一種環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤重金屬污染凈化修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)管理的不足，廢棄物的隨意排放已經(jīng)造成了嚴(yán)重的土壤重金屬污染。土壤重金屬污染會(huì)破壞周圍的生態(tài)環(huán)境，并已經(jīng)威脅到人類健康。因此，對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行凈化修復(fù)已經(jīng)成為當(dāng)下社會(huì)民眾關(guān)注的重大科學(xué)問(wèn)題及民生問(wèn)題，成為社會(huì)各界迫切需要攻堅(jiān)的任務(wù)。
[0003]不斷有眾多的土壤重金屬污染修復(fù)方法的報(bào)道。土壤重金屬污染修復(fù)方法主要包括固定法(化學(xué)淋洗，植物吸收，生物吸附)和電動(dòng)修復(fù)等。在眾多的有關(guān)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的申請(qǐng)專利中，主要表現(xiàn)為新化學(xué)淋洗劑的發(fā)明、化學(xué)淋洗新方法的發(fā)明、電動(dòng)修復(fù)新技術(shù)的發(fā)明，植物新品種的發(fā)現(xiàn)、生物新品種的發(fā)現(xiàn)等。代表性發(fā)明專利有《一種微波輔助化學(xué)淋洗修復(fù)重金屬污染場(chǎng)地土壤的方法》(專利號(hào)2013100493540)，《一種用于修復(fù)重金屬污染土壤的復(fù)合化學(xué)淋洗方法》(專利號(hào)2013103026600)，《化學(xué)淋洗與生物修復(fù)相結(jié)合修復(fù)重金屬污染土壤的方面》(專利號(hào)2012104542861)，《一種土壤重金屬污染的植物修復(fù)方法》(專利號(hào)2004100278333)，《一種循環(huán)式生物淋洗修復(fù)土壤重金屬污染的實(shí)驗(yàn)裝置》(專利號(hào)2011202586813)，《原位電動(dòng)治理重金屬污染土壤的工程實(shí)施結(jié)構(gòu)》(專利號(hào)2013203581568)等。上述這些專利主要專注于方法的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，或新試劑、新品種的開(kāi)發(fā)，一些裝置和設(shè)備也僅局限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，且不是成套系統(tǒng)，距直接應(yīng)用至土壤重金屬污染修復(fù)工程實(shí)踐還有一定的距離。到目前為止，極少有專利介紹可直接應(yīng)用于土壤重金屬污染修復(fù)工程實(shí)踐的成套的技術(shù)與裝備。所能檢索到的涉及土壤重金屬污染修復(fù)工程實(shí)踐技術(shù)相關(guān)的專利主要有《一種處理土壤重金屬、有機(jī)污染的化學(xué)淋洗系統(tǒng)》(專利號(hào)2013208927435)。該專利特征在于:包括順次連接的土壤破碎篩分設(shè)備，向上傳送帶，噴淋系統(tǒng)，向下傳送帶，泥水分離溢流設(shè)備，第一開(kāi)關(guān)閥，自動(dòng)式可移動(dòng)篩板，內(nèi)部桶體，外部桶體，第二開(kāi)關(guān)閥，浸出液輸出管道，混凝槽，沉淀槽，緩沖槽，浸出液過(guò)濾吸附裝置。該專利主要涉及土壤重金屬和有機(jī)污染一體化修復(fù)系統(tǒng)，存在以下不足:(1)應(yīng)用于僅重金屬污染土壤修復(fù)時(shí)顯得系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜和多余，尤其是針對(duì)有機(jī)污染去除的活性炭吸附裝置；(2)采用的泥水分離溢流設(shè)備存在工作效率低下的問(wèn)題；(3)專利未涉及淋洗液循環(huán)使用的設(shè)計(jì)；(4)對(duì)土壤篩分處理缺乏科學(xué)設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有土壤重金屬污染一體化修復(fù)系統(tǒng)的不足，提供一種環(huán)境友好的快速去除、凈化、治理土壤重金屬污染的系統(tǒng)，為解決我國(guó)土壤重金屬污染的修復(fù)提供亟需的技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)顯著的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)，包括篩網(wǎng)可換滾筒篩、水力旋流器、淋洗攪拌罐、反應(yīng)池、沉淀池、調(diào)節(jié)池反應(yīng)區(qū)、調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存區(qū)和板框壓濾機(jī)。
[0007]所述篩網(wǎng)可換滾筒篩、水力旋流器、淋洗攪拌罐、反應(yīng)池、沉淀池、調(diào)節(jié)池反應(yīng)區(qū)、調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存區(qū)是順次連接。
