一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置.pdf

本发明涉及一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，包括污染土进料系统、淋洗分离系统、固液分离机、沉淀反应系统、压滤机、旋转加热系统、旋风分离器、冷凝器、螺旋出土器、除尘系统、冷凝塔、污染物出料系统、尾气处理系统和气体排放系统，所述的污染土进料系统与淋洗分离系统相连，所述的淋洗分离系统通过固液分离机分别与沉淀反应系统和旋转加热系统相连，所述的沉淀反应系统与压滤机相连，所述的旋转加热系统通过旋风分离器分别与螺旋出土器和除尘系统相连，所述的除尘系统通过冷凝塔分别与污染物出料系统和气体排放系统相连。本设计通过淋洗和热解析技术来对土壤进行修复，去除土壤中的重金属及挥发和半挥发的有机污染物。

1.  一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：包括污染土进料系统(1)、淋洗分离系统(2)、固液分离机(3)、沉淀反应系统(4)、压滤机(5)、旋转加热系统(7)、旋风分离器(8)、冷凝器(9)、螺旋出土器(10)、除尘系统(11)、冷凝塔(12)、污染物出料系统(13)、尾气处理系统(14)和气体排放系统(15)，所述的污染土进料系统(1)与淋洗分离系统(2)相连，所述的淋洗分离系统(2)通过固液分离机(3)分别与沉淀反应系统(4)和旋转加热系统(7)相连，所述的沉淀反应系统(4)与压滤机(5)相连，所述的旋转加热系统(7)通过旋风分离器(8)分别与螺旋出土器(10)和除尘系统(11)相连，所述的旋风分离器(8)与螺旋出土器(10)之间设有冷凝器(9)，所述的除尘系统(11)通过冷凝塔(12)分别与污染物出料系统(13)和气体排放系统(15)相连。

2.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的污染土进料系统(1)包括防护罩(18)、第一进料筒(16)、漏斗(17)和振动输送装置，所述的振动输送装置位于防护罩(18)内，所述振动输送装置一侧的防护罩(18)的底部开设有第一出料口(19)，所述的第一出料口(19)连接在淋洗分离系统(2)的上方，所述的第一进料筒(16)安装在防护罩(18)的顶部，所述的第一进料筒(16)通过漏斗(17)连接在振动输送装置的上方。

3.  根据权利要求2所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的皮带输送装置包括水平设置的轨道(20)和安装在轨道(20)底部的振动器(21)，所述的漏斗(17)连接在轨道(20)的上方。

4.  根据权利要求2所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的淋洗分离系统(2)包括分离室(24)、沉浸室(25)、 淋洗管道(26)和空心滚筒(31)，所述的分离室(24)位于沉浸室(25)的上方，所述的淋洗管道(26)通过支架(27)连接在分离室(24)的上方，所述的分离室(24)内开设有弧形导流槽(28)，所述弧形导流槽(28)正上方的淋洗管道(26)的底部设有喷头(29)，所述空心滚筒(31)的侧壁上开设有通孔(32)，所述的分离室(24)通过空心滚筒(31)与沉浸室(25)相连通，所述沉浸室(25)通过设置在底部的第二出料口与固液分离机(3)相连，所述的第二出料口处连接有第一密封阀(42)，所述的第一出料口(19)连接在弧形导流槽(28)的上方，所述的空心滚筒(31)通过第一转动轴(30)与第一电机相连。

5.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的沉淀反应系统(4)包括相互连接的化学反应釜和沉淀池，所述的化学反应釜与固液分离机(3)相连，所述的沉淀池与压滤机(5)相连。

