CN216420622U - 污染土壤的清洗设备及其清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种污染土壤的清洗设备及其清洗系统。所述污染土壤的清洗设备包含：一清洗容器、一泵浦、一空蚀效应产生装置以及一供气装置。所述污染土壤的清洗设备利用空蚀效应来清洗受到污染的土壤，并且利用供气装置来加强所述空蚀效应及强化清洗污染土壤的效果。

Description

污染土壤的清洗设备及其清洗系统

技术领域

本实用新型涉及一种清洗设备及其清洗系统，特别是有关于一种污染土壤的清洗设备及其清洗系统。

背景技术

自石油化学工业应用于人类生活以来，举凡常见的飞机、船舶、汽机车等燃油、润滑油；日常用品的塑胶、涂料、药品、洗涤剂；衣物的合成纤维、橡胶、绝缘材料和家具，各种石油化学产品，在人类社会中眼底所见，几乎无法离开石油化学制品。然而油品泄漏、油管破裂、人为失误或随意处置等污染事件层出不穷，造成各种油品污染土壤与地下水的情况日益严重。

近年，土壤整治技术工法日新月异，例如利用土壤水洗技术进行土壤整治，目前也成为优先选择整治此部分特性油品污染土壤的方案之一。土壤水洗工法一般而言，主要是将土壤放置在称为洗涤单元的机器中，之后将水与洗涤剂加入到洗涤单元中，透过“擦洗”(attrition scrubbing)方式清洁土壤。然而，此种透过擦洗方式清洁土壤的成效有限。

故，有必要提供一种污染土壤的清洗设备及其清洗系统，以解决现有技术所存在的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种污染土壤的清洗设备及其清洗系统，以解决现有技术所存在的透过擦洗方式清洁土壤的成效有限的问题。

本实用新型的一目的在于提供一种污染土壤的清洗设备，其利用空蚀效应来清洗受到污染的土壤，并且利用供气装置来加强所述空蚀效应及强化清洗污染土壤的效果。

本实用新型的另一目的在于提供一种污染土壤的清洗系统，其包含上述本实用新型的污染土壤的清洗设备以及筛分设备，并选择性的可以包含各种粒径的土壤的处理装置及/或设备，以构建出完整的清洗系统。

为达成本实用新型的前述目的，本实用新型一实施例提供一种污染土壤的清洗设备，包含：一清洗容器、一泵浦、一空蚀效应产生装置以及一供气装置。所述清洗容器用于容置由一待处理土壤与一处理液体混合而形成的一土液混合物，其中所述待处理土壤的粒径大于0且小于或等于0.3mm。所述泵浦连通所述清洗容器，用以抽取所述土液混合物。所述空蚀效应产生装置连通于所述泵浦与所述清洗容器之间，所述土液混合物通过所述泵浦的作用从所述清洗容器的一侧流经所述空蚀效应产生装置并回流到所述清洗容器的另一侧，以形成一清洗循环路径，其中所述空蚀效应产生装置用于产生一空蚀效应。所述供气装置连通于所述清洗容器的一侧与所述空蚀效应产生装置之间，用以提供一气体于所述土液混合物中。所述气体用以强化空蚀效应进而清洗所述土液混合物，以获得一净化土壤，以及所述净化土壤的一油品浓度低于所述待处理土壤的一油品浓度。

在本实用新型的一实施例中，所述空蚀效应产生装置包含一文氏管(venturitube)。

在本实用新型的一实施例中，所述气体包含空气及臭氧中的至少一种。

在本实用新型的一实施例中，所述处理液体包含一液态水。

为达上述的另一目的，本实用新型提供一种污染土壤的清洗系统，包含：如本实用新型任一实施例的污染土壤的清洗设备以及一筛分设备。所述筛分设备邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以将所述污染土壤筛分成粒径大于0且小于或等于0.3mm的待处理土壤以及粒径大于或等于0.3mm的其他土壤。

在本实用新型的一实施例中，所述筛分设备包含：一第一筛分装置、一第二筛分装置以及一第三筛分装置。所述第一筛分装置将所述污染土壤筛分成：粒径大于5cm的土壤；以及粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤。所述第二筛分装置将粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤筛分成：粒径大于0.5cm且小于或等于5cm的土壤，及粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤。所述第三筛分装置将粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤筛分成：粒径大于0.3mm且小于或等于0.5cm的土壤，及粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤。

