淋洗、浓缩和脱水等主要步骤；其主要工艺过程如下：土壤被高压冲洗水冲入湿式破碎机，被切割破碎成小颗粒的粗泥浆；粗泥浆通过集浆槽收集，通过渣浆泵提升进入圆筒解泥机，经过圆筒解泥机的水力冲刷与机械切割，被进一步解体分散成泥浆水；泥浆水从圆筒解泥机的圆筒尾端排入锥形筛进行初步筛分，筛上大于5mm的大颗粒杂质被高压冲洗水冲洗排出，过筛泥浆重力落入湿式振动筛进行再次筛分，筛上大于1mm的小颗粒杂质被高压冲洗水冲洗排出，过筛泥浆落入振动筛集液槽后，通过泵提升至淋洗槽，然后在淋洗槽中与淋洗剂发生淋洗反应，之后进入泥浆浓缩池，经重力浓缩，浓缩泥浆进入离心脱水机进行脱水；经离心脱水机脱水后的污泥沉积后从排泥口排出，形成脱水泥土并由皮带输送机输送至暂存区域作为修复后土壤等待验收；经离心脱水机脱出的澄清液体溢流进入分离液集液槽，经泵提升回流至泥浆浓缩池；

经泥浆浓缩池重力浓缩的浓缩清液进入废水处理单元的废水反应组合池；在废水反应组合池中先后与化学药剂、混凝剂、絮凝剂发生反应后，流入废水沉淀池，在重力作用下，重相的固体颗粒(污泥)沉降并堆积在废水沉淀池的污泥斗中而后排入污泥储池；轻相的澄清液体溢流进入回用水槽，并通过回用水恒压供水泵组向整套淋洗修复装置提供回用水；污泥在污泥储池中暂存并进行调质，调质后的污泥通过厢式隔膜压滤机完成压滤脱水和压榨脱水，脱水污泥卸入泥斗，装袋并转移，外运处置；压滤脱水产生的压滤液则在压滤液集液槽收集后由泵输送回流至废水反应组合池重新处理。

本实用新型中的异位淋洗修复方法，还包括后续配套的废水处理、污泥处理等步骤；还包括配套的恒压供水、药剂配制和加药等步骤。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的异位淋洗修复装置及修复方法主要适用于包括粘性土壤在内的各种重金属、有机或复合污染土壤的修复，具有适用范围广、修复效果稳定、操作运行简便、废水回用率高等特点。

与现有的土壤异位淋洗修复技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)采用湿式破碎工艺。通过破碎机的机械切割作用，将粘性土壤中常见的土壤团块或粘附有土壤颗粒的建筑垃圾破碎成均匀细小的尺寸，为下一步的解泥制浆创造良好的条件，极大程度上避免了传统淋洗筛分工艺将土壤团块或粘附有土壤颗粒的建筑垃圾作为大颗粒物料进行截留的可能性。

(2)采用解泥制浆工艺。解泥机运转时，圆筒转动使筒内泥浆不断翻滚搅动，在导流刮板的水力冲刷和机械切割作用下，泥浆中的土壤团块进一步解体直至完全泥浆化；圆筒中心贯穿高压水冲洗管路，通过水力冲洗进行辅助解泥；解泥制成的均匀化泥浆很好的实现了土壤中大小颗粒的分散。

(3)采用两级固液筛分工艺。破碎解泥形成的均匀化泥浆，先后经过解泥机尾端的锥形筛和湿式振动筛进行固液筛分，分别将大于5mm的大颗粒杂质和大于 1mm的小颗粒杂质经高压冲洗水洗涤后去除，减少了后续土壤淋洗处理总量，并降低了单级筛分的负荷，同时经洗涤后的大颗粒杂质和小颗粒杂质可直接安全利用，无需进一步处理。

(4)采用加药淋洗工艺。经筛分减量的均匀化泥浆，在淋洗槽中与相应的淋洗剂充分接触反应，将土壤污染物从土壤颗粒固相分离并进入淋洗液中，实现污染物真正从土壤本体中去除的修复目的，优于常见土壤异位淋洗修复方法中以筛分分级为主的污染土壤减容工艺。

