專(zhuān)利名稱(chēng)：集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污染土壤治理與修復(fù)的機(jī)械設(shè)備，主要是通過(guò)機(jī)械攪拌、超聲和微波強(qiáng)化措施實(shí)現(xiàn)污染土壤的洗脫修復(fù)，特別適用于條件復(fù)雜、高濃度、難降解、難揮發(fā)、老化時(shí)間長(zhǎng)和有毒污染物(如有機(jī)氯農(nóng)藥、重金屬等)污染土壤(如農(nóng)藥廠、工廠等搬遷后場(chǎng)地土壤)的修復(fù)，屬于環(huán)境污染治理中污染土壤治理與修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展、城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和《斯德哥爾摩國(guó)際公約》的履約進(jìn)程，出現(xiàn)了一大批關(guān)閉搬遷或待關(guān)閉搬遷的農(nóng)藥和鋼鐵等環(huán)境污染比較嚴(yán)重的生產(chǎn)企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)僅有機(jī)氯農(nóng)藥(滴滴涕、六六六、氯丹、滅蟻靈等)污染場(chǎng)地就有數(shù)百個(gè)。這些場(chǎng)地都面臨著用地功能的轉(zhuǎn)換和二次開(kāi)發(fā)。在用地置換前，這些場(chǎng)地污染土壤如不進(jìn)行修復(fù)將會(huì)成為“化學(xué)定時(shí)炸彈”，嚴(yán)重威脅人體健康和環(huán)境安全，甚至導(dǎo)致污染事故。在北京、廣州、石家莊、常州等地，許多原工業(yè)用地未經(jīng)修復(fù)被用來(lái)建設(shè)居民住宅，已經(jīng)發(fā)生了因污染土壤對(duì)居民產(chǎn)生嚴(yán)重危害的環(huán)境事件，引起國(guó)家的高度重視。因此，工廠搬遷后的場(chǎng)地土壤污染已成為當(dāng)前迫切需要解決的土壤環(huán)境問(wèn)題，開(kāi)展場(chǎng)地污染土壤修復(fù)技術(shù)設(shè)備的研發(fā)已刻不容緩。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)污染土壤的修復(fù)已經(jīng)研發(fā)了一系列的修復(fù)技術(shù)，按技術(shù)原理可分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)三類(lèi)。物理修復(fù)技術(shù)有客土、熱修復(fù)、蒸汽氣提、電動(dòng)力學(xué)、焚燒和固定化等；化學(xué)修復(fù)有化學(xué)氧化還原、化學(xué)洗脫等；生物修復(fù)有生物通風(fēng)、生物反應(yīng)器、植物修復(fù)等。固定化、熱脫附、氣提、多相萃取、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)等多種物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際污染場(chǎng)地的修復(fù)工程中成功應(yīng)用。場(chǎng)地污染土壤具有污染物濃度高、毒性強(qiáng)、難揮發(fā)和難降解等特點(diǎn)。采用固定化方法處理不但浪費(fèi)了土壤資源，而且還占用了填埋場(chǎng)的庫(kù)容量，縮短填埋場(chǎng)的使用年限；熱脫附和氣提僅適用于蒸氣壓高、易揮發(fā)的污染物污染土壤的修復(fù)；多相萃取受污染物種類(lèi)和土壤類(lèi)型等因素的影響；化學(xué)催化氧化由于要加入氧化劑，會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)，同時(shí)可能產(chǎn)生一些毒害更大的中間產(chǎn)物，因而成本和風(fēng)險(xiǎn)較高；光催化修復(fù)只適用于能發(fā)生光解的污染物，同時(shí)光很難投過(guò)土壤，也存在局限性；焚燒只適用于有機(jī)污染物，對(duì)焚燒爐要求較高，成本也高；盡管生物法處理成本相對(duì)較低、也較安全，但處理時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)在高濃度的場(chǎng)地污染土壤中生物難以生存。洗脫由于具有快速、安全和成本低等優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足工廠搬遷場(chǎng)地修復(fù)需快速、高效的要求，因此該法是一種適宜的場(chǎng)地污染土壤修復(fù)方法。國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)能用于工程實(shí)踐的污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備，僅有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)用、依賴(lài)重力作用的自然淋洗土柱，且洗脫效果差。國(guó)外污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備有流化床和超臨界流體淋洗設(shè)備。流化床淋洗設(shè)備對(duì)有機(jī)質(zhì)和粘粒含量低、老化時(shí)間短的污染土壤修復(fù)效果比較好，而對(duì)于老化時(shí)間長(zhǎng)、條件復(fù)雜的場(chǎng)地污染土壤則并不理想。超臨界流體淋洗設(shè)備的制造要求高、成本高昂，工程實(shí)踐難以承受。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)條件復(fù)雜、高濃度、難降解、難揮發(fā)、老化時(shí)間長(zhǎng)和有毒污染物污染場(chǎng)地土壤的修復(fù)難點(diǎn)，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)將機(jī)械攪拌、超聲分散和空化作用與微波強(qiáng)化措施結(jié)合起來(lái)促進(jìn)土壤中污染物向洗脫液轉(zhuǎn)移，從而提高污染土壤洗脫修復(fù)的效果。本發(fā)明的基本設(shè)計(jì)是設(shè)備包括殼體和支架兩部分，殼體上部有進(jìn)料口和電機(jī)，下部有出料口和控制閥；設(shè)備核心——?dú)んw內(nèi)部安裝有洗脫罐，洗脫罐內(nèi)部安有攪拌軸、平板葉輪；洗脫罐底部裝有超聲發(fā)生裝置；殼體內(nèi)洗脫罐外還安裝有微波發(fā)生器，至此構(gòu)成集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備。與現(xiàn)有洗脫設(shè)備相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是(1)通過(guò)機(jī)械攪拌、超聲和微波措施強(qiáng)化，本發(fā)明幾乎不受污染物類(lèi)別、土壤類(lèi)型、 老化時(shí)間等因素的影響，對(duì)于各種污染土壤的洗脫均能獲得理想的修復(fù)效果。(2)本發(fā)明主要構(gòu)件是洗脫罐、電機(jī)、攪拌軸、葉輪、超聲裝置和微波裝置，因此結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。(3)由于將攪拌、超聲和微波合為一體，且可同時(shí)開(kāi)啟，因此在相同條件下，本發(fā)明可明顯縮短洗脫時(shí)間。