在本实用新型的一实施例中，所述污染土壤的清洗系统还包含一土壤破碎装置、一泥液搅拌装置及一搓洗装置。所述土壤破碎装置邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以破碎被所述第一筛分装置筛分的粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤。所述泥液搅拌装置邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以混拌处理被所述土壤破碎装置处理后的土壤。所述搓洗装置邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以处理被所述第二筛分装置筛分的粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤。

在本实用新型的一实施例中，所述污染土壤的清洗系统还包含一油液分离装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，所述油液分离装置处理被所述泥液搅拌装置、所述搓洗装置及/或所述污染土壤的清洗设备处理后的土壤后所残留下的污染液体，以分离出油泥与所述处理液体。

在本实用新型的一实施例中，所述污染土壤的清洗系统还包含一回收装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以将被分离的所述处理液体回收至所述泥液搅拌装置、所述第二筛分装置及/或所述污染土壤的清洗设备中。

在本实用新型的一实施例中，所述污染土壤的清洗系统还包含一旋流器，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用于处理被所述污染土壤的清洗设备进行处理后的土壤。

与现有技术相比较，本实用新型的污染土壤的清洗设备及其清洗系统是利用空蚀效应来清洗受到污染的土壤，并且利用供气装置来加强所述空蚀效应及强化清洗污染土壤的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的污染土壤的清洗设备的示意图。

图2是本实用新型实施例的污染土壤的清洗系统的示意图。

具体实施方式

为让本实用新型上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本实用新型所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

请参照图1，本实用新型的实施例的污染土壤的清洗设备10包含：一清洗容器11、一泵浦12、一空蚀效应产生装置13以及一供气装置14。所述清洗容器11具有一容置空间111，所述清洗容器11可用于容置由一待处理土壤与一处理液体混合而形成的一土液混合物90，其中所述待处理土壤的粒径大于0且小于或等于0.3mm。在一实施例中，所述待处理土壤例如可以是被预先进行筛分至粒径大于0且小于或等于0.3mm后，再利用本实用新型实施例的污染土壤的清洗设备10来进行处理。

本实用新型的实施例的污染土壤的清洗设备10的泵浦12连通所述清洗容器，用以抽取所述土液混合物90。在一实施例中，所述泵浦12可从所述清洗容器11的一侧11A(例如所述清洗容器11的底侧)进行泵吸，并且将泵吸后的所述土液混合物90抽取至后方描述的空蚀效应产生装置13中，并且使所述土液混合物90回流到所述清洗容器11的另一侧11B中(例如所述清洗容器11的顶或内部中间侧)。

本实用新型的实施例的污染土壤的清洗设备10的空蚀效应产生装置13连通于所述泵浦12与所述清洗容器11之间，所述土液混合物90通过所述泵浦12的作用从所述清洗容器11的一侧11A(例如所述清洗容器11的底侧)流经所述空蚀效应产生装置13并回流到所述清洗容器11的另一侧11B(例如所述清洗容器11的顶侧)，以形成一清洗循环路径，其中所述空蚀效应产生装置13用于产生一空蚀效应。换言之，所述土液混合物90主要是通过所述泵浦12的作用来不断进行循环，以使所述土液混合物90不断被所述空蚀效应产生装置13进行处理。在一实施例中，所述空蚀效应产生装置13可以包含至少一文氏管(venturi tube)，例如1个文氏管、2个文氏管或3个以上的文氏管。

在一实施例中，例如仅需使用液态水作为介质以及作为处理液体，即可搭配所述空蚀效应来对所述土液混合物90进行清洗，可在不需加入清洁剂、界面活性剂或其他化学药剂的情况下，即可达到净化所述待处理土壤的效果。换言之，本实用新型主要是透过“空蚀效应”的物理作用来达成清洗所述待处理土壤。

