一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置及其方法。本發明具體實現如下：污染土壤采用振動篩，分離出石塊和粗砂；篩分后的土壤懸浮液進入多級淋洗池，淋洗液為混合表面活性劑溶液；通過加熱及超聲振動促進揮發性有機污染物揮發，揮發出的污染物通過淋洗池上方的抽氣泵收集并進入由活性炭和紫外燈管組成的尾氣處理裝置；懸浮液的上層水相經有機膨潤土凈化后重新利用；下層土壤進入水洗池，結束后在斜板沉降池靜置沉降，土相排入板框壓濾機，土壤達標，回填。本發明實現有機農藥和揮發性有機污染物的同步修復。本發明操作方便、運行成本低、無廢水排放、適用范圍廣，可用于復合有機污染場地土壤修復工程。
【專利說明】一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于污染土壤修復技術，具體涉及一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置及其方法，該方法能夠同時去除污染場地土壤中難揮發/半揮發性有機污染物及揮發性有機污染物。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著城市化進展的加速，城市中大量污染企業外遷，留下許多污染嚴重的場地/ 土壤，影響土地資源的持續利用乃至人類的健康。要降低消除這些污染場地對周邊居民造成的生態風險，并提升其商業經濟價值，有必要對這些污染場地的土壤進行修復。目前我國需要修復的污染場地不少于50萬塊。因此，污染場地修復逐步成為環保行業的一個新興領域。
[0003]針對不同類型污染場地土壤，需要發展相應的土壤修復技術。如氣相抽提技術主要利用負壓來促進揮發性有機污染物從土壤固相中向氣相中釋放；熱脫附技術、水泥窯技術等則是利用高溫將土壤中各類有機污染物變為氣態或直接熱解；植物修復技術則利用超積累植物吸收積累作用實現重金屬污染場地土壤的修復；淋洗技術則應用相似相溶原理，利用淋洗劑將污染物從土壤中洗移到淋洗液中，實現污染場地土壤的修復。
[0004]在實際工程應用中，往往遇到揮發性有機污染物和難揮發/半揮發性有機污染物共存的污染場地，如在農藥廠污染場地常出現苯與DDT等農藥復合污染的情況，應用傳統的淋洗技術難以高效處理復合污染場地土壤中的揮發性有機物，而氣相抽提技術則也無法處理農藥等沸點較高的有機污染物；如果先采用氣相抽提技術去除苯等揮發性有機污染物，再用淋洗技術去除有機農藥等難揮發/半揮發性有機污染物，則會顯著增加修復成本，大大降低了工程實施價值。因此，本發明提出了一種在淋洗技術設備基礎上進行改造，達到同時去除污染場地土壤中揮發性有機污染物和難揮發/半揮發性有機污染物的方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置及其方法。
[0006]一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置，包括振動篩、泥水儲池、一次淋洗池、二次淋洗池、水洗池、第一斜板沉降池、板框壓濾機、第一水力旋流器、第二水力旋流器、第三水力旋流器、吸附凈化池、第二斜板沉降池、離心脫水機、回用水儲池、加藥桶、自來水儲桶、冷凝收集桶、冷凝裝置、尾氣處理裝置、活性炭吸附柱；
振動篩設置在泥水儲池的正上方，泥水儲池的輸出端通過第一泥漿泵與第一水力旋流器的輸入端相連接；第一水力旋流器的輸出端與一次淋洗池的第一個輸入端相連接，一次淋洗池的第二個輸入端與第三水力旋流器的一個輸出端相連接；一次淋洗池的第一輸出端、二次淋洗池的第一輸出端通過第九真空泵與冷凝收集桶的輸入端相連接，一次淋洗池的第二輸出端通過第二泥漿泵與第二水力旋流器的輸入端相連接；第二水力旋流器的頂部輸出端與吸附凈化池的第二輸入端相連接，吸附凈化池的輸出端通過第十一泥漿泵與第二斜板沉降池的一個輸入端相連接，吸附凈化池的頂部設置有加料口 ；離心脫水機的輸出端與第二斜板沉降池的另一個輸入端相連接，第二斜板沉降池的一個輸出端通過第十三水泵，將水灑在振動篩正上方，第二斜板沉降池底部儲泥斗上的兩個輸出端輸出后，匯合成一股，經過第第十螺桿泵后與分別與離心脫水機的輸入端、吸附凈化池的第一輸入端相連接；冷凝裝置設置在冷凝收集桶的一個輸出端，且冷凝收集桶通過該輸出端與尾氣處理裝置的輸入端相連接，尾氣處理裝置上設置有出氣口 ；冷凝收集桶的另一個輸出端通過第八水泵與活性炭吸附柱的輸入端相連接，活性炭吸附柱的輸出端與回用水儲池的一個輸入端相連接，回用水儲池的另一個輸入端與板框壓濾機的輸出端相連接，回用水儲池的輸出端經過與第十二水泵與水洗池的第三輸入端相連接；自來水儲桶的輸出端經過第七水泵與水洗池的第一輸入端相連接，第三水力旋流器的底部輸出端與水洗池的第二輸入端相連接，第一斜板沉降池的一個輸出端同時與水洗池的第四輸入端、二次淋洗池的第四輸入端相連接；水洗池的輸出端與第一斜板沉降池的輸入端相連接；第一斜板沉降池底部儲泥斗上的兩個輸出端輸出后，匯合成一股，經過第五螺桿泵后與板框壓濾機的輸入端相連接，板框壓濾機正下方設置有傳送帶；第二水力旋流器的底部輸出端與二次淋洗池的第二輸入端相連接，加藥桶的輸出端通過第六水泵同時與一次淋洗池的第三個輸入端、二次淋洗池的第二輸入端相連接；第三水力旋流器頂部輸出端同時與二次淋洗池的第三輸入端、一次淋洗池的第二輸入端相連接；二次淋洗池的第二輸出端通過第三泥漿泵與第三水力旋流器的輸入端相連接。
[0007]所述的一次淋洗池裝和二次淋洗池都有加熱設備及超聲設備；所述尾氣處理裝置內設有活性炭吸附填料和紫外燈。
[0008]一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于包括如下步驟:
步驟1.將污染土壤通過振動篩進行篩分，同時加水沖洗，去除石塊，并使得土壤與水混合液進入泥水儲池；
步驟2.篩分后的泥水混合液通過泥漿泵經第一水力旋流器分離后進入一次淋洗池，一次淋洗池裝有加熱設備及超聲設備，并與真空泵相連；加熱設備內設有溫度傳感器和自控開關，當將一次淋洗池的水溫加熱到50度，利用溫度傳感器和自控開關控制；
步驟3.污染土壤懸液在一次淋洗池中攪拌停留后，通過水力旋流器進入二次淋洗
池；
步驟4.真空泵通過冷凝收集桶、冷凝裝置與尾氣處理裝置相連接，尾氣處理裝置內裝有活性炭和紫外燈管；并通過活性炭吸附揮發性有機污染物，紫外光降解處理不含苯環的揮發性有機污染物；真空泵抽出的水分通過冷凝收集桶、冷凝裝置和活性炭吸附柱進行處理回用；
步驟5.加藥桶為一次淋洗池和二次淋洗池添加溶解的混合表面活性劑；
步驟6.二次淋洗池的土壤懸液通過水力旋流器進入水洗池，水洗池中的水將吸附在土壤上的表面活性劑洗脫下來，降低土壤中表面活性劑殘留造成的生態風險，并回收利用表面活性劑；
步驟7.水洗池的懸液進入第一斜板沉降池，隨后進入板框壓濾機壓濾，壓濾出土通過傳送帶輸送到土堆，壓濾出水進入回用水儲池；步驟8.水力旋流器的上方出水進入吸附凈化池，經過吸附凈化池內的有機膨潤土吸附后排出進入第二斜板沉降池，排出的有機膨潤土經離心脫水機脫水后進行填埋處置或焚燒處理。
[0009]步驟1所述的振動篩，一級篩分去除大于5mm的石塊，二級篩分去除l_5mm的粗砂。
[0010]所述的污染土壤懸液中污染土壤與一次淋洗池中淋洗液的質量比為1:2-5，攪拌速度為50-150rpm，攪拌時間為5_30分鐘。
[0011]所述的一次淋洗池中淋洗液的質量分數為0.1%-2%的表面活性劑溶液。
[0012]所述的表面活性劑為陰離子、非離子表面活性劑或兩者混合表面活性劑；所述的陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑為平平加0-25或吐溫80。
[0013]所述有機膨潤土通過加料口加入吸附凈化池，且機膨潤土的負載量為0.4 CEC -1.0CEC。
[0014]本發明有益效果如下:
本發明能夠同時去除污染場地土壤中難揮發/半揮發性有機污染物及揮發性有機污染物；本發明實現有機農藥和揮發性有機污染物的同步修復；本發明操作方便、運行成本低、無廢水排放、適用范圍廣，可用于復合有機污染場地土壤修復工程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖來進一步說明該技術。
[0016]圖1為本發明示意圖。