(5)采用重力浓缩与离心脱水工艺。完成淋洗反应的泥浆先经重力浓缩后形成浓缩泥浆，再通过离心脱水机进行土壤脱水。与其他脱水工艺相比，重力浓缩预处理大大降低了后续机械脱水的水力负荷，并提高了泥浆的脱水性能，机械脱水后土壤含水率更低。此外，离心脱水具有连续运转、间歇冲洗且冲洗水量少、进料含水率宽容度高等优点，并且在特定性质(粒径分布、粒径密度等)的进料泥浆条件下，存在不用投加絮凝药剂调质就能获得较好离心脱水效果的可能性。

(6)采用废水处理回用工艺。废水处理将淋洗液中从土壤颗粒内脱除出的污染物重新固化生成沉淀(重金属污染土壤)或直接氧化降解(有机物污染土壤)，处理后的废水可全部回用于土壤制浆，正常运行时不产生外排废水。

附图说明

图1是本实用新型一种适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置及修复方法的流程图；

图2是本实用新型中在圆筒解泥机的圆筒内部中心轴线上设有高压水冲洗管路的剖视图。

图中：1、湿式破碎机 2、进料斗 3、集浆槽 4、搅拌机 5、渣浆泵 6、圆筒解泥机 7、圆筒 8、锥形筛 9、湿式振动筛 10、振动筛集液槽 11、淋洗槽 12、泥浆浓缩池 13、离心脱水机 14、皮带输送机 15、分离液集液槽 16、废水反应组合池 17、加药反应槽 18、混凝槽19、絮凝槽 20、废水沉淀池 21、污泥斗 22、污泥储池 23、回用水槽 24、回用水恒压供水泵组 25、厢式隔膜压滤机 26、高压循环水罐 27、压滤液集液槽 28、自来水罐 29、自来水恒压供水泵组 30、淋洗剂加药罐组 31、调质剂加药罐组 32、碱/重金属捕捉剂/沉淀剂加药罐组 33、混凝剂加药罐组 34、絮凝剂加药罐组 35、电动给料行车 36、高压循环水泵 37、高压水冲洗管道 38、高压冲洗水

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施形式进行详细说明。本实用新型的保护范围并不局限于特定的实施方式，以权利要求所界定的范围为准。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置，它包括土壤粒径分级和制浆单元、土壤淋洗与脱水单元、废水处理单元、污泥处理单元；

所述的土壤粒径分级和制浆单元，包括：锤式的湿式破碎机1、集浆槽3、圆筒解泥机6(横向设置的圆筒式的滚筒解泥机)、湿式振动筛9、振动筛集液槽10；湿式破碎机的进料斗2中设置有高压水冲洗管路(与回用水恒压供水泵组24出口管道连接)；湿式破碎机下方设置有集浆槽3，集浆槽3中设有搅拌机4(带电机和搅拌桨)、渣浆泵5；渣浆泵5出口与圆筒解泥机6入口连接；在圆筒解泥机6的圆筒内部中心轴线上设置有高压水冲洗管路(如图2所示，该高压水冲洗管道37伸入圆筒解泥机6的圆筒内部，贯穿整个中心轴线，该高压水冲洗管道37上开有若干喷射孔，可对着圆筒内壁喷射出高压冲洗水38；该高压水冲洗管道37与回用水恒压供水泵组24出口管道连接)；圆筒解泥机6的圆筒7内壁设有导流板；圆筒解泥机6的圆筒7出口设置有锥形筛8；锥形筛8下方设置有湿式振动筛9；湿式振动筛9下方设置有集液槽，即振动筛集液槽10；湿式振动筛9上方设有高压回用水冲洗管路(与回用水恒压供水泵组24出口管道连接)，同时还设有高压自来水冲洗管路(与自来水恒压供水泵组29出口管道连接)；湿式振动筛9上方的高压冲洗水喷头有多组，其中最后一组连接高压自来水冲洗管路，通过自来水进行最后一道的洗涤(净水洗涤)，可实现最佳的清洗效果；圆筒解泥机6的锥形筛8上方设有高压自来水冲洗管路(与自来水恒压供水泵组29出口管道连接)。