四

附圖是本發(fā)明場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意中1.支架，2.殼體，3.微波發(fā)生器，4.洗脫罐，5.電機(jī)，6.進(jìn)料口，7.攪拌軸， 8.葉輪，9.出料口和閥門(mén)，10.超聲發(fā)生器。
五具體實(shí)施例方式參考附圖，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)施例中提供了集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備用于場(chǎng)地污染土壤的治理和修復(fù)，其結(jié)構(gòu)如附圖所示。該集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備由攪拌軸(7)、葉輪 (8)、超聲發(fā)生器(10)、微波發(fā)生器C3)和洗脫罐(4)組成的殼體、殼體上部的攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī) (5)和進(jìn)料口(6)及殼體下部的出料口(9)構(gòu)成。整個(gè)殼體置于一個(gè)支架(1)之上。集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備的運(yùn)行方式如下將污染土壤自進(jìn)料口(6)送入洗脫罐G)，接著按特定的固液比加入一定體積的洗脫液，有機(jī)質(zhì)含量低、砂性和老化時(shí)間短的土壤僅啟動(dòng)機(jī)械攪拌(5、7、8)和超聲發(fā)生器(10)，對(duì)于有機(jī)質(zhì)和粘粒含量高、老化時(shí)間長(zhǎng)的污染土壤需同時(shí)啟動(dòng)機(jī)械攪拌(5、7、8)、超聲(10)和微波發(fā)生器(3)，洗脫30 60min，然后經(jīng)出料口(9)排出，進(jìn)行固液分離等后續(xù)處理。脫水后的土壤即為干凈土壤。洗脫液經(jīng)吹脫或萃取分離后，洗脫劑可循環(huán)回用，而污染物可固化填埋、焚燒或純化后再利用。實(shí)施例1 六六六和滴滴涕場(chǎng)地污染土壤的洗脫修復(fù)⑴采樣
4
污染土壤(土樣1)采自江蘇無(wú)錫某六六六和滴滴涕生產(chǎn)企業(yè)搬遷后的遺留場(chǎng)地表層0 60cm，將土壤中的根莖、樹(shù)葉和石塊等剔除。土壤的基本理化性質(zhì)如表1。經(jīng)測(cè)定， 土壤中主要污染物為六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)，Σ HCH和Σ DDT分別為102與6343mg/
kg ο表1修復(fù)土樣1的基本理化性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種集攪拌、超聲和微波于一體的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備，包括殼體和支架，其特征在于殼體由攪拌軸、葉輪、洗脫罐、超聲發(fā)生器和微波發(fā)生器組成；殼體上部是與攪拌軸相連的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和進(jìn)料口，殼體下部是出料口和控制閥門(mén)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備，其特征在于，洗脫罐內(nèi)安有機(jī)械攪拌軸和2片葉輪，由殼體頂部電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備，其特征在于，洗脫罐底部裝有超聲發(fā)生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地污染土壤洗脫修復(fù)設(shè)備，其特征在于，洗脫罐的外圍裝有微波發(fā)生器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集攪拌、超聲和微波于一體的污染場(chǎng)地土壤洗脫修復(fù)設(shè)備。其構(gòu)造包括殼體和支架，其中殼體由攪拌軸、葉輪、洗脫罐、超聲發(fā)生器和微波發(fā)生器組成。殼體上部是與攪拌軸相連的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和進(jìn)料口，殼體下部是出料口和控制閥門(mén)。污染土壤和洗脫劑由進(jìn)料口送入洗脫罐，根據(jù)污染土壤的特性分別啟動(dòng)機(jī)械攪拌和超聲發(fā)生器或機(jī)械攪拌、超聲發(fā)生器和微波發(fā)生器進(jìn)行強(qiáng)化洗脫30～60min，即可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地污染土壤的修復(fù)。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低；通過(guò)同時(shí)啟用攪拌、超聲和微波，可縮短處理時(shí)間，提高洗脫效率，且受污染物類(lèi)別、土壤類(lèi)型和老化時(shí)間等因素的制約小，對(duì)于解決我國(guó)急待修復(fù)和開(kāi)發(fā)的場(chǎng)地土壤污染治理問(wèn)題具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B09C1/02GK102225424SQ20111008756
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者占新華, 周立祥 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)