[0008]所述調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存區(qū)與淋洗攪拌罐連接；所述反應(yīng)池和沉淀池分別與板框壓濾機(jī)連接。
[0009]所述水力旋流器與篩網(wǎng)可換滾筒篩之間設(shè)置回流通道。
[0010]更進(jìn)一步地，所述淋洗攪拌罐可以包括若干個(gè)重復(fù)的淋洗攪拌罐單元。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述沉淀池為斜管沉淀池。
[0012]作為一種可實(shí)施方案，所述淋洗攪拌罐包括兩個(gè)重復(fù)的淋洗攪拌罐。
[0013]一種環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染的凈化方法，是利用上述環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)完成。
[0014]具體地，所述凈化方法包括如下步驟:
51.對(duì)待處理的重金屬污染土壤中重金屬在不同粒徑土壤顆粒中的含量分布情況進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果確定篩網(wǎng)可換滾筒篩的篩網(wǎng)的篩孔尺寸；然后利用濕式篩分將待處理的重金屬污染土壤進(jìn)行篩分；
52.篩分后的重金屬污染土壤顆粒水溶液經(jīng)過(guò)水力旋流器進(jìn)行固液分離；
53.步驟S2得到的固態(tài)土壤送入淋洗攪拌罐進(jìn)行淋洗，淋洗溶劑為EDTA溶液；固液分離后的液體回流到篩網(wǎng)可換滾筒篩(即篩分噴淋系統(tǒng))進(jìn)行循環(huán)使用；
54.淋洗完成后，通過(guò)重力沉降的作用實(shí)現(xiàn)固液分離，得到的固態(tài)土壤部分即為處理干凈的土壤(經(jīng)攪拌罐下出口排出)；固液分離后的含重金屬離子的EDTA溶液進(jìn)入反應(yīng)池(水處理系統(tǒng))，并加入堿性溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)(含重金屬離子的EDTA溶液在反應(yīng)池內(nèi)發(fā)生堿化學(xué)反應(yīng)，金屬離子變成固態(tài)氫氧化物，從而實(shí)現(xiàn)EDTA和重金屬離子的分離)。
[0015]所述化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入沉淀池，在沉淀池內(nèi)，重金屬離子氫氧化物進(jìn)行沉淀；所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾處理，所得沉淀上清液進(jìn)入調(diào)節(jié)池反應(yīng)區(qū)中調(diào)節(jié)pH，調(diào)節(jié)pH后的EDTA溶液進(jìn)入調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存區(qū)，再回流到淋洗攪拌罐中；采用由反應(yīng)池、沉淀池和調(diào)節(jié)池組成的廢水處理系統(tǒng)，水處理系統(tǒng)中調(diào)節(jié)池中的EDTA溶液回流到淋洗攪拌罐中循環(huán)使用，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)廢水排放，達(dá)到環(huán)境友好的效益。
[0016]其中，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后的廢液進(jìn)入到反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)處理(從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)廢水排放)；經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后得到的含有重金屬離子的固體廢物作為危險(xiǎn)固廢處理。
[0017]上述環(huán)境友好的快速治理土壤重金屬污染凈化系統(tǒng)或上述凈化方法在重金屬污染土壤凈化方面的應(yīng)用也都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0018]根據(jù)我們長(zhǎng)期從事土壤重金屬污染凈化修復(fù)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，重金屬離子在不同粒徑的土壤顆粒中的分布具有一定的規(guī)律性。因此，土壤篩分前處理在土壤重金屬污染修復(fù)過(guò)程中具有極其重要的意義。將重金屬離子含量高的土壤顆粒與含量低的土壤顆粒篩分，進(jìn)行分開(kāi)處理，可以很大程度地提高土壤修復(fù)的效率和效果。
[0019]因此，為應(yīng)對(duì)我國(guó)土壤重金屬污染不斷加重及亟需修復(fù)的要求，土壤重金屬污染修復(fù)的專利不應(yīng)再著重于新方法，新試劑，新物種等方面的突破，更應(yīng)該著重于環(huán)保、高效、易工程化專利技術(shù)方面的突破。為此，本申請(qǐng)發(fā)明提出了土壤重金屬污染環(huán)境友好快速凈化系統(tǒng)，以期為我國(guó)土壤重金屬污染修復(fù)提供亟需的技術(shù)與裝備。