所述的土壤淋洗与脱水单元，包括：淋洗槽11、泥浆浓缩池12、离心脱水机 13；淋洗槽11位于振动筛集液槽10下方；淋洗槽11分成相连通的三个区域，第一个区域的上部与第二个区域的上部相连通，第二个区域的下部与第三个区域的下部相连通；每个区域均设有搅拌机(带电机和搅拌桨)；第一个区域上设有调质药剂投加口，第三个区域上设有淋洗药剂投加口；淋洗槽11底部泥浆出口通过泵与泥浆浓缩池12连接；泥浆浓缩池12的底部浓缩泥浆出口通过泵与离心脱水机13入口连接；离心脱水机13的清液出口与分离液集液槽15入口连接；分离液集液槽15出口与泥浆浓缩池12入口连接；离心脱水机13的排渣口(即重相固体颗粒排出口)与皮带输送机14入口连接；

所述的废水处理单元，包括：废水反应组合池16、废水沉淀池20、回用水槽 23；废水反应组合池16分为三格，第一格为加药反应槽17，第二格为混凝槽18，第三格为絮凝槽19，每格均设置有搅拌机(带电机和搅拌桨)；加药反应槽上设有碱/重金属捕捉剂/沉淀剂或氧化剂等化学药剂投加口，混凝槽18上设有混凝剂投加口，絮凝槽19上设有絮凝剂投加口。泥浆浓缩池12的上部浓缩清液出口与废水反应组合池16的废水入口(位于第一格加药反应槽17上部)连接；废水反应组合池 16的絮凝槽19上部出口与废水沉淀池20的入口连接，废水沉淀池20的底部设有四个污泥斗21，每个污泥斗21出口设有排泥阀门；废水沉淀池20的上部清液出口与回用水槽23入口连接；

所述的污泥处理单元，包括：污泥储池22、厢式隔膜压滤机25、压滤液集液槽 27；废水沉淀池20的底部污泥斗出口通过排泥阀门与污泥储池22的污泥入口连接；污泥储池22底部污泥出口与厢式隔膜压滤机25入口连接；污泥储池22上设有絮凝剂投加口；污泥储池22中设置有搅拌机(带电机和搅拌桨)；厢式隔膜压滤机25具有自动拉板、吹气和压榨等辅助功能；厢式隔膜压滤机25的压滤液出口与压滤液集液槽27入口连接；压滤液集液槽27出口通过泵与废水反应组合池16的废水入口 (即第一格加药反应槽17上部)连接。

所述的淋洗修复装置还包括高压循环水系统；所述的高压循环水系统包括高压循环水罐26、高压循环水泵36(即高压压榨水泵)；厢式隔膜压滤机25包含高压水循环压榨子系统；高压循环水罐26与厢式隔膜压滤机25的高压水循环压榨子系统连接(高压循环水罐26的高压水入口与自来水恒压供水泵组29出口连接，高压循环水罐26的高压压榨水出口通过高压循环水泵36与厢式隔膜压滤机25的高压压榨水进水口连接，厢式隔膜压滤机25的高压压榨水出水口与高压循环水罐26的高压压榨水回水口连接)。通过高压循环水泵36(高压压榨水泵)输送1.0～1.3MPa的高压压榨水，使高压压榨水进入厢式隔膜压滤机25的压榨滤板与隔膜之间，利用二维变向剪切压力过滤脱水来破坏滤饼的空隙，改变颗粒结构，使其重新排列，使滤饼的含水量达到最低。

所述的淋洗修复装置还包括辅助的药剂配置单元；所述的药剂配置单元包括：淋洗剂加药罐组30、调质剂加药罐组31、碱/重金属捕捉剂/沉淀剂加药罐组32、混凝剂加药罐组33和絮凝剂加药罐组34；上述每个加药罐组包括上下相连的两级，上级为药剂配制罐，下级为药剂储用罐；药剂配置区域设置有电动给料行车可辅助人工进行药剂的提升与投加。

