一種鉻污染土壤異位淋洗修復(fù)工藝及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污染土壤修復(fù)治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及重金屬(六價鉻)污染土壤的異位化學(xué)淋洗修復(fù)工藝及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]Cr污染主要來源于電鍍、制革、化工及冶金行業(yè)的廢水、廢渣。Cr主要以Cr3+和Cr6+兩種價態(tài)存在，Cr 3+毒性較低，不易溶于水，是人體和動物生長必需的微量元素；Cr 6+的毒性比Cr3+高出上百倍，易進(jìn)入人體細(xì)胞，對肝、腎等內(nèi)臟器官和DNA造成損傷，具有致癌性并可能誘發(fā)基因突變，是對人體有害的危險工業(yè)廢物。另外，Cr6+極易溶于水，具有高迀移性，在土壤中，水平迀移將擴(kuò)大污染范圍，垂直迀移增加污染土壤的土方量，加大修復(fù)的難度，且可以進(jìn)一步造成對地下水的污染，已被美國EPA列為環(huán)境優(yōu)先污染物。鉻因其高毒性及致癌性，土壤鉻污染已成為最嚴(yán)重的環(huán)境問題。
[0003]目前國內(nèi)外普遍采用的鉻及其他重金屬污染土壤的修復(fù)方法包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)及生物修復(fù)技術(shù)。其中，物理修復(fù)適用于污染程度輕或污染程度重但污染范圍小的情況，技術(shù)施工時間較短，但資金投入大，且主要是將污染物轉(zhuǎn)移或者固定，并未真正去除污染物；生物技術(shù)是利用微生物或植物的生命代謝活動，特點是安全可靠，二次污染少，但修復(fù)周期廠，受土壤類型、地質(zhì)條件、氣候等環(huán)境因素的影響大；化學(xué)修復(fù)是通過向土壤中加入固化劑、有機(jī)質(zhì)、化學(xué)藥劑等，通過吸附、氧化還原、拮抗、絡(luò)合螯合或沉淀作用，以降低重金屬的生物有效性，主要包括淋洗技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)。
[0004]淋洗修復(fù)技術(shù)分為原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位淋洗是向土壤中施加淋洗液，淋洗液在向下滲透的過程中與土壤中Cr發(fā)生反應(yīng)，通過溶解、解吸、絡(luò)合等作用，Cr形成迀移態(tài)物質(zhì)隨淋洗液流出，進(jìn)入廢水收集井后進(jìn)行后續(xù)水處理。異位淋洗是將污染土壤挖出來，在相應(yīng)的設(shè)備中加入淋洗液對土壤進(jìn)行清洗，最后將污染水進(jìn)行后續(xù)處理，清潔土回填的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種鉻污染土壤異位淋洗修復(fù)工藝及其裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種鉻污染土壤異位淋洗修復(fù)裝置，其特征在于，包括
[0008]—級擦洗單元，其包括制漿機(jī)、混勻均化設(shè)備、一級振動篩、一級旋流器，所述制漿機(jī)、混勻均化設(shè)備和一級振動篩順次連接，所述一級振動篩的篩下出口與一級旋流器連接;
[0009]二級擦洗單元，其包括強(qiáng)力攪拌機(jī)、二級旋流器、二級振動篩，所述一級旋流器的底流出口與所述強(qiáng)力攪拌機(jī)連接，強(qiáng)力攪拌機(jī)與二級旋流器連接，二級旋流器的底流出口與二級振動篩連接，二級振動篩的篩下出口重新與二級旋流器入口連接，進(jìn)行二級旋流器-振動篩反復(fù)循環(huán)處理；
[0010]廢液處理單元，其包括濃密機(jī)、待壓泥漿罐和板框壓濾機(jī)，所述一級旋流器的溢流出口、二級旋流器的溢流出口分別與濃密機(jī)連接，所述濃密機(jī)底部出口與待壓泥漿罐連接，待壓泥漿罐與板框壓濾機(jī)連接；