[0017]圖中，振動篩1、泥水儲池2、一次淋洗池3、二次淋洗池4、水洗池5、第一斜板沉降池6、板框壓濾機7、第一水力旋流器8-1、第二水力旋流器8-2、第三水力旋流器8-3、吸附凈化池9、第二斜板沉降池10、離心脫水機11、回用水儲池12、加藥桶13、自來水儲桶14、冷凝收集桶15、冷凝裝置15-1、尾氣處理裝置16、活性炭吸附柱17、第一泥漿泵18-1、第二泥漿泵18-2、第三泥漿泵18-3、第四泥漿泵18-4、第五螺桿泵18_5、第六水泵18_6、第七水泵18-7、第八水泵18-8、第九真空泵18-9、第十螺桿泵18-10、第^ 泥衆泵18-11、第十二水泵18-12、第十三水泵18-13、傳送帶19。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0019]如圖1所示，一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置，包括振動篩1、泥水儲池2、一次淋洗池3、二次淋洗池4、水洗池5、第一斜板沉降池6、板框壓濾機7、第一水力旋流器8-1、第二水力旋流器8-2、第三水力旋流器8-3、吸附凈化池9、第二斜板沉降池10、離心脫水機11、回用水儲池12、加藥桶13、自來水儲桶14、冷凝收集桶15、冷凝裝置15_1、尾氣處理裝置16、活性炭吸附柱17。
[0020]振動篩1設置在泥水儲池2的正上方，泥水儲池2的輸出端通過第一泥漿泵18-1與第一水力旋流器8-1的輸入端相連接；第一水力旋流器8-1的輸出端與一次淋洗池3的第一個輸入端相連接，一次淋洗池3的第二個輸入端與第三水力旋流器8-3的一個輸出端相連接；一次淋洗池3的第一輸出端、二次淋洗池4的第一輸出端通過第九真空泵18-9與冷凝收集桶15的輸入端相連接，一次淋洗池3的第二輸出端通過第二泥漿泵18-2與第二水力旋流器8-2的輸入端相連接；第二水力旋流器8-2的頂部輸出端與吸附凈化池9的第二輸入端相連接，吸附凈化池9的輸出端通過第十一泥漿泵18-11與第二斜板沉降池10的一個輸入端相連接，吸附凈化池9的頂部設置有加料口 ；離心脫水機11的輸出端與第二斜板沉降池10的另一個輸入端相連接，第二斜板沉降池10的一個輸出端通過第十三水泵18-13，將水灑在振動篩I正上方，第二斜板沉降池10底部儲泥斗上的兩個輸出端輸出后，匯合成一股，經過第第十螺桿泵18-10后與分別與離心脫水機11的輸入端、吸附凈化池9的第一輸入端相連接；冷凝裝置15-1設置在冷凝收集桶15的一個輸出端，且冷凝收集桶15通過該輸出端與尾氣處理裝置16的輸入端相連接，尾氣處理裝置16上設置有出氣口 ；冷凝收集桶15的另一個輸出端通過第八水泵18-8與活性炭吸附柱17的輸入端相連接，活性炭吸附柱17的輸出端與回用水儲池12的一個輸入端相連接，回用水儲池12的另一個輸入端與板框壓濾機7的輸出端相連接，回用水儲池12的輸出端經過與第十二水泵18-12與水洗池5的第三輸入端相連接；自來水儲桶14的輸出端經過第七水泵18-7與水洗池5的第一輸入端相連接，第三水力旋流器8-3的底部輸出端與水洗池5的第二輸入端相連接，第一斜板沉降池6的一個輸出端同時與水洗池5的第四輸入端、二次淋洗池4的第四輸入端相連接；水洗池5的輸出端與第一斜板沉降池6的輸入端相連接；第一斜板沉降池6底部儲泥斗上的兩個輸出端輸出后，匯合成一股，經過第五螺桿泵18-5后與板框壓濾機7的輸入端相連接，板框壓濾機7正下方設置有傳送帶19 ;第二水力旋流器8-2的底部輸出端與二次淋洗池4的第二輸入端相連接，加藥桶13的輸出端通過第六水泵18-6同時與一次淋洗池3的第三個輸入端、二次淋洗池4的第二輸入端相連接；第三水力旋流器8-3頂部輸出端同時與二次淋洗池4的第三輸入端、一次淋洗池3的第二輸入端相連接；二次淋洗池4的第二輸出端通過第三泥漿泵18-3與第三水力旋流器8-3的輸入端相連接。
[0021]所述的一次淋洗池裝和二次淋洗池都有加熱設備及超聲設備；所述尾氣處理裝置內設有活性炭吸附填料和紫外燈；
一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，具體包括如下步驟:
步驟1.將污染土壤通過振動篩I進行篩分，同時加水沖洗，去除石塊，并使得土壤與水混合液進入泥水儲池2 ；