所述的淋洗修复装置还包括辅助的恒压供水单元；所述的恒压供水单元包括两套恒压供水设备，分别为自来水恒压供水设备和回用水恒压供水设备；自来水恒压供水设备包括自来水罐28、自来水恒压供水泵组29；自来水罐28通过自来水恒压供水泵组29分别与各药剂配制罐(即淋洗剂加药罐组30、调质剂加药罐组31、碱/ 重金属捕捉剂/沉淀剂加药罐组32、混凝剂加药罐组33、絮凝剂加药罐组34的上级药剂配制罐)的入水口连接，还有一路与湿式振动筛9的高压水冲洗管路连接，另有一路与高压循环水罐26的高压水入口连接；回用水恒压供水设备包括回用水槽 23、回用水恒压供水泵组24，回用水槽23通过回用水恒压供水泵组24分别与湿式破碎机1、圆筒解泥机6、湿式振动筛9的高压水冲洗管路连接。

利用本实用新型适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置进行的异位淋洗修复方法，包括以下工艺：(1)由湿式破碎、解泥制浆和固液筛分等工艺段组成的土壤粒径分级和制浆工艺；(2)由淋洗反应、泥浆浓缩和分离脱水等工艺段组成的土壤淋洗与脱水工艺；(3)由加药反应、混凝絮凝和重力沉淀等工艺段组成的废水处理工艺；(4)由污泥暂存、加药调质和压滤脱水等工艺段组成的污泥处理工艺； (5)此外还包括辅助的恒压供水工艺和药剂配置工艺；其中，(1)湿式破碎工艺由湿式破碎机实现；解泥制浆工艺由内设中心高压水冲洗管路和内壁导流板的圆筒解泥机实现，通过解泥机圆筒运转时的水力冲刷与机械切割作用，使土壤团块进一步解体分散进入泥浆水中；两级固液筛分工艺由圆筒解泥机和湿式振动筛共同实现，解泥机中分散均匀的泥浆从圆筒尾端排入锥形筛进行初步筛分，筛上大于5mm的大颗粒杂质经高压冲洗水冲洗和洗涤后排出，过筛泥浆重力落入湿式振动筛；振动筛上方设置高压水冲洗管路，通过水力冲洗进一步破碎土壤颗粒，并对筛上大于1mm的小颗粒杂质进行冲洗和洗涤。(2)淋洗反应工艺由淋洗槽11实现；泥浆浓缩工艺由泥浆浓缩池12实现；分离脱水工艺由离心脱水机13实现。(3)加药反应工艺、混凝絮凝工艺由废水反应组合池16实现；重力沉淀工艺由废水沉淀池20实现；(4) 污泥暂存工艺、加药调质工艺由污泥储池22实现；压滤脱水工艺由厢式隔膜压滤机 25实现。(5)恒压供水工艺由自来水罐28、自来水恒压供水泵组29、回用水槽23、回用水恒压供水泵组24等实现；药剂配置工艺由各药剂配制罐和各药剂储用罐等实现。

本实用新型中的适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复方法，具体工艺过程如下：

经过预处理去除大的杂物(>8cm)、破碎过大结块的待修复污染土壤，通过挖掘机向锤式湿式破碎机1进料斗2均匀进料，进料斗2中设置高压水冲洗管路，通过高压水的冲洗辅助土壤顺利落入锤式的湿式破碎机1，同时提供破碎制浆所需的部分水量。落入锤式的湿式破碎机1的污染土壤和冲洗水在机械切割作用下，破碎形成较小颗粒尺寸的粗泥浆，并重力落入破碎机集浆槽3中。破碎机集浆槽3中设置搅拌机4，连续或按需开启，避免建筑垃圾等杂质以及相对大块的土壤颗粒团块在槽底过度沉积；破碎机集浆槽3中收集的粗泥浆通过渣浆泵5提升进入圆筒解泥机6。圆筒解泥机6的圆筒7内部设置有导流刮板，圆筒转动时，筒内粗泥浆不断翻滚搅动，在导流刮板的水力冲刷和机械切割作用下，其中的粘附有土壤颗粒的建筑垃圾杂质顺利实现杂质与土壤颗粒的分散，其中的相对大块的土壤团块进一步解体直至完全泥浆化。圆筒解泥机6圆筒7的出口连有锥形筛8，解泥泥浆中的大颗粒杂质(>5mm)通过锥形筛8筛分去除。此外，圆筒解泥机6的圆筒内部中心轴线上贯穿有高压水冲洗管路，通过高压水冲洗辅助解泥并对筛分出的大颗粒杂质进行冲刷洗涤。解泥泥浆过锥形筛8后重力落入湿式振动筛9进一步筛分并去除小颗粒杂质(>1mm)，湿式振动筛9上方设置四组高压水冲洗管路，通过水力冲洗进一步破碎土壤颗粒并对筛上小颗粒杂质进行冲洗和洗涤。经过两级固液筛分的过筛泥浆落入振动筛集液槽10，通过泵输送至后续淋洗工艺。

