CN105057336A - 一种污染土壤的无损修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污染土壤的无损修复方法，属于环境保护机械领域。依赖一套污染土壤修复系统，系统包括土壤搅拌装置，所述土壤搅拌装置上设有进料口和出料口，所述进料口处的上方设有吸附剂投放料斗；所述出料口的下方设有一输送机，输送机上设有一磁分离装置；输送机的末端下方设有土壤液化装置；土壤液化装置通过管道与土壤修复设备连接。本发明污染土壤的无损修复方法具有自动化程度高，处理效果良好等优点。

Description

一种污染土壤的无损修复方法

技术领域

本发明涉及一种污染土壤的无损修复方法，属于环境保护领域。

背景技术

近20年，我国随着工业化、城市化、农村集约化进程的不断深化，土壤污染问题与日俱增。土壤污染情况的日益恶化以及土壤不可再生的特性成为制约我国继续发展的一大难题，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。

目前土壤污染的常用处理方法如下：

1化学淋洗法：将淋洗剂注入到污染土壤或沉积物中，洗脱和清洗土壤中的污染物的过程。该技术具有操作灵活，修复效果稳定，周期短，效率高的优点，但是，该技术使用范围有限，成本高且会造成二次污染。

2生物法：利用微生物降解作用对土壤污进行染修复，是生活中常见的一种修复技术，该方法处理效果好，处理费用低，不会造成二次污染，但修复速率较慢，达到调控水平需要相当长的时间。

3热脱附：加热土壤中有机污染组分到足够高的温度，使其蒸发并与土壤介质相分离的过程。热脱附技术具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点，但国内目前主要设备均依赖进口，导致设备投资成本高。

中国实用新型专利公开号为：CN202655328U，公开日为：2013-01-09，其公开了一种一体式污染土壤破碎混合修复设备，以解决重金属污染土壤的处理过程中土壤破碎不够充分、与稳定化药剂混合搅拌不均匀的技术问题。

中国实用新型专利见公开号为：CN202877224U，公开日为2013-04-17，其公开了一种加药、掘进、破碎、搅拌混合一体式污染土壤原位修复设备，已解决重金属及有机物污染土壤的处理过程中土壤破碎不够充分、与稳定化药剂混合搅拌不均匀、不能在破碎、混合、搅拌的同时加药、异位处理成本高的技术问题；

以上两个专利提供的设备均适用于污染土壤的固化及稳定化处理，其原理是将适量重金属稳定化药剂与污染土壤混合均匀，使污染土壤中重金属与稳定化药剂发生反应，以提高重金属污染物的稳定性使其水溶性、扩散性和生物有效性降低，从而减轻其危害，但经过固化后的重金属，在环境条件改变时容易再度活化，重金属及农药等污染物有可能再次对土壤造成污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有机类土壤污染的热解吸修复设备，利用高温高压气体使土壤中的易挥发类有机物逸出，然后将此类空气通过尾气处理池处理。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种污染土壤的无损修复方法，依赖一套土壤修复系统，系统包括：土壤搅拌装置，所述土壤搅拌装置上设有进料口和出料口，所述进料口处的上方设有吸附剂投放料斗；所述出料口的下方设有一输送机，输送机上设有一磁分离装置；输送机的末端下方设有土壤液化装置；土壤液化装置通过管道与土壤修复设备连接；

土壤液化装置包括混合池、进水管及泥浆泵；进水管上设有电磁阀，混合池内设有粘度传感器，泥浆泵通过管道连接在混合池与土壤修复设备之间；

所述土壤修复设备包括一外壳，外壳内部被一隔板分隔成上、下两个部分，分别是位于设备上部的尾气处理池和下部的反应槽，尾气处理池与反应槽之间通过尾气收集管连接；

所述反应槽的侧壁上设有与所述土壤液化装置连接的土壤进料口、与高温气体释放设备连接的气体进口以及液位传感器，所述液位传感器感应所述反应槽内泥浆的灌入量；

反应槽内部设有搅拌器，反应槽的底部设有卸料门；

所述气体处理池的侧壁上设有处理液进口和处理液出口；所述尾气收集管的一端位于反应槽内，另一端位于尾气处理池内，位于尾气处理池内的尾气收集管与一设置在反应槽底部的蛇形排气管相连；