要提到的是，空蚀现象(Cavitation)，又可称为气穴现象、气蚀现象或空洞现象，指的是在流动的液体中气相空穴(亦即极小的无液体空间)产生与消灭的一种物理现象，这通常是力作用在液体的结果。液体在受到压力的快速改变时会产生空穴，此时的压力通常相当低(除了液体本身的蒸汽压，其可视为真空中态)。而当环境的压力变高，空穴会开始分裂，并产生强力的冲击波。在一般的文献中，此种空蚀现象是不希望被产生的一种物理现象，这是因为这往往会导致机械元件的表面被腐蚀。然而，在本实用新型一实施例中，主要是利用这种现象所产生的冲击波来清洗所述土液混合物，也就是仅透过物理作用来强制分离附着在多个土壤颗粒上的油品(或油污)。

本实用新型的实施例的污染土壤的清洗设备10的供气装置14连通于所述清洗容器11的一侧11A与所述空蚀效应产生装置13之间，用以提供一气体(例如包含空气及臭氧中的至少一种)于所述土液混合物90中。在一实施例中，所述供气装置14可以连通于所述清洗容器11的一侧11A与所述泵浦12之间(沿着所述清洗循环路径的顺向路径)。在另一实施例中，所述供气装置14可以连通于所述泵浦12与所述空蚀效应产生装置13之间(沿着所述清洗循环路径的顺向路径)。在一实施例中，可在所述供气装置14提供气体的路径上设有流量计141，以测量气体流量。

要提到的是，本实用新型的供气装置14所提供的气体可以强化所述空蚀效应对所述土液混合物90的清洗效果以获得一净化土壤，其中所述净化土壤的一油品浓度低于所述待处理土壤的一油品浓度。一方面，这是因为气体可以提供如上述的气相空穴气核，进而增强空蚀效应所引发的清洗效果。另一方面，气体被空蚀效应破碎形成接近纳米的微泡(Micro bubbles)，因此可以更加强清洗土壤油污时的油污浮除效应。换言之，由于空蚀效应本身的强力震爆及气体被空蚀效应破碎形成接近纳米的微泡的效果加成之下，本实用新型可以加强清洗及快速浮除分离所述土液混合物及/或油污。

另外，土液混合物90可以额外地加入于清洗循环路径中。例如，在所述清洗容器11的一侧11A与所述泵浦12之间设有一阀门15，可以利用所述阀门15以使被筛选后的所述土液混合物90(可参考后方段落的说明)加入于清洗循环路径中。

请参照图1及图2，本实用新型的实施例的污染土壤的清洗系统20包含：如本实用新型任一实施例的污染土壤的清洗设备10；以及一筛分设备21(可选地，所述筛分设备21可包含至少一个水力旋流器)。所述筛分设备21邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧，用以将所述污染土壤筛分成粒径大于0且小于或等于0.3mm的待处理土壤以及粒径大于或等于0.3mm的其他土壤。

在一实施例中，所述筛分设备21可包含一第一筛分装置211、一第二筛分装置212以及一第三筛分装置213。所述第一筛分装置211、所述第二筛分装置212以及所述第三筛分装置213例如可以是邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧。

具体地，所述第一筛分装置211(例如是一干式滚筒筛或一干式震动筛)可从入料端91将所述污染土壤筛分成：粒径大于5cm的土壤(又可称为土块92)；以及粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤。在一实施例中，土块可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可将其进行破碎至粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤。在另一实施例中，本实用新型实施例的污染土壤的清洗系统20，还包含一土壤破碎装置220与一泥液搅拌装置214(例如是一泥液搅拌桶或一泥水搅拌桶)。所述土壤破碎装置220邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧，用以破碎被所述第一筛分装置211筛分的粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤。所述泥液搅拌装置214邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧，用以处理被所述第一筛分装置211筛分的粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤。具体地，主要是将粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤与处理液体(例如液态水)混合。在一具体范例中，可以在利用所述泥液搅拌装置214进行处理之前，先进行破碎解泥步骤(未绘示)，以利所述泥液搅拌装置214进行处理。

在一实施例中，上述粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤可通过所述第二筛分装置212(例如可以是湿式震动筛，可选地可更包含水力旋流器)进行筛分，其将粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤筛分成：粒径大于0.5cm(且小于或等于5cm)的土壤(又可称为砾石93)，及粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤。在一实施例中，砾石93可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可将其进行破碎至粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤。在另一实施例中，本实用新型实施例的污染土壤的清洗系统20还包含一搓洗装置215，邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧，用以处理被所述第二筛分装置212筛分的粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤。具体地，主要是将粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤与处理液体的混合物进行搓洗。