经过破碎、解泥和筛分的土壤泥浆由泵输送至淋洗槽11中，淋洗槽11内设置搅拌机，土壤泥浆在机械搅拌作用下，与投入淋洗槽的淋洗剂充分混合接触并发生反应。淋洗药剂根据土壤目标污染物的不同可在盐酸、醋酸、EDTA、柠檬酸等螯合剂，以及十二烷基硫酸钠等表面活性剂中选择单独或复配使用；淋洗反应停留时间为2-4小时。完成淋洗反应的土壤泥浆通过泵提升进入泥浆浓缩池12，经过重力浓缩，浓缩清液流入后续废水处理系统进行处理，浓缩泥浆经泵提升至离心脱水机13，在离心脱水机13运转离心力的作用下，浓缩泥浆形成沉降液并进而分离成固体重相和液体轻相，重相的固体颗粒沉积后不断从排渣口排出形成脱水泥土并由皮带输送机14输送至暂存区域作为修复后土壤等待验收；轻相的澄清液体溢流进入分离液集液槽15，经泵提升回流至泥浆浓缩池12。

土壤淋洗产生的废水以泥浆浓缩池12的浓缩清液形式溢流后重力排入废水反应组合池16，废水反应组合池16分为三格，每格均设置搅拌机，第一格为加药反应槽17，根据土壤目标污染物和投加的淋洗剂，选择投加相应的碱/重金属捕捉剂/ 沉淀剂或氧化剂，在机械搅拌的作用下，化学药剂与废水充分混合接触并发生反应，重金属污染物在碱/重金属捕捉剂/沉淀剂的作用下形成固相与淋洗剂成分分离，有机污染物在氧化剂的作用下发生氧化还原降解。废水反应组合池16的第二格和第三格分别为混凝槽18和絮凝槽19，完成加药反应的废水重力流入混凝槽18和絮凝槽19，分别投加混凝剂和絮凝剂，使得废水加药反应后可能形成的固体颗粒脱稳并絮结成团。完成混凝絮凝的废水重力流入废水沉淀池20，在重力作用下，重相的固体颗粒沉降并堆积在废水沉淀池20的污泥斗21中，通过排泥阀门的开闭重力排入污泥储池22；轻相的澄清液体溢流进入回用水槽23，并通过回用水恒压供水泵组24向整套淋洗修复装置提供回用水。

废水处理产生的污泥(即废水沉淀池20沉降下来的污泥)重力排入污泥储池 22进行暂存，污泥储池22设置搅拌机，根据污泥存量多少，在进行后续污泥压滤处理前，投加絮凝药剂并开启机械搅拌进行污泥调质。完成调质的污泥通过泵输送至厢式隔膜压滤机25进行脱水处理，厢式隔膜压滤机25具有自动拉板、吹气和压榨等辅助功能；厢式隔膜压滤机25包含高压水循环压榨子系统，高压循环水罐26 与厢式隔膜压滤机25的高压水循环压榨子系统连接，利用高压循环水罐26中的高压循环水(高压压榨水)对厢式隔膜压滤机25中位于压榨滤板与隔膜(滤布)之间的物料进行二次压榨；厢式隔膜压滤机25先是进料压滤(通过进料物料的压力，将物料中的水分从物料缝隙和滤布空隙间挤出，从而实现物料脱水)，压滤结束后，再启动高压循环水泵36进行隔膜压榨，将高压循环水(高压压榨水)充入厢式隔膜压滤机25中进入压榨滤板与隔膜(滤布)之间，使隔膜(滤布)向内带压鼓出，形成二次压榨，将物料中的水分进一步挤出；厢式隔膜压滤机25自带程序控制包括：压紧、后退、保压、补压、拉板、翻板开闭等动作，经过压滤、压榨和吹干等数道脱水工序，完成脱水的污泥卸入泥斗，装入吨袋并转移至固废暂存区域，根据污泥性质，定期作为危险废物或一般工业废物安排有资质单位外运处置；经厢式隔膜压滤机25进行污泥脱水产生的压滤液则通过压滤液集液槽27收集后，由泵提升回流至废水加药反应槽17进行处理。