所述搅拌器包括搅拌轴及驱动电机；

还包括控制部件，所述控制部件分别与所述粘度传感器、进水阀门、泥浆泵、液位传感器及驱动电机控制连接；

其特征在包括以下几个步骤：

S1、破碎的土壤从土壤搅拌装置上的进料口进入，进料口上方的吸附剂投放料斗中投放有磁性吸附剂，磁性吸附剂也从进料口进入土壤搅拌装置；

S2、污染土壤和磁性吸附剂在土壤搅拌装置中混合搅拌后从出料口中出来后落入输送机上，开启磁分离装置，磁分离装置包括磁棍体及棍架，磁棍体以一定转速旋转，混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到磁棍体的下方，磁性吸附剂被吸在磁棍体上，实现磁性吸附剂与土壤的分离；

S3、土壤继续被输送机往前输送至土壤液化装置中，土壤在土壤液化装置中与水混合，控制部件控制所述土壤液化装置上的进水阀门，当粘度达到要求后，关闭进水阀门，驱动泥浆泵向反应槽中输送泥浆；液位传感器检测到泥浆后将检测信号传送给控制部件，控制部件控制驱动电机转动，驱动电机带动搅拌轴进行搅拌；同时，高温高压气体从空气进口进入反应槽，利用搅拌器对土壤泥浆进行搅拌，使高温高压气体充分接触土壤泥浆，加速有机污染物逸出；

S4、反应槽中产生的带有污染物的空气由设在反应槽内的尾气收集管进行收集，然后经尾气收集管7出口进入尾气处理池；

S5、反应槽外部设有土壤取样口，利用土壤检测设备对土壤进行监测，土壤质量检测的检测结果传递到卸料门开关控制器上，通过预先设定对土壤质量的处理要求，当检测结果符合要求，卸料门开关控制器自动控制滑板驱动机构打开卸料门进行卸料。

进一步的，搅拌轴上设有搅拌叶，搅拌叶的表面设有若干凸起。

进一步的，所述蛇形排气管的管壁上设有排气孔。

进一步的，所述蛇形排气管为双层结构。

进一步的，所述卸料门包括门框、滑动导轨、滑板及滑板驱动机构，所述门框上设有滑动导轨，所述滑板驱动机构驱动所述滑板在所述滑动导轨上滑动从而打开或关闭卸料门。

进一步的，所述尾气收集管上设有电磁阀，所述电磁阀与土壤检测设备控制连接。

进一步的，所述反应槽的侧壁上设有土壤取样口。

进一步的，所述滑板驱动机构与土壤检测设备控制连接。

本发明的有益效果是：

第一、本发明一种污染土壤的无损修复方法，首先将污染土壤粉碎后利用磁性吸附剂及磁分离装置对土壤中的重金属进行去除；其次再将去除了重金属后的土壤液化通过一土壤修复设备，利用高温高压气体使土壤中的易挥发类有机物逸出，然后将此类空气通过尾气处理池；本发明方法对污染土壤的污染物去除效率高，且场地要求小，对环境没有二次污染。

第二、本发明方法中的土壤修复设备，自动化程度高，卸料完成后可自动进行下一步的土壤处理。

第三、本发明方法中的土壤修复设备，排气管为蛇形双层结构，管壁上设有排气孔，增大了尾气处理量。

第四、本发明方法中的土壤修复设备，尾气收集管装有电磁阀，防止液体回流且能调控尾气进入处理池流量，从而控制尾气处理质量。

附图说明:

图1为本发明所述的土壤污染修复设备结构图；

图2为本发明所述的土壤污染修复设备搅拌器结构图；

图3为本发明所述的土壤污染修复设备蛇形管结构图；

图4为本发明所述的土壤污染修复设备卸料门结构图；

其中，1、进料口；2、空气进口；3、处理液入口；4、处理液出口；5、搅拌器；5-1、搅拌轴；5-2、搅拌叶、5-3、凸起；6、卸料门；6-1、滑板；6-2、门框；6-3、滑动导轨；7、尾气收集管；8、蛇形排气管；9、反应槽；10、尾气处理池；11、液位；12、电磁阀；13、土壤取样口。

具体实施方式

一种污染土壤的无损修复方法，依赖一套土壤修复系统。

系统包括土壤搅拌装置，所述土壤搅拌装置上设有进料口和出料口，所述进料口处的上方设有吸附剂投放料斗；所述出料口的下方设有一输送机，输送机上设有一磁分离装置；输送机的末端下方设有土壤液化装置；土壤液化装置通过管道与土壤修复设备连接；