在一实施例中，上述粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤可通过所述第三筛分装置213(例如可以是湿式震动筛，可选地可更包含水力旋流器)进行筛分，其将粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤筛分成：粒径大于0.3mm(且小于或等于0.5cm)的土壤(可称为粗砂94)，及粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤。在一实施例中，粗砂94可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可将其进行再搓洗或进行破碎至粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤。在另一实施例中，粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤可以被本实用新型的污染土壤的清洗设备10进行处理，利用空蚀效应的方式来清洗特定粒径范围的污染土壤。详细的原理已在上方段落描述，故不再赘述。在一范例中，在利用污染土壤的清洗设备10进行处理前，可以先将筛分后的粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤通过清洗设备10的泵浦12连通所述清洗容器，用以抽取所述土液混合物90放入清洗容器11。之后，即可开启清洗容器11、泵浦12、空蚀效应产生装置13与供气装置14的循环路径来进行土液混合物的清洗过程。

在一实施例中，本实用新型的污染土壤的清洗系统20还包含一油液分离装置216，邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧，所述油液分离装置216处理被所述泥液搅拌装置214、所述搓洗装置215及/或所述污染土壤的清洗设备10处理后的土壤后所残留下的污染液体，以分离出处理高污染浓度油泥泡沫与细泥液体。具体地，由于经处理后的土壤会与原沾附于其上的大部分污染物脱离，因此污染物会与处理液体混合形成大量高污染浓度油泥泡沫。据此，本实用新型还通过油液分离装置216来将油泥泡沫与所述细泥液体进行分离。另一方面，上述的高污染浓度油泥泡沫将进行处理(例如将分离的高浓度油泥废弃或加以热处理)。再一方面，所述处理细泥液体例如是通过脱水装置217来进行的，进而产生污泥饼与回收的液态水。在一范例中，所述污泥饼可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可以进行进一步处理(例如将分离的高浓度油泥废弃或加以热处理)。

在另一实施例中，本实用新型的污染土壤的清洗系统20还包含回收装置218，邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧(例如位在脱水装置217的一侧)，用以将被分离的所述处理液体回收至所述泥液搅拌装置214、所述第二筛分装置212及/或所述污染土壤的清洗设备10中。所述回收装置218可以将处理液体进行回收再利用，可有效降低水资源的需求。

在一实施例中，本实用新型的污染土壤的清洗系统20还包含一旋流器219，邻设于所述污染土壤的清洗设备10的一侧，用于处理被所述污染土壤的清洗设备10进行处理后的土壤。在一具体范例中，所述旋流器219例如是一水力旋流器，可将粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤筛分成：粒径大于0.05mm(且小于或等于0.3mm)的土壤；以及粒径大于0mm且小于或等于0.05mm的土壤。

对于粒径大于0.05mm的土壤，例如可以利用另一个搓洗装置221并混入处理液体进行搓洗。搓洗后的土壤可称为细砂95，细砂95可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可以再重新进行处理。另外，搓洗后的污染液体中可能含有粒径大于0且小于或等于0.05mm的土壤(例如因搓洗过程中的溢流所致)，其可例如利用脱水方式(例如脱水装置217)来产生污泥饼与回收的液态水。在一范例中，所述污泥饼可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可以进行进一步处理(例如将分离的高浓度油泥废弃或加以热处理)。

对于粒径大于0mm且小于或等于0.05mm的土壤，可以例如利用脱水方式(例如脱水装置217)来产生污泥饼与回收的液态水。在一范例中，所述污泥饼可以进行检验，若检验合格即可回填到场址中，若检验不合格可以进行进一步处理(例如将分离的高浓度油泥废弃或加以热处理)。

由上可知，本实用新型实施例的污染土壤的清洗设备利用空蚀效应来清洗受到污染的土壤，并且利用供气装置来加强所述空蚀效应。本实用新型的污染土壤的清洗系统包含上述本实用新型的污染土壤的清洗设备以及筛分设备，并选择性的可以包含各种粒径的土壤的处理装置及/或设备，以构建出完整的清洗系统。