整套淋洗装置共包括两套恒压供水设备，除废水处理末端的一套回用水恒压供水设备，还有一套自来水恒压供水设备；自来水恒压供水设备包括自来水罐28、自来水恒压供水泵组29和恒压控制柜，主要用于药剂配置和淋洗供水的备用。药剂配置由各种药剂对应的加药罐组实现，包括淋洗剂加药罐组30、调质剂加药罐组31、碱/重金属捕捉剂/沉淀剂加药罐组32、混凝剂加药罐组33和絮凝剂加药罐组34等；加药罐组分为上下两级，根据运行便利，可以选择上配下用的模式。药剂配置区域设置有电动给料行车35辅助人工进行药剂的提升与投加。

应用实施例：

上海市东北部某区建设了一套本实用新型实施例1所述的异位土壤淋洗修复装置，并利用该异位土壤淋洗修复装置对某重金属污染场地的粘性污染土壤进行了异位修复治理。

该污染场地的污染土壤以粉质粘土为主，主要污染指标为镉(Cd)、镍(Ni)、铅(Pb)。经过30天试运行，该异位淋洗修复装置达到3m³/hr设计处理能力，污染土壤经过破碎、制浆、筛分，以及淋洗、浓缩和脱水之后，主要污染指标低于修复目标值，修复效果稳定。试运行期间，淋洗废水回用率达100％，每日补充自来水主要用于药剂的配置。

该污染场地的污染土壤主要污染指标的修复前数值、修复目标值和修复后数值具体如下表所示：

主要污染指标	镉(Cd)	镍(Ni)	铅(Pb)
				修复前(平均，mg/kg)	22	127	614
修复目标值(mg/kg)	9.5	71.4	400
				修复后(平均，mg/kg)	7.3	66.5	326

从上表可看出，修复后数值低于修复目标值。

Claims (10)

1.一种适用于粘性土壤污染修复的异位淋洗修复装置，其特征在于：该修复装置包括土壤粒径分级和制浆单元、土壤淋洗与脱水单元；

所述的土壤粒径分级和制浆单元，包括：湿式破碎机、集浆槽、滚筒解泥机、湿式振动筛、集液槽；湿式破碎机的进料斗处设置有高压水冲洗管路，湿式破碎机下方设置有集浆槽，集浆槽中设有搅拌机、渣浆泵；渣浆泵出口与解泥机入口连接；滚筒解泥机的滚筒内部设有高压水冲洗管路；滚筒解泥机的出口设置有锥形筛；锥形筛下方设置有湿式振动筛；湿式振动筛下方设置有集液槽；

所述的土壤淋洗与脱水单元，包括：淋洗槽、泥浆浓缩池、离心脱水机；集液槽底部泥浆出口与淋洗槽连接；淋洗槽上设有淋洗药剂投加口；淋洗槽上还设有调质药剂投加口；淋洗槽底部泥浆出口与泥浆浓缩池入口连接；泥浆浓缩池的底部浓缩泥浆出口通过泵与离心脱水机入口连接；离心脱水机的清液出口与分离液集液槽入口连接；分离液集液槽出口与泥浆浓缩池入口连接；离心脱水机的排渣口与皮带输送机连接。

2.根据权利要求1所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：该修复装置还包括废水处理单元、污泥处理单元；

所述的废水处理单元，包括：废水反应组合池、废水沉淀池、回用水槽；泥浆浓缩池的上部浓缩清液出口与废水反应组合池的废水入口连接；废水反应组合池的絮凝槽上部出口与废水沉淀池的入口连接；废水沉淀池的底部为污泥斗，污泥斗出口设有排泥阀门；废水沉淀池的上部清液出口与回用水槽入口连接；