6.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的旋转加热系统(7)包括加热筒(33)、第二电机(34)、感应线圈(37)、第二转动轴(35)、螺旋叶片(36)和第二进料筒(38)，所述的第二转动轴(35)位于加热筒(33)内，所述的螺旋叶片(36)套装在第二转动轴(35)上，所述第二转动轴(35)的一端穿过加热筒(33)的一侧与第二电机(34)相连，所述的第二进料筒(38)通过导流管(40)与加热筒(33)相连通，所述另一侧加热筒(33)的底部开设有第三出料口(41)，所述的加热筒(33)通过第三出料口(41)与旋风分离器(8)相连，所述的第二进料筒(38)与固液分离机(3)相连，所述的第二进料筒(38)和第三出料口(41)处分别连接有第二密封阀(39)。

7.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的螺旋出土器(10)为螺旋输送机，所述的冷凝器(9)与螺旋输送机的进料口相连。

8.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的除尘系统(11)为布袋除尘器。

9.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的污染物出料系统(13)为皮带输送机，所述的皮带输送机连接在冷凝塔(12)的底部。

10.  根据权利要求1所述的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，其特征在于：所述的气体排放系统(15)包括相互连通的喷雾除尘器和活性炭吸附塔，所述的活性炭吸附塔连接在冷凝塔(12)的顶部。