要提到的是，本实用新型中所限定的粒径可能基于筛分用的装置或设备本身的误差、或者人为误差，进而造成所筛分出的土壤的粒径略超过原设定范围。例如，污染土壤被筛分成粒径大于0且小于或等于0.3mm的待处理土壤，其中待处理土壤的粒径可能基于各种人为误差或机械误差的原因而例如具有略大于0.3mm粒径的土壤，例如约0.31mm、0.32mm或以上的粒径。本实用新型的保护范围中所涉及的相关限定，也包含上述的情况。

本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本实用新型的范围内。

Claims (9)

1.一种污染土壤的清洗设备，其特征在于：所述污染土壤的清洗设备包含：

一清洗容器，用于容置由一待处理土壤与一处理液体混合而形成的一土液混合物，其中所述待处理土壤的粒径大于0且小于或等于

0.3mm；

一泵浦，连通所述清洗容器，用以抽取所述土液混合物；

一空蚀效应产生装置，连通于所述泵浦与所述清洗容器之间，所述土液混合物通过所述泵浦的作用从所述清洗容器的一侧流经所述空蚀效应产生装置并回流到所述清洗容器的另一侧，以形成一清洗循环路径，其中所述空蚀效应产生装置用于产生一空蚀效应；以及

一供气装置，连通于所述清洗容器的一侧与所述空蚀效应产生装置之间，用以提供一气体于所述土液混合物中，

其中所述气体用以强化所述空蚀效应进而清洗所述土液混合物，以获得一净化土壤，以及所述净化土壤的一油品浓度低于所述待处理土壤的一油品浓度。

2.如权利要求1所述的污染土壤的清洗设备，其特征在于：所述空蚀效应产生装置包含至少一文氏管。

3.如权利要求1所述的污染土壤的清洗设备，其特征在于：所述处理液体包含一液态水。

4.一种污染土壤的清洗系统，其特征在于：所述污染土壤的清洗系统包含：

如权利要求1至3中任一项的污染土壤的清洗设备；以及

一筛分设备，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以将所述污染土壤筛分成粒径大于0且小于或等于0.3mm的待处理土壤以及粒径大于或等于0.3mm的其他土壤。

5.如权利要求4所述的污染土壤的清洗系统，其特征在于：所述筛分设备包含：

一第一筛分装置，其将所述污染土壤筛分成：粒径大于5cm的土壤；以及粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤；

一第二筛分装置，其将粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤筛分成：粒径大于0.5cm且小于或等于5cm的土壤，及粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤；以及

一第三筛分装置，其将粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤筛分成：粒径大于0.3mm且小于或等于0.5cm的土壤，及粒径大于0mm且小于或等于0.3mm的土壤。

6.如权利要求5所述的污染土壤的清洗系统，其特征在于：所述污染土壤的清洗系统还包含：

一土壤破碎装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以破碎被所述第一筛分装置筛分的粒径大于0cm且小于或等于5cm的土壤；

一泥液搅拌装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以混拌处理被所述土壤破碎装置处理后的土壤；及

一搓洗装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以处理被所述第二筛分装置筛分的粒径大于0cm且小于或等于0.5cm的土壤。

7.如权利要求6所述的污染土壤的清洗系统，其特征在于：所述污染土壤的清洗系统还包含一油液分离装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，所述油液分离装置处理被所述泥液搅拌装置、所述搓洗装置及/或所述污染土壤的清洗设备处理后的土壤后所残留下的污染液体，以分离出油泥与所述处理液体。

8.如权利要求7所述的污染土壤的清洗系统，其特征在于：所述污染土壤的清洗系统还包含一回收装置，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用以将被分离的所述处理液体回收至所述泥液搅拌装置、所述第二筛分装置及/或所述污染土壤的清洗设备中。

9.如权利要求4所述的污染土壤的清洗系统，其特征在于：所述污染土壤的清洗系统还包含一旋流器，邻设于所述污染土壤的清洗设备的一侧，用于处理被所述污染土壤的清洗设备进行处理后的土壤。

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