[0011]藥劑添加單元，其包括藥劑罐，所述藥劑罐分別與混勻均化設(shè)備、強(qiáng)力攪拌機(jī)連接。
[0012]上述方案中，所述混勻均化設(shè)備為橫臥式圓桶，工作時圓桶繞軸線旋轉(zhuǎn)。
[0013]上述方案中，所述強(qiáng)力攪拌機(jī)包括殼體和垂直攪拌器，所述垂直攪拌器包括攪拌軸和固定攪拌軸上的三層攪拌葉片組件，所述每層攪拌葉片組件上包括多個均勻分布的、具有相同傾斜方向和相同傾斜角度的葉片，相鄰兩層攪拌葉片組件上葉片的傾斜方向相反。
[0014]上述方案中，所述殼體的橫截面為正六邊形，所述垂直攪拌器包括攪拌軸和固定攪拌軸末端的三層攪拌葉片組件，所述每層攪拌葉片組件上包括6個均勻分布的、具有相同傾斜方向和相同傾斜角度的葉片，層與層之間的葉片在垂直方向上對齊。
[0015]上述方案中，所述一級振動篩的篩孔尺寸為5mm，所述二級振動篩的的篩孔尺寸為0.1mm0
[0016]上述方案中，所述一級旋流器、二級旋流器的分離粒徑為75 μπι。
[0017]上述方案中，所述所有連接均為管道連接，所述管道上均設(shè)置有控制閥；進(jìn)一步地，所述控制閥可以實現(xiàn)PLC控制。
[0018]本發(fā)明中，所述強(qiáng)力攪拌機(jī)采用堅固、耐磨，易維護(hù)鋼/不銹鋼材質(zhì)制備而成，攪拌器為多層葉片組件，攪拌過程中能形成方向相反的渦旋；進(jìn)一步地，所述強(qiáng)力攪拌機(jī)殼體的橫截面采用正六邊形造型，可以有效增加泥漿顆粒和容器壁的碰撞幾率和強(qiáng)度，使污染物或極細(xì)顆粒更容易從大顆粒表面去除；同時，顆粒之間、顆粒和容器壁間的碰撞、摩擦使土壤漿液的溫度升高，可以加速淋洗反應(yīng)的進(jìn)行。
[0019]一種鉻污染土壤異位淋洗修復(fù)工藝，包括如下步驟:
[0020](I) 一級淋洗:污染土壤加水后在制漿機(jī)中被制成漿液，然后將其栗送至混勻均化設(shè)備，同時向混勻均化設(shè)備中添加淋洗藥劑，開啟混勻均化設(shè)備進(jìn)行第一次淋洗，淋洗結(jié)束后，漿液被栗送至一級振動篩篩面，篩上物經(jīng)沖洗水沖洗后作為大顆粒干凈土排出，篩下漿液被栗送至一級旋流器進(jìn)一步分離，經(jīng)一級旋流器分離后，其中細(xì)顆粒懸浮物以溢流形式進(jìn)入后續(xù)濃密機(jī)進(jìn)行廢液處理，底流物質(zhì)進(jìn)入下一級淋洗；
[0021](2) 二級淋洗:將底流物質(zhì)栗送至強(qiáng)力攪拌機(jī)，同時向強(qiáng)力攪拌機(jī)中添加淋洗藥劑，開啟強(qiáng)力攪拌機(jī)進(jìn)行第二次淋洗，淋洗結(jié)束后，底流物質(zhì)被栗送至二級旋流器進(jìn)一步分離，經(jīng)二級旋流器分離后，其中細(xì)顆粒懸浮物以溢流形式進(jìn)入后續(xù)濃密機(jī)進(jìn)行廢液處理，底流物質(zhì)被栗送至二級振動篩篩面進(jìn)行二次篩分，篩上物經(jīng)沖洗水沖洗后作為干凈土排出，篩下漿液再次進(jìn)入二級旋流器，進(jìn)行二級旋流器-二級振動篩反復(fù)循環(huán)處理；
[0022](3)廢液處理:向濃密機(jī)中加入還原劑、絮凝劑和pH調(diào)節(jié)劑，充分?jǐn)嚢?、靜置后，細(xì)顆粒懸浮物被絮凝沉淀形成底流沉淀層和上清液，底流沉淀層進(jìn)入待壓泥漿罐，向待壓泥漿罐中加入固化劑，隨后進(jìn)入板框壓濾機(jī)壓濾形成濾餅和濾液。
[0023]上述方案中，所述濃密機(jī)內(nèi)的上清液和板框壓濾機(jī)內(nèi)的濾液可作為清洗水回用或做達(dá)標(biāo)處理后排放，所述濾餅可作為一般固體廢棄物處理。
[0024]上述方案中，所述第一次淋洗的時間為30?60分鐘，第二次淋洗的時間為30?60分鐘。
[0025]上述方案中，所述淋洗藥劑為硫酸亞鐵(FeSO4)，兩次淋洗的淋洗藥劑添加量分別為 60g/kg 土、30g/kg 土。
[0026]上述方案中，所述pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈣，所述還原劑為硫酸亞鐵，所述絮凝劑為PAM,所述固化劑為HAS 土壤修復(fù)劑。
[0027]上述方案中，所述漿液的固體濃度為500g/L?600g/L。