一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置
技术领域
本发明属于环境工程技术领域中的土壤修复领域，特别是一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置。
背景技术
土壤是生态环境设备的有机组成部分，是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。然而，随着我国工业化的快速发展，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥和农药的施用等原因，公布的数据显示，我国受污染耕地约1.5亿亩，占18亿亩耕地的8.3％。如何保护我国土地，修复土壤污染，建立良性循环的生态设备、实现经济、环境、社会效益的和谐统一，已成为当前亟待解决的重要问题。
土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转换土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。常用的土壤修复技术有热力学修复、热解析修复、焚烧法修复、土地填埋法修复、化学淋洗法修复、堆肥法修复、植物修复、渗透反应墙修复、生物修复等。
其中热解析修复技术是指采用直接或间接换热的方式，将有机污染物加热到足够高的温度，使其蒸发并从受污染介质中分离出来的过程，具有工艺原理简单、处理迅速等优点，被广泛应用于处理挥发性和半挥发性有机污染物的土壤和地块。土壤淋洗修复技术是利用水或含有冲洗助剂的水溶液、酸/碱溶液， 络合剂或表面活性剂等淋洗剂的媒介洗脱土壤中的污染物的过程。淋洗的废水经处理后达标排放，处理后的土壤可以再安全利用。
实际修复过程中，如仅仅采用淋洗修复的方法只能去除土壤中的重金属污染物，并且淋洗后的土壤内会残存一些淋洗试剂，对土壤造成二次污染，如仅仅采用热解析修复的方法只能去除土壤中挥发性和半挥发性的有机污染物，但对那些不易挥发的重金属则无法进行去除，所以设计一种即可淋洗又可热解析的修复提质装置就显得尤为重要。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是通过淋洗和热解析技术来对土壤进行修复，去除土壤中的重金属及挥发和半挥发的有机污染物，使土壤修复的更加完全，提高了土壤的修复效率；提供一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置。
为解决上述的技术问题，本发明的结构包括污染土进料系统、淋洗分离系统、固液分离机、沉淀反应系统、压滤机、旋转加热系统、旋风分离器、冷凝器、螺旋出土器、除尘系统、冷凝塔、污染物出料系统、尾气处理系统和气体排放系统，所述的污染土进料系统与淋洗分离系统相连，所述的淋洗分离系统通过固液分离机分别与沉淀反应系统和旋转加热系统相连，所述的沉淀反应系统与压滤机相连，所述的旋转加热系统通过旋风分离器分别与螺旋出土器和除尘系统相连，所述的旋风分离器与螺旋出土器之间设有冷凝器，所述的除尘系统通过冷凝塔分别与污染物出料系统和气体排放系统相连。
进一步：所述的污染土进料系统包括防护罩、第一进料筒、漏斗和振动输送装置，所述的振动输送装置位于防护罩内，所述振动输送装置一侧的防护罩 的底部开设有第一出料口，所述的第一出料口连接在淋洗分离系统的上方，所述的第一进料筒安装在防护罩的顶部，所述的第一进料筒通过漏斗连接在振动输送装置的上方。
又进一步：所述的皮带输送装置包括水平设置的轨道和安装在轨道底部的振动器，所述的漏斗连接在轨道的上方。
又进一步：所述的淋洗分离系统包括分离室、沉浸室、淋洗管道和空心滚筒，所述的分离室位于沉浸室的上方，所述的淋洗管道通过支架连接在分离室的上方，所述的分离室内开设有弧形导流槽，所述弧形导流槽正上方的淋洗管道的底部设有喷头，所述空心滚筒的侧壁上开设有通孔，所述的分离室通过空心滚筒与沉浸室相连通，所述沉浸室通过设置在底部的第二出料口与固液分离机相连，所述的第二出料口处连接有第一密封阀，所述的第一出料口连接在弧形导流槽的上方，所述的空心滚筒通过第一转动轴与第一电机相连。
又进一步：所述的沉淀反应系统包括相互连接的化学反应釜和沉淀池，所述的化学反应釜与固液分离机相连，所述的沉淀池与压滤机相连。