步驟2.篩分后的泥水混合液通過泥漿泵18-1經第一水力旋流器8-1分離后進入一次淋洗池3，一次淋洗池裝有加熱設備及超聲設備，并與真空泵相連；加熱設備內設有溫度傳感器和自控開關，當將一次淋洗池3的水溫加熱到50度，利用溫度傳感器和自控開關控制；
所述的一次淋洗池3所連真空泵18-9使空氣成為負壓，結合加熱措施及超聲設備有利于揮發性污染物的揮發；
步驟3.污染土壤懸液在一次淋洗池中攪拌停留后，通過水力旋流器8-2進入二次淋洗池4 ；
所述的二次淋洗池3所連真空泵18-9使空氣成為負壓，結合加熱措施及超聲設備有利于揮發性污染物的揮發；
所述的污染土壤懸液中污染土壤與一次淋洗池中淋洗液的質量比為1:2-5，攪拌速度為50-150rpm，攪拌時間為5-30分鐘。
[0022]所述的一次淋洗池中淋洗液的質量分數為0.1%-2%的表面活性劑溶液。
[0023]所述的表面活性劑為陰離子、非離子表面活性劑或兩者混合表面活性劑。所述的陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉(SDS)或十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，非離子表面活性劑為平平加0 -25或吐溫80。
[0024]步驟4.真空泵18-9通過冷凝收集桶15、冷凝裝置15_1與尾氣處理裝置16相連接，尾氣處理裝置16內裝有活性炭和紫外燈管；并通過活性炭吸附揮發性有機污染物，紫外光降解處理不含苯環的揮發性有機污染物；真空泵18-9抽出的水分通過冷凝收集桶15、冷凝裝置15-1和活性炭吸附柱17進行處理回用；
步驟5.加藥桶13為一次淋洗池3和二次淋洗池4添加溶解的混合表面活性劑；
步驟6.二次淋洗池4的土壤懸液通過水力旋流器8-3進入水洗池5，水洗池5中的水將吸附在土壤上的表面活性劑洗脫下來，降低土壤中表面活性劑殘留造成的生態風險，并回收利用表面活性劑；
步驟7.水洗池5的懸液進入第一斜板沉降池6，隨后進入板框壓濾機7壓濾，壓濾出土通過傳送帶19輸送到土堆，壓濾出水進入回用水儲池12 ；
步驟8.水力旋流器8-2的上方出水進入吸附凈化池9，經過吸附凈化池9內的有機膨潤土吸附后排出進入第二斜板沉降池10，排出的有機膨潤土經離心脫水機11脫水后進行填埋處置或焚燒處理；
所述有機膨潤土通過加料口加入吸附凈化池，且機膨潤土的負載量為0.4 CEC - 1.0
CEC。
[0025]除上述實施例外，本發明還有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置，其特征在于包括振動篩、泥水儲池、一次淋洗池、二次淋洗池、水洗池、第一斜板沉降池、板框壓濾機、第一水力旋流器、第二水力旋流器、第三水力旋流器、吸附凈化池、第二斜板沉降池、離心脫水機、回用水儲池、加藥桶、自來水儲桶、冷凝收集桶、冷凝裝置、尾氣處理裝置、活性炭吸附柱；振動篩設置在泥水儲池的正上方，泥水儲池的輸出端通過第一泥漿泵與第一水力旋流器的輸入端相連接；第一水力旋流器的輸出端與一次淋洗池的第一個輸入端相連接，一次淋洗池的第二個輸入端與第三水力旋流器的一個輸出端相連接；一次淋洗池的第一輸出端、二次淋洗池的第一輸出端通過第九真空泵與冷凝收集桶的輸入端相連接，一次淋洗池的第二輸出端通過第二泥漿泵與第二水力旋流器的輸入端相連接；第二水力旋流器的頂部輸出端與吸附凈化池的第二輸入端相連接，吸附凈化池的輸出端通過第十一泥漿泵與第二斜板沉降池的一個輸入端相連接，吸附凈化池的頂部設置有加料口 ；離心脫水機的輸出端與第二斜板沉降池的另一個輸入端相連接，第二斜板沉降池的一個輸出端通過第十三水泵，將水灑在振動篩正上方，第二斜板沉降池底部儲泥斗上的兩個輸出端輸出后，匯合成一股，經過第第十螺桿泵后與分別與離心脫水機的輸入端、吸附凈化池的第一輸入端相連接；冷凝裝置設置在冷凝收集桶的一個輸出端，且冷凝收集桶通過該輸出端與尾氣處理裝置的輸入端相連接，尾氣處理裝置上設置有出氣口 ；冷凝收集桶的另一個輸出端通過第八水泵與活性炭吸附柱的輸入端相連接，活性炭吸附柱的輸出端與回用水儲池的一個輸入端相連接，回用水儲池的另一個輸入端與板框壓濾機的輸出端相連接，回用水儲池的輸出端經過與第十二水泵與水洗池的第三輸入端相連接；自來水儲桶的輸出端經過第七水泵與水洗池的第一輸入端相連接，第三水力旋流器的底部輸出端與水洗池的第二輸入端相連接，第一斜板沉降池的一個輸出端同時與水洗池的第四輸入端、二次淋洗池的第四輸入端相連接；水洗池的輸出端與第一斜板沉降池的輸入端相連接；第一斜板沉降池底部儲泥斗上的兩個輸出端輸出后，匯合成一股， 經過第五螺桿泵后與板框壓濾機的輸入端相連接，板框壓濾機正下方設置有傳送帶；第二水力旋流器的底部輸出端與二次淋洗池的第二輸入端相連接，加藥桶的輸出端通過第六水泵同時與一次淋洗池的第三個輸入端、二次淋洗池的第二輸入端相連接；第三水力旋流器頂部輸出端同時與二次淋洗池的第三輸入端、一次淋洗池的第二輸入端相連接；二次淋洗池的第二輸出端通過第三泥漿泵與第三水力旋流器的輸入端相連接。
2.如權利要求1所述的一種污染土壤抽提淋洗修復一體式裝置，其特征在于所述的一次淋洗池裝和二次淋洗池都有加熱設備及超聲設備；所述尾氣處理裝置內設有活性炭吸附填料和紫外燈。
3.一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于包括如下步驟:步驟1.將污染土壤通過振動篩進行篩分，同時加水沖洗，去除石塊，并使得土壤與水混合液進入泥水儲池；步驟2.篩分后的泥水混合液通過泥漿泵經第一水力旋流器分離后進入一次淋洗池，一次淋洗池裝有加熱設備及超聲設備，并與真空泵相連；加熱設備內設有溫度傳感器和自控開關，當將一次淋洗池的水溫加熱到50度，利用溫度傳感器和自控開關控制；步驟3.污染土壤懸液在一次淋洗池中攪拌停留后，通過水力旋流器進入二次淋洗池；步驟4.真空泵通過冷凝收集桶、冷凝裝置與尾氣處理裝置相連接，尾氣處理裝置內裝有活性炭和紫外燈管；并通過活性炭吸附揮發性有機污染物，紫外光降解處理不含苯環的揮發性有機污染物；真空泵抽出的水分通過冷凝收集桶、冷凝裝置和活性炭吸附柱進行處理回用； 步驟5.加藥桶為一次淋洗池和二次淋洗池添加溶解的混合表面活性劑； 步驟6.二次淋洗池的土壤懸液通過水力旋流器進入水洗池，水洗池中的水將吸附在土壤上的表面活性劑洗脫下來，降低土壤中表面活性劑殘留造成的生態風險，并回收利用表面活性劑； 步驟7.水洗池的懸液進入第一斜板沉降池，隨后進入板框壓濾機壓濾，壓濾出土通過傳送帶輸送到土堆，壓濾出水進入回用水儲池； 步驟8.水力旋流器的上方出水進入吸附凈化池，經過吸附凈化池內的有機膨潤土吸附后排出進入第二斜板沉降池，排出的有機膨潤土經離心脫水機脫水后進行填埋處置或焚燒處理。
4.如權利要求3所述的一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于步驟I所述的振動篩，一級篩分去除大于5mm的石塊，二級篩分去除l_5mm的粗砂。
5.如權利要求3所述的一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于 所述的污染土壤懸液中污染土壤與一次淋洗池中淋洗液的質量比為1:2-5，攪拌速度為50-150rpm，攪拌時間為5-30分鐘。
6.如權利要求5所述的一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于所述的一次淋洗池中淋洗液的質量分數為0.1%-2%的表面活性劑溶液。
7.如權利要求6所述的一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于 所述的表面活性劑為陰離子、非離子表面活性劑或兩者混合表面活性劑；所述的陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑為平平加0-25或吐溫80。
8.如權利要求3所述的一種污染土壤抽提淋洗修復一體式方法，其特征在于所述有機膨潤土通過加料口加入吸附凈化池，且機膨潤土的負載量為0.4 CEC - 1.0CEC0
【文檔編號】B09C1/08GK103691733SQ201310677145
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】朱利中, 鐘宇馳 申請人:浙江大學