[0020]本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量的研宄和探索，總結(jié)了上述凈化方法，首先對(duì)重金屬離子在不同粒徑土壤顆粒中的分布進(jìn)行分析，確定重金屬含量高的和含量低的土壤顆粒粒徑，根據(jù)分析結(jié)果確定滾筒篩的篩網(wǎng)篩孔尺寸，通過(guò)滾筒篩將含重金屬離子較少或不含的土壤顆粒篩出，直接回填到取土場(chǎng)所；篩分過(guò)程為濕式篩分(我們選擇設(shè)置篩網(wǎng)可換的滾筒篩對(duì)重金屬含量高的土壤顆粒與重金屬含量低或不含的土壤顆粒進(jìn)行篩分，重金屬含量高的土壤顆粒進(jìn)去淋洗攪拌罐處理，重金屬含量低或不含重金屬的土壤顆粒篩分后直接回填取土場(chǎng)所，篩分系統(tǒng)的設(shè)置極大的提高了土壤凈化的效率)，篩分后的重金屬含量高的土壤顆粒水溶液經(jīng)泥漿泵的作用輸送進(jìn)入水力旋流器中。
[0021]在水力旋流器內(nèi)，土壤水溶液進(jìn)行固液分離，采用水力旋流器對(duì)滾筒篩流出的泥水混合物進(jìn)行固液分離，水力旋流器具有處理效率高的特點(diǎn)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。分離后的液體部分回流到滾筒篩的噴淋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)廢水排放，取得環(huán)境友好效益。
[0022]水力旋流器內(nèi)固液分離后的水回流到篩分噴淋系統(tǒng)進(jìn)行回用，固態(tài)土壤顆粒經(jīng)污泥泵送入淋洗攪拌罐中。在攪拌罐中加入EDTA溶液對(duì)土壤進(jìn)行淋洗，使得土壤顆粒中含有的重金屬離子進(jìn)去EDTA溶液中，通過(guò)重力沉降的作用，對(duì)攪拌罐中的液體進(jìn)行固液分離，其中液體部分進(jìn)入水處理系統(tǒng)的反應(yīng)池，固體土壤部分回填至取土場(chǎng)。含重金屬離子的EDTA溶液在反應(yīng)池內(nèi)發(fā)生堿化反應(yīng)，金屬離子變成固態(tài)氫氧化物，從而實(shí)現(xiàn)EDTA和重金屬離子的分離。反應(yīng)后產(chǎn)物進(jìn)入沉淀池，在沉淀池內(nèi)，重金屬離子氫氧化物進(jìn)行沉淀，沉淀產(chǎn)物進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾處理，沉淀上清液進(jìn)入調(diào)節(jié)池反應(yīng)區(qū)進(jìn)行調(diào)節(jié)PH，調(diào)節(jié)PH后的EDTA溶液進(jìn)入調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存區(qū)，再回用到淋洗攪拌罐中。經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后的廢液進(jìn)入到反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)廢水排放。經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后得到的含有重金屬離子的固體廢物作為危險(xiǎn)固廢處理。
[0023]本發(fā)明采用反應(yīng)池、斜管沉淀池、調(diào)節(jié)池系統(tǒng)對(duì)土壤淋洗沉淀后的上清液進(jìn)行處理，處理后EDTA溶液回用到淋洗攪拌罐中，實(shí)現(xiàn)淋洗液的循環(huán)使用，同時(shí)無(wú)廢水排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的效益。采用板框壓濾機(jī)對(duì)沉淀池的污泥進(jìn)行壓濾，壓濾后的廢水溶液進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)廢水排放的環(huán)境友好效益。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明針對(duì)目前我國(guó)土壤重金屬污染日益嚴(yán)重的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種土壤重金屬污染環(huán)境友好快速凈化系統(tǒng)，具有高效、快速、環(huán)境友好和易工程化等優(yōu)點(diǎn)，為我國(guó)的土壤重金屬污染修復(fù)工程提供了重要技術(shù)及裝備，實(shí)現(xiàn)顯著的社會(huì)效益和環(huán)境效益。本發(fā)明的技術(shù)方案主要具有以下顯著的優(yōu)勢(shì):
(I)土壤顆粒的有效、高效篩分:對(duì)重金屬含量不同的土壤顆粒進(jìn)行分類篩分，很大程度地提高了重金屬污染土壤的凈化效率。
[0025](2)篩分土壤固液的有效、高效分離:采用水力旋流器對(duì)濕式篩分后的重金屬濃度高的土壤泥水混合物進(jìn)行固液分離，固液分離的目的是降低污染土壤的含水量，在其進(jìn)入淋洗工序時(shí)，可以準(zhǔn)確控制淋洗罐內(nèi)淋洗液的濃度，提高淋洗效果和工作效率； (3)水力旋流器分離后的上層液體進(jìn)入篩分噴淋系統(tǒng)循環(huán)使用；
(4)土壤重金屬的高效淋洗去除和