[发明专利]一种污染土壤异位修复装置及工艺

说明书

本发明属于土壤修复领域，涉及一种污染土壤异位修复装置及工艺。包括套筒以及设置在套筒内部的转筒；所述套筒及转筒远离其开放侧的一侧通过第一中轴连接；还包括盖合在所述套筒上的套筒托盘以及盖合在所述转筒上的转筒托盘；所述转筒托盘与所述套筒托盘通过第二中轴相连；所述第一中轴与第二中轴之中的至少一个中空且连通至转筒内作为转轴；所述转轴上设有设置在圆筒内部的搅拌桨、与转轴相连用于驱动所述转轴和/或转筒转动的驱动模块、以及用于限制转轴转动方向的限制模块。本发明可以简化转筒及套筒结构，可以直接利用装置自身工作模式实现初次的泥浆脱水；并引入了除雾器或气阀结构，降低或阻止水蒸气的逸散，降低热量损失。

技术领域

本发明属于土壤修复领域，涉及一种污染土壤异位修复装置及工艺。

背景技术

污染土壤异位修复技术中，淋洗法和化学反应法是使用最广泛的技术。淋洗法是用淋洗液将污染物从土壤中清洗出来，化学反应法是将化学药剂加入到污染土壤中，通过氧化还原、沉淀、络合等化学反应将土壤中的污染物去除或使其难以溶解到地下水中。工程应用中，淋洗技术与化学反应技术通常组合运用，淋洗法作为预处理在前，化学反应法作为主工序随后，这样可以减少向土壤中加入的化学物质的量，避免或减少二次污染的风险。

现有重金属污染土壤的修复通常采用淋洗和化学反应工艺，如：铬污染土壤采用淋洗-化学还原工艺，砷采用淋洗-化学氧化工艺。但这些工艺均在常温下实施。但我们的最新研究成果表明，对于污染历史较长、重金属含量较高的污染土壤，常温淋洗及化学反应工艺不能将土壤的重金属含量修复到目标值。如：六价铬含量在600mg/kg的铬渣堆场底部的土壤，现有的任何还原剂都无法将其修复到目标值，此类重污染土壤必须采用高温淋洗-还原技术，即通过提高淋洗和化学反应的温度，大幅度提高修复效率。但加热会导致能耗大幅度升高，导致经济上不可行。

为此，我们之前提交了申请号201910984657.9的发明专利“一种污染土壤异位修复装置、及其工作模式与工艺”，该装置能够在修复完成后将泥浆中的热水脱除并滞留在系统内封闭循环使用，降低下一批次对水加热的成本，使高温淋洗-化学反应技术在经济上成为可能。

但在进一步的设备研发过程中，发现该发明中装置的设计和运行方式存在较大缺点，有很大的改进空间。具体缺点为：(1)导致单台设备处理能力小，不适合大规模的土壤修复工程。原设计转筒可从套筒内向上取出，进料时要通过吊车将转筒放在泥浆池内启动脱水模式，得到脱水泥浆，然后吊装移至套筒内。这种设计由于转筒底部悬空，旋转脱水时如果转速较高或转筒直径较大或高度较高，则会产生剧烈的摆动，使得转筒的直径和高度受到严重限制，数值模拟计算和初步的测试结果显示其直径不能超过0.4米，高度不能超过1米。(2)进料辅助系统庞大，转筒在泥浆池和套筒之间的移动需要吊装移动，当工程量较大，需要多套设备同时运行时，这时就不适合用通用吊车进行吊装，需要搭建庞大的行吊系统，导致设备投资大幅度增加，运行管理负担和故障率也大幅度增加。(3)每批次进料时间长，运行效率低。转筒每次的起吊、放入泥浆池、取脱水泥浆、再次吊装进入套筒且满足装配和密封要求，然后才进入修复环节，小试实验显示该进料过程的耗时在一个批次的处理中占比可达40～65％。(4)热量散失仍存在降低空间。原设计中由于每批次进料时间太长，套筒敞口时间太长，其自身的储热会散失，转筒自身的储热也会快速、彻底地散失在泥浆池中，这导致每批次有额外的热量消耗在对转筒和套筒的升温上。