土壤液化装置包括混合池、进水管及泥浆泵；进水管上设有电磁阀，混合池内设有粘度传感器，泥浆泵通过管道与混合池连接；

如图1所示，所述土壤修复设备包括一外壳，外壳内部被一隔板分隔成上、下两个部分，分别是位于设备上部的尾气处理池10和下部的反应槽9，尾气处理池10与反应槽9之间通过尾气收集管7连接；

所述反应槽9的侧壁上设有与所述土壤液化装置连接的土壤进料口1、与高温气体释放设备连接的气体进口2以及液位传感器，所述液位传感器感应所述反应槽内泥浆的灌入量；

反应槽9内部设有搅拌器5，反应槽9的底部设有卸料门6；

所述气体处理池10的侧壁上设有处理液进口3和处理液出口4；所述尾气收集管7的一端位于反应槽9内，另一端位于尾气处理池10内，位于尾气处理池10内的尾气收集管7与一设置在反应槽9底部的蛇形排气管8相连；

所述搅拌器5包括搅拌轴及驱动电机；

还包括控制部件，所述控制部件分别与所述粘度传感器、进水阀门、泥浆泵、液位传感器及驱动电机控制连接。

本发明系统的工作原理是：

S1、破碎的土壤从土壤搅拌装置上的进料口进入，进料口上方的吸附剂投放料斗中投放有磁性吸附剂，磁性吸附剂也从进料口进入土壤搅拌装置；

S2、污染土壤和磁性吸附剂在土壤搅拌装置中混合搅拌后从出料口中出来后落入输送机上，开启磁分离装置，此分离装置中磁棍体以一定转速旋转，混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到磁棍体的下方，磁性吸附剂被吸在磁棍体上，实现磁性吸附剂与土壤的分离；

S3、土壤继续被输送机往前输送至土壤液化装置中，土壤在土壤液化装置中与水混合，控制部件控制所述土壤液化装置上的进水阀门，当粘度达到要求后，关闭进水阀门，驱动泥浆泵向反应槽9中输送泥浆；液位传感器检测到泥浆后将检测信号传送给控制部件，控制部件控制驱动电机转动，驱动电机带动搅拌轴进行搅拌；同时，高温高压气体从空气进口2进入反应槽9，利用搅拌器5对土壤泥浆进行搅拌，使高温高压气体充分接触土壤泥浆，加速有机污染物逸出；

S4、反应槽9中产生的带有污染物的空气由设在反应槽9内的尾气收集管7进行收集，然后经尾气收集管7出口进入尾气处理池10；

S5、反应槽9外部设有土壤取样口13，利用土壤检测设备对土壤进行监测，土壤质量检测的检测结果传递到卸料门6开关控制器上，通过预先设定对土壤质量的处理要求，当检测结果符合要求，卸料门6开关控制器自动控制滑板驱动机构打开卸料门6进行卸料。

进一步的，所述气体处理池10的侧壁上设有处理液进口3和处理液出口4；所述尾气收集管7的一端位于反应槽9内，另一端位于尾气处理池10内，位于尾气处理池10内的尾气收集管7与一设置在反应槽9底部的蛇形排气管8相连；

进一步的，尾气收集管7上装有电磁阀12，电磁阀12既防止液体回流，同时能控制尾气流量。尾气收集管7出口与蛇形排气管8连接，蛇形排气管8设在尾气处理池10底部。蛇形排气管8为双层结构，管壁设有排气孔，气体通过蛇形排气管8的排气孔进入尾气处理池进行处理。处理后的气体从处理池上端开口排出。

如图2所示，为本发明所述的土壤污染修复设备的搅拌器5，该搅拌器5表面还设有凸起点，增大搅拌效果，进而提高反应槽9效率。

如图3所示，为本发明所述的土壤污染修复设备的蛇形排气管8，管为两层，安装在处理池10底部，管壁上有排气孔，能充分使尾气与反应液接触，提高处理效果。

如图4所示，所述卸料门6包括门框6-2、滑动导轨6-3、滑板6-1及滑板驱动机构，所述门框6-2上设有滑动导轨6-3，所述滑板驱动机构驱动所述滑板6-1在所述滑动导轨6-3上滑动从而打开或关闭卸料门6。

Claims (8)

