[发明专利]一种复合污染沉积物的浮选修复装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于污染物处理装置领域，尤其涉及一种复合污染沉积物的浮选修复装置与方法。

背景技术

随着城市工业的迅速发展和城市化进程的加快，城市周边江河湖泊污染严重，而水体沉积物对重金属和HCB、PCP等持久性有机污染物(POPs)的强吸附特性，使其成为破坏生态系统和危害人体健康的重要污染源。彻底治理污染河流，通常对河道进行疏浚，由此大量的重金属—POPs复合污染物沉积物的安全处置问题便凸显出来。国内现有的处理去向如垫地、填埋等，已经造成了严重的污染及资源浪费。而国外的处理技术如固化/稳定化、提取或冲洗以及植物修复等，对大批量疏浚污染沉积物而言，多存在处置成本高、难以及时消纳等问题，不能很好地满足河湖疏浚污染沉积物治理的要求。上述方法除存在各自弊端外，共同弱点在于重处理轻利用。

污染沉积物的特性研究表明:首先，沉积物是泥沙和水的混和物，主要成分为泥土、砂砾、粘土或沙等，一般沉积物中砂砾、沙粒的粒径较大，污染较轻；泥土、粘土的粒径相对较小，而且吸附力较强，从而富集大部分污染物。研究表明，沉积物中有机和无机污染物主要出现平均粒径＜45μm的颗粒上。其次，沉积物有一定的总有机碳(TOC)含量，持久性有机污染物POPs(HCB、PAH及PCP等)作为非极性疏水组分，较容易吸附到沉积物中的有机碳颗粒上，即沉积物中有机碳颗粒通常是POPs的重要载体。第三，沉积物中有机物在河道厌氧下容易分解产生的S2-能与Cu和Pb离子形成溶解度很小的硫代矿物，大部分重金属离子在疏浚厌氧沉积物中以硫化态存在。专利CN104275341A公开了一种重金属污染沉积物的修复方法，但该方法只针对其中的重金属污染物，至今没有浮选法用于重金属-POPs复合污染沉积物的修复的相关报道。因此，有必要基于沉积物中复合污染物的分布特性及存在形式研发一种经济实用的复合污染沉积物修复技术。

泡沫浮选技术已成功应用于有机污染土壤净化及溶液中重金属离子的富集，该技术具有工艺简单、投资成本及能耗低等优点，该技术具有设备简单、运行成本低、操作连续、不需高温高压的特点，对分离低浓度组分有独特的优势。泡沫浮选法最初用于选矿，处理重金属废水方面通常采用离子浮选法和沉淀浮选法。但离子浮选法所用的浮选剂较昂贵,且不适合密度和粘度大的液体。沉淀浮选与离子浮选相比，操作容易，分离效率高，表面活性剂用量小，回收率高。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种复合污染沉积物的浮选修复装置与方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种复合污染沉积物的浮选修复装置，包括振动筛、水力旋流器、第一调浆桶、浮选柱、焚烧炉、第二调浆桶、浮选槽和搅拌装置，振动筛的下出口连接水力旋流器的进口，水力旋流器的上出口连接第一调浆桶，第一调浆桶的出口连接浮选柱入口，浮选柱的上端连接焚烧炉，浮选柱下出口连接第二调浆桶，第二调浆桶出口连接浮选槽，在所述浮选槽内设置有搅拌装置。

而且，所述的振动筛的筛选孔径大小为0.5-2mm。

而且，所述的水力旋流器的椎体角度为10-15度。

而且，所述的水力旋流器通过管路连接第一调浆桶，管路伸入所述第一调浆桶内液面之下。

一种复合污染沉积物的浮选修复方法，按照下列步骤进行：

步骤一、将复合污染沉积物送入振动筛进行初步筛分，分离出粒径1mm以上的砂砾及沙粒，将1mm以上的砂砾及沙粒脱水后用作建材或填土材料，小于1mm的泥浆送入水力旋流器进行分离；

步骤二、水力旋流器将泥浆进行进一步的筛分，经水力旋流器分离出的大于50μm的泥砂脱水后用作建材或填土材料，小于50μm的泥砂进行下一步浮选；

步骤三、将步骤二中经水力旋流器分离的小于50μm的细泥浆在第一调浆桶内混入浮选药剂，所述浮选药剂包括起泡剂、表面活性剂以及捕捉剂；

步骤四、混匀后的泥浆送入浮选柱进行浮选分离，分离后的POPs富集物进入垃圾焚烧炉进行焚烧处理，此时POPs富集物中的有机物得到燃烧再利用；

步骤五、步骤四中浮选分离后的一次尾浆进入第二调浆桶，在第二调浆桶中加入酸提取剂和硫化剂对重金属进行酸浸和硫化处理；浮选分离后的二次尾浆产物过滤脱水后直接送生活垃圾填埋场填埋处置；

步骤六、将步骤五中经过酸浸和硫化处理的尾浆送入浮选槽分离富集重金属，重金属富集物最终送冶炼厂处理将重金属回收。

而且，在步骤三中，所述的起泡剂为甲基异丁基甲醇，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述的捕捉剂为煤油。