所述的污泥处理单元，包括：污泥储池、压滤机、压滤液集液槽；废水沉淀池的底部污泥斗出口通过排泥阀门与污泥储池的污泥入口连接；污泥储池底部污泥出口与压滤机的污泥入口连接；压滤机的压滤液出口与压滤液集液槽入口连接；压滤液集液槽出口通过泵与废水反应组合池的废水入口连接。

3.根据权利要求1或2所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：所述的湿式破碎机为锤式的湿式破碎机；所述的滚筒解泥机为横向设置的圆筒式的滚筒解泥机，即圆筒解泥机；在圆筒解泥机的圆筒内部中心轴线上设有高压水冲洗管路，高压水冲洗管路上开有若干喷射孔；圆筒解泥机的圆筒内壁设有导流板；圆筒解泥机的圆筒出口设置有锥形筛；锥形筛和湿式振动筛均设置高压水冲洗管路。

4.根据权利要求2所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：所述的废水反应组合池分为三格，第一格为加药反应槽，第二格为混凝槽，第三格为絮凝槽，每格均设置有搅拌机，搅拌机带电机和搅拌桨；加药反应槽上设有可去除污染物的化学药剂投加口，混凝槽上设有混凝剂投加口，絮凝槽上设有絮凝剂投加口。

5.根据权利要求2所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：所述的污泥储池上设有絮凝剂投加口；污泥储池中设置有搅拌机；所述的压滤机为厢式隔膜压滤机；所述的修复装置还包括高压循环水系统；所述的高压循环水系统包括高压循环水罐、高压循环水泵；高压循环水罐的高压压榨水出口通过高压循环水泵与厢式隔膜压滤机的高压压榨水进水口连接，厢式隔膜压滤机的高压压榨水出水口与高压循环水罐的高压压榨水回水口连接。

6.根据权利要求1或2所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：集液槽底部泥浆出口通过泵与淋洗槽的泥浆入口连接；或者，淋洗槽设置在集液槽下方，集液槽底部泥浆直接通过排泥浆阀门的开闭重力排入淋洗槽；淋洗槽底部泥浆出口通过泵与泥浆浓缩池连接；或者，泥浆浓缩池设置在淋洗槽下方，淋洗槽底部泥浆直接通过排泥浆阀门的开闭重力排入泥浆浓缩池。

7.根据权利要求1或2所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：淋洗槽分成三个区域，第一个区域的上部与第二个区域的上部相连通，第二个区域的下部与第三个区域的下部相连通；每个区域均设有搅拌机；第一个区域上设有调质药剂投加口，第三个区域上设有淋洗药剂投加口。

8.根据权利要求1或2所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：所述的异位淋洗修复装置还包括辅助的药剂配置单元；所述的药剂配置单元包括：淋洗剂加药罐组、调质剂加药罐组、化学药剂加药罐组、混凝剂加药罐组和絮凝剂加药罐组；上述每个加药罐组包括上下相连的两级，上级为药剂配制罐，下级为药剂储用罐；淋洗剂加药罐组与淋洗槽上的淋洗药剂投加口连接；调质剂加药罐组与淋洗槽上的调质药剂投加口连接；化学药剂加药罐组与废水反应组合池的加药反应槽上的化学药剂投加口连接，混凝剂加药罐组与废水反应组合池的混凝槽上的混凝剂投加口连接，絮凝剂加药罐组与废水反应组合池的絮凝槽上的絮凝剂投加口连接。

9.如权利要求8所述的异位淋洗修复装置，其特征在于，所述的异位淋洗修复装置还包括辅助的恒压供水单元；所述的恒压供水单元包括两套恒压供水设备，分别为自来水恒压供水设备和回用水恒压供水设备；自来水恒压供水设备包括自来水罐、自来水恒压供水泵组；自来水罐通过自来水恒压供水泵组分别与各药剂配制罐的入水口连接，自来水恒压供水泵组出口还有一路与湿式振动筛的高压水冲洗管路连接；回用水恒压供水设备包括回用水槽、回用水恒压供水泵组，回用水槽通过回用水恒压供水泵组分别与湿式破碎机、滚筒解泥机、湿式振动筛的高压水冲洗管路连接。

10.如权利要求9所述的异位淋洗修复装置，其特征在于：自来水恒压供水泵组出口另有一路与高压循环水罐的高压水入口连接。