1.一种污染土壤的无损修复方法，依赖一套土壤修复系统，系统包括：土壤搅拌装置，所述土壤搅拌装置上设有进料口和出料口，所述进料口处的上方设有吸附剂投放料斗；所述出料口的下方设有一输送机，输送机上设有一磁分离装置；输送机的末端下方设有土壤液化装置；土壤液化装置通过管道与土壤修复设备连接；

土壤液化装置包括混合池、进水管及泥浆泵；进水管上设有电磁阀，混合池内设有粘度传感器，泥浆泵通过管道连接在混合池与土壤修复设备之间；

所述土壤修复设备包括一外壳，外壳内部被一隔板分隔成上、下两个部分，分别是位于设备上部的尾气处理池（10）和下部的反应槽（9），尾气处理池（10）与反应槽（9）之间通过尾气收集管（7）连接；

所述反应槽（9）的侧壁上设有与所述土壤液化装置连接的土壤进料口（1）、与高温气体释放设备连接的气体进口（2）以及液位传感器，所述液位传感器感应所述反应槽内泥浆的灌入量；

反应槽（9）内部设有搅拌器（5），反应槽（9）的底部设有卸料门（6）；

所述气体处理池（10）的侧壁上设有处理液进口（3）和处理液出口（4）；所述尾气收集管（7）的一端位于反应槽（9）内，另一端位于尾气处理池（10）内，位于尾气处理池（10）内的尾气收集管（7）与一设置在反应槽（9）底部的蛇形排气管（8）相连；

所述搅拌器（5）包括搅拌轴及驱动电机；

还包括控制部件，所述控制部件分别与所述粘度传感器、电磁阀、泥浆泵、液位传感器及驱动电机控制连接；

其特征在包括以下几个步骤：

S1、破碎的土壤从土壤搅拌装置上的进料口进入，进料口上方的吸附剂投放料斗中投放有磁性吸附剂，磁性吸附剂也从进料口进入土壤搅拌装置；

S2、污染土壤和磁性吸附剂在土壤搅拌装置中混合搅拌后从出料口中出来后落入输送机上，开启磁分离装置，此分离装置中磁棍体以一定转速旋转，混有磁性吸附剂的土壤通过输送机传送到磁棍体的下方，磁性吸附剂被吸在磁棍体上，实现磁性吸附剂与土壤的分离；

S3、土壤继续被输送机往前输送至土壤液化装置中，土壤在土壤液化装置中与水混合，控制部件控制所述土壤液化装置上的进水阀门，当粘度达到要求后，关闭进水阀门，驱动泥浆泵向反应槽（9）中输送泥浆；液位传感器检测到泥浆后将检测信号传送给控制部件，控制部件控制驱动电机转动，驱动电机带动搅拌轴进行搅拌；同时，高温高压气体从空气进口（2）进入反应槽（9），利用搅拌器（5）对土壤泥浆进行搅拌，使高温高压气体充分接触土壤泥浆，加速有机污染物逸出；

S4、反应槽（9）中产生的带有污染物的空气由设在反应槽（9）内的尾气收集管（7）进行收集，然后经尾气收集管（7）出口进入尾气处理池（10）；

S5、反应槽（9）外部设有土壤取样口（13），利用土壤检测设备对土壤进行监测，土壤质量检测的检测结果传递到卸料门（6）开关控制器上，通过预先设定对土壤质量的处理要求，当检测结果符合要求，卸料门（6）开关控制器自动控制滑板驱动机构打开卸料门（6）进行卸料。

2.根据权利要求1所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，搅拌轴上设有搅拌叶，搅拌叶的表面设有若干凸起。

3.根据权利要求1所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，所述蛇形排气管（8）的管壁上设有排气孔。

4.根据权利要求3所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，所述蛇形排气管（8）为双层结构。

5.根据权利要求1所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，所述卸料门（6）包括门框（6-2）、滑动导轨（6-3）、滑板（6-1）及滑板驱动机构，所述门框（6-2）上设有滑动导轨（6-3），所述滑板驱动机构驱动所述滑板（6-1）在所述滑动导轨（6-3）上滑动从而打开或关闭卸料门（6）。

6.根据权利要求1~5中任一所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，所述尾气收集管（7）上设有电磁阀，所述电磁阀与土壤检测设备控制连接。

7.根据权利要求6所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，所述反应槽（9）的侧壁上设有土壤取样口（13）。

8.根据权利要求5所述的污染土壤的无损修复方法，其特征在于，所述滑板驱动机构与土壤检测设备控制连接。