又进一步：所述的旋转加热系统包括加热筒、第二电机、感应线圈、第二转动轴、螺旋叶片和第二进料筒，所述的第二转动轴位于加热筒内，所述的螺旋叶片套装在第二转动轴上，所述第二转动轴的一端穿过加热筒的一侧与第二电机相连，所述的第二进料筒通过导流管与加热筒相连通，所述另一侧加热筒的底部开设有第三出料口，所述的加热筒通过第三出料口与旋风分离器相连，所述的第二进料筒与固液分离机相连，所述的第二进料筒和第三出料口处分别连接有第二密封阀。
又进一步：所述的螺旋出土器为螺旋输送机，所述的冷凝器与螺旋输送机 的进料口相连。
又进一步：所述的除尘系统为布袋除尘器。
又进一步：所述的污染物出料系统为皮带输送机，所述的皮带输送机连接在冷凝塔的底部。
再进一步：所述的气体排放系统包括相互连通的喷雾除尘器和活性炭吸附塔，所述的活性炭吸附塔连接在冷凝塔的顶部。
采用上述结构后，本发明通过淋洗和热解析技术来对土壤进行修复，去除土壤中的重金属及挥发和半挥发的有机污染物，使土壤修复的更加完全，提高了土壤的修复效率；而且能够通过布袋除尘器、喷雾除尘器和活性炭吸附塔来吸收土壤修复过程中产生的有毒气体和粉尘，减少了对周围环境的危害；并且本设计还具有结构简单、易于制造和实用高效的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的框架示意图。
图2为污染土进料系统的结构示意图。
图3为淋洗分离系统的结构示意图。
图4为图3中A的放大图。
图5为旋转加热系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种具有尾气处理功能的土壤淋洗提质修复装置，包括污染土进料系统1、淋洗分离系统2、固液分离机3、沉淀反应系统4、压滤机5、旋转加热系统7、旋风分离器8、冷凝器9、螺旋出土器10、除尘系统11、冷凝塔 12、污染物出料系统13、尾气处理系统14和气体排放系统15，所述的污染土进料系统1与淋洗分离系统2相连，所述的淋洗分离系统2通过固液分离机3分别与沉淀反应系统4和旋转加热系统7相连，所述的沉淀反应系统4与压滤机5相连，所述的旋转加热系统7通过旋风分离器8分别与螺旋出土器10和除尘系统11相连，所述的旋风分离器8与螺旋出土器10之间设有冷凝器9，所述的除尘系统11通过冷凝塔12分别与污染物出料系统13和气体排放系统15相连。所述的沉淀反应系统4包括相互连接的化学反应釜和沉淀池，所述的化学反应釜与固液分离机3相连，所述的沉淀池与压滤机5相连；所述的螺旋出土器10为螺旋输送机，所述的冷凝器9与螺旋输送机的进料口相连；所述的污染物出料系统13为皮带输送机，所述的皮带输送机连接在冷凝塔12的底部。修复时，把土壤利用土壤进料系统1输送进淋洗分离系统2内，利用淋洗剂对土壤进行冲洗，把土壤中的重金属离子及一些污染物从土壤中分离出来，并使重金属离子及污染物在含氧酸(硝酸、硫酸)的反应下溶于水中，然后通过固液分离机3把初步去除污染物的土壤和水溶液进行分离，水溶液在固液分离机3的作用下会被输送进沉淀反应池4内，水溶液会先在化学反应釜内与氢氧化碱(氢氧化纳、氢氧化钙)进行反应，把重金属及其它污染物从污水中还原，重新形成固体，然后重金属及其它污染物在污水的带动下进入沉淀池内，通过沉淀的方法把重金属及其它污染物从污水中分离出来，然后通过压滤机5直接形成滤饼6，再通过回收滤饼6来去除重金属及其它污染物；初步除杂后的土壤在固液分离机3的作用下进入旋转加热系统7内，利用旋转加热系统7对土壤进行热解析修复，把具有挥发性和半挥发性的有机污染物以及淋洗剂以蒸汽的形式从土壤中分离出来，然后利用旋风分离器8把分离出来的气体输送进除尘系 统11内，利用除尘系统11进行初步除尘，初步除尘后的气体再经过冷凝塔12进行冷凝后，使具有挥发性和半挥发性的有机污染物重新变为固体，然后通过污染物出料系统13把变为固体的挥发性和半挥发性的有机污染物输送出去，进行统一回收处理，冷却后剩余的气体经过气体排放系统15再一次除杂后排放入大气中；利用旋风分离器8把分离出来的土壤输送进土壤冷凝器9内进行冷却，冷却后的土壤再通过螺旋出土器10输送出去。本设计不仅可以去除挥发性、半挥发性的有机污染物，而且可以去除不易挥发的重金属污染物，使土壤修复的更加完全，提高了土壤的修复效率；并且其还能够起到防止二次污染的发生，起到了对周围环境的保护作用。