[0028]本發(fā)明的有益效果為:(1)本發(fā)明鉻污染土壤經(jīng)過異位淋洗修復(fù)工藝處理后，土壤中Cr6+的去除率可到85%以上，濃密上清液及壓濾濾液中Cr6+含量很低，基本檢測不出，可回流作為清洗水循環(huán)利用或做達(dá)標(biāo)處理后排放，濾餅可作為一般固體廢棄物處理；(2)本發(fā)明所述異位淋洗修復(fù)工藝可以根據(jù)含各類污染物的土壤或底泥的情況進(jìn)行靈活的調(diào)整；異位淋洗修復(fù)設(shè)備在工程結(jié)束后可移動至下一工程現(xiàn)場再次使用，因此可以有效提高設(shè)備利用率，節(jié)約成本；(3)通過調(diào)整淋洗藥劑，本發(fā)明也可以用于其他重金屬污染土壤的淋洗，且能夠有效降低污染土壤中重金屬的含量。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明異位淋洗修復(fù)工藝裝置示意圖，圖中I代表制漿機(jī)，2代表藥劑罐，3代表混勻均化設(shè)備，4代表一級振動篩，5代表一級旋流器，6代表強(qiáng)力攪拌機(jī)，7代表二級旋流器，8代表二級振動篩，9代表濃密機(jī)，10代表待壓泥漿罐，11代表板框壓濾機(jī)。
[0030]圖2本發(fā)明異位淋洗修復(fù)工藝示意圖。
[0031]圖3為強(qiáng)力攪拌機(jī)的簡圖，其中I為俯視圖，2為主視圖。
【具體實施方式】
[0032]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0033]參見圖1，一種鉻污染土壤異位淋洗修復(fù)工藝裝置，包括
[0034]—級擦洗單元，其包括制漿機(jī)1、混勻均化設(shè)備3、一級振動篩4、一級旋流器5，所述制漿機(jī)1、混勻均化設(shè)備3和一級振動篩4順次連接，所述一級振動篩4的篩下出口與一級旋流器5入口連接；
[0035]二級擦洗單元，其包括強(qiáng)力攪拌機(jī)6、二級旋流器7、二級振動篩8，所述一級旋流器5的底流出口與所述強(qiáng)力攪拌機(jī)6連接，強(qiáng)力攪拌機(jī)6與二級旋流器7入口連接，二級旋流器7的底流出口與二級振動篩8連接，二級振動篩8的篩下出口重新與二級旋流器7入口連接；
[0036]廢液處理單元，其包括濃密機(jī)9、待壓泥漿罐10和板框壓濾機(jī)11，所述一級旋流器5的溢流出口、二級旋流器7的溢流出口分別與濃密機(jī)8連接，所述濃密機(jī)9的底部出口與待壓泥漿罐10連接，待壓泥漿罐10與板框壓濾機(jī)11連接；
[0037]藥劑添加單元，其包括藥劑罐2，所述藥劑罐2分別與混勻均化設(shè)備3、強(qiáng)力攪拌機(jī)6連接。
[0038]上述方案中，所述混勻均化設(shè)備為橫臥式圓桶，工作時圓桶繞軸線旋轉(zhuǎn)。
[0039]上述方案中，所述強(qiáng)力攪拌機(jī)包括殼體和垂直攪拌器，所述垂直攪拌器包括攪拌軸和固定攪拌軸上的三層攪拌葉片組件，所述每層攪拌葉片組件上包括多個均勻分布的、具有相同傾斜方向和相同傾斜角度的葉片，相鄰兩層攪拌葉片組件上葉片的傾斜方向相反。
[0040]進(jìn)一步地，所述殼體的橫截面為正六邊形，所述垂直攪拌器包括攪拌軸和固定攪拌軸末端的三層攪拌葉片組件，所述每層攪拌葉片組件上包括6個均勻分布的、具有相同傾斜方向、相同傾斜角度的葉片，層與層之間的葉片在垂直方向上對齊。
[0041]本發(fā)明所述強(qiáng)力攪拌機(jī)采用堅固、耐磨，易維護(hù)鋼/不銹鋼材質(zhì)制備而成，攪拌器為多層葉片組件，攪拌過程中能形成方向相反的渦旋；進(jìn)一步地，所述強(qiáng)力攪拌機(jī)殼體的橫截面采用正六邊形造型，可以有效增加泥漿顆粒和容器壁的碰撞幾率和強(qiáng)度，使污染物或極細(xì)顆粒更容易從大顆粒表面去除；同時，顆粒之間、顆粒和容器壁間的碰撞、摩擦使土壤漿液的溫度升高，可以加速淋洗反應(yīng)的進(jìn)行。
[0042]上述方案中，所述一級振動篩的篩孔尺寸為5mm，所述二級振動篩的的篩孔尺寸為0.1mm0
[0043]上述方案中，所述一級旋流器、二級旋流器的分離粒徑為75 μπ