如图2所示的污染土进料系统1包括防护罩18、第一进料筒16、漏斗17和振动输送装置，所述的振动输送装置位于防护罩18内，所述振动输送装置一侧的防护罩18的底部开设有第一出料口19，所述的第一出料口19连接在淋洗分离系统2的上方，所述的第一进料筒16安装在防护罩18的顶部，所述的第一进料筒16通过漏斗17连接在振动输送装置的上方；所述的皮带输送装置包括水平设置的轨道20和安装在轨道20底部的振动器21，所述的漏斗17连接在轨道20的上方。进料时，把污染土倒入第一进料筒16内，土壤会沿着漏斗17掉落在轨道20上，启动振动器21使土壤在振动的作用下沿着轨道20向一侧运动，从而在自身重力的作用下通过第一出料口19掉落进淋洗分离系统2内。本设计通过振动的方式对土壤进行运输，土壤在振动力的作用下会逐步瓦解，把大块的土壤变为细小颗粒的土壤，增加了土壤与淋洗剂的接触面积，使土壤中的重金属污染物尽可能多的分离出来，从而增加了土壤的修复效率。
如图3和图4所示的淋洗分离系统2包括分离室24、沉浸室25、淋洗管道 26和空心滚筒31，所述的分离室24位于沉浸室25的上方，所述的淋洗管道26通过支架27连接在分离室24的上方，所述的分离室24内开设有弧形导流槽28，所述弧形导流槽28正上方的淋洗管道26的底部设有喷头29，所述空心滚筒31的侧壁上开设有通孔32，所述的分离室24通过空心滚筒31与沉浸室25相连通，所述沉浸室25通过设置在底部的第二出料口与固液分离机3相连，所述的第二出料口处连接有第一密封阀42，所述的第一出料口19连接在弧形导流槽28的上方，所述的空心滚筒31通过第一转动轴30与第一电机相连。土壤在污染土进料系统1的作用下会掉落进分离室24，然后通过给淋洗管道26内输送淋洗剂，利用喷头29对分离室24内的土壤进行淋洗，在淋洗的过程中启动第一电机，使第一电机通过第一转动轴30带着空心滚筒31进行旋转，利用空心滚筒31带着分离室24内的土壤进行翻转，把位于下层的土壤翻转到上层，增加了土壤直接接受淋洗的面积，从而提高了土壤淋洗修复的效率，使重金属等污染物更加快速地从土壤中分离出来。淋洗后的土壤及分离出来的重金属等污染物在淋洗剂的带动下会穿过空心滚筒31上的通孔32掉落进沉浸室25内，重金属等污染物会在沉浸室25内与含氧酸(硝酸、硫酸)反应并溶于水中，等反应完全结束后，打开第一密封阀42使分离反应后的土壤及重金属污染物的溶液通过第二出料口流入固液分离机3内，利用固液分离机3把淋洗修复过后的土壤从污染水中分离出来。本设计能够通过在淋洗的过程中对土壤进行翻转，把下层的土壤翻转到上层，增加了土壤直接接受淋洗的面积，从而提高了土壤淋洗修复的效率，使重金属等污染物更加快速地从土壤中分离出来。
如图5所示的旋转加热系统7包括加热筒33、第二电机34、感应线圈37、第二转动轴35、螺旋叶片36和第二进料筒38，所述的第二转动轴35位于加热 筒33内，所述的螺旋叶片36套装在第二转动轴35上，所述第二转动轴35的一端穿过加热筒33的一侧与第二电机34相连，所述的第二进料筒38通过导流管40与加热筒33相连通，所述另一侧加热筒33的底部开设有第三出料口41，所述的加热筒33通过第三出料口41与旋风分离器8相连，所述的第二进料筒38与固液分离机3相连，所述的第二进料筒38和第三出料口41处分别连接有第二密封阀39。淋洗修复后的土壤在固液分离机3的作用下会输送进加热筒33内，关闭设置在第二进料筒38和第三出料口41处的第二密封阀39，然后给感应线圈37通以交流电，使其通过电磁感应对加热筒33内的土壤进行加热，使土壤中的具有挥发性和半挥发性的有机污染物以及淋洗剂以气体的形式从土壤中分离出来，在对土壤进行加热的过程中启动第二电机34使其带着第二转动轴35进行旋转，螺旋叶片36在第二转动轴35的带动下也会发生转动，土壤在螺旋叶片36旋转的过程中会跟着其进行翻转输送，使土壤各个部分受热更加均匀，加快了污染物的分离速度，当挥发和半挥发的污染物全部跑出来后，打开第三出料口41处的第二密封阀39，使热解析后的土壤和跑出来的气体在螺旋叶片36的作用下从出料口掉入旋风分离器8内，利用旋风分离器8对热解析后的土壤进行再一次分离。本设计通过电磁感应对土壤进行加热，大大加快了土壤热解析修复的速度，提高了土壤修复的效率。
本发明中所述的除尘系统11为布袋除尘器，所述的气体排放系统15包括相互连通的喷雾除尘器和活性炭吸附塔，所述的活性炭吸附塔连接在冷凝塔12的顶部。本设计依次通过布袋除尘器和喷雾除尘器进行两次除尘，通过此方法不仅能够降低末端尾气处理压力，而且能够更加完全地对粉尘进行处理，防止粉尘对周围环境造成二次污染。并且本设计还能够通过活性炭吸附塔来吸收掉 从土壤中蒸发出来的有毒气体，对周围环境和人起到保护作用。