一種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置，該裝置包括筒狀的反應(yīng)器和設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)盤，所述的螺旋轉(zhuǎn)盤包括旋向相反的外螺旋轉(zhuǎn)盤和內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤，所述的內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤部分外嵌于所述的外螺旋轉(zhuǎn)盤，內(nèi)連于由傳動機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，所述的轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)體且軸線與所述反應(yīng)器的軸線重合；所述反應(yīng)器的上端設(shè)有物料入口，所述反應(yīng)器的筒壁上部設(shè)有物料出口，筒壁下部設(shè)有通過空壓泵將空氣通入反應(yīng)器的進氣孔，所述反應(yīng)器的底部設(shè)有微孔圓盤用于分散由所述進氣孔通入的空氣，所述反應(yīng)器的筒壁為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為導(dǎo)電層，外層為絕緣層，所述的反應(yīng)器的導(dǎo)電層和所述的轉(zhuǎn)軸分別連接于高壓脈沖變頻電源的正極和負(fù)極。整個裝置工作具有性能穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、實用性強、處理效果高、能量利用率高、處理量高等優(yōu)點，并可廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
【專利說明】一種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤污染凈化處理領(lǐng)域，具體涉及一種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化、城市化、農(nóng)業(yè)高度集約化進程的加速，越來越多的化學(xué)污染物正經(jīng)各種途徑進入土壤系統(tǒng)，如農(nóng)藥和化肥的過度使用、石油開采過程中原油的泄漏、有毒有害固體廢棄物不合理填埋等都會對土壤造成嚴(yán)重的污染。土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不可或缺、不可再生的自然資源，一旦被污染不僅會直接影響農(nóng)作物而且還會威脅到地下水質(zhì)，同時土壤作為眾多污染物的重要匯合中轉(zhuǎn)站，可通過食物鏈進行傳遞、放大，從而對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重的危害。由于土壤污染具有隱蔽性大、潛伏期長、涉及面廣、治理困難等特點，如不及時去除，將嚴(yán)重威脅到食品安全和人體健康。因此，土壤中有機污染物的污染控制與治理問題，已經(jīng)成為國內(nèi)外環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程領(lǐng)域日益關(guān)注的焦點之
O
[0003]目前，有機物污染土壤修復(fù)技術(shù)可以分為物理法(換土法、熱修復(fù)、土壤沖洗技術(shù)、氣相抽取技術(shù)等)、化學(xué)法(化學(xué)氧化法/還原修復(fù)技術(shù)、化學(xué)淋洗、溶劑浸提法、化學(xué)脫鹵法等)和生物修復(fù)法等。物理法常作為一種預(yù)處理手段常與其他處理方法聯(lián)合使用并且只能將污染從本相轉(zhuǎn)化為它相并進行簡單的分離和轉(zhuǎn)移，而不能將有機污染物徹底降解；化學(xué)法容易造成二次污染，且成本較高；生物法要求被處理物質(zhì)具有較好的生物可降解性，而且周期長、生物的選擇 降解性及效果差等因素制約了其廣泛的應(yīng)用，因此，在研究土壤修復(fù)的技術(shù)時，力求實現(xiàn)零環(huán)境污染、零廢物排放，能夠滿足快速、有效、經(jīng)濟地對污染土壤進行修復(fù)。
[0004]等離子體技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種較為前沿的高級氧化技術(shù)，并首先被應(yīng)用到環(huán)境治理中。放電是低溫等離子體產(chǎn)生的主要方法，放電等離子體中有氧化性極強的.0H、.H、.0、O3等活性粒子，并伴隨著高溫氧化、紫外輻射、沖擊波等效應(yīng)，有機物在這些綜合效應(yīng)的作用下，最終將降解為C02、H20或其它有機物質(zhì)。具有處理周期短、效率高、無二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點。目前已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于污染土壤的處理領(lǐng)域中，但是由于技術(shù)在運用中仍存在著一定的缺陷，如處理效果低，放點區(qū)域小，處理量少，能量利用率低、放電不穩(wěn)定等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種螺旋遞推式放電等離子體治理有機污染物土壤的裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)快速、簡單、高效、經(jīng)濟實用、可連續(xù)性的處理污染土壤。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置，該裝置包括筒狀的反應(yīng)器和設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)盤，所述的螺旋轉(zhuǎn)盤包括旋向相反的外螺旋轉(zhuǎn)盤和內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤，所述的內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤部分外嵌于所述的外螺旋轉(zhuǎn)盤，內(nèi)連于由傳動機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，所述的轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)體且軸線與所述反應(yīng)器的軸線重合；所述反應(yīng)器的上端設(shè)有物料入口，所述反應(yīng)器的筒壁上部設(shè)有物料出口，筒壁下部設(shè)有通過空壓泵將空氣通入反應(yīng)器的進氣孔，所述反應(yīng)器的底部設(shè)有微孔圓盤用于分散由所述進氣孔通入的空氣，所述反應(yīng)器的筒壁為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為導(dǎo)電層，外層為絕緣層，所述的反應(yīng)器的導(dǎo)電層和所述的轉(zhuǎn)軸分別連接于高壓脈沖變頻電源的正極和負(fù)極。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述外螺旋轉(zhuǎn)盤的外徑與所述反應(yīng)器的內(nèi)徑相吻合，且頂端與物料出口下部相切。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤的螺紋升角為45°?90°。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述的物料入口位于所述反應(yīng)器上端的中心部位并成漏斗形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)徑小于所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤的外徑。
[0011]所述的微孔圓盤為多孔結(jié)構(gòu)。
[0012]所述的傳動機構(gòu)位于反應(yīng)器外，且與所述轉(zhuǎn)軸包裹有絕緣層的一端相連。
[0013]所述的空壓泵氣壓可調(diào)節(jié)，且通入的為濕空氣。
[0014]所述的反應(yīng)器的導(dǎo)電層和轉(zhuǎn)軸分別連接于高壓脈沖變頻電源的正負(fù)極，且輸出電壓可調(diào)。工作時，在兩電極之間產(chǎn)生放電等離子體，可以有效降解和礦化土壤中的有機污染物。
[0015]所述的傳動機構(gòu)為電動機，其轉(zhuǎn)速可調(diào)，所述的外螺旋轉(zhuǎn)盤和內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸被電動機帶動轉(zhuǎn)動。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]本發(fā)明的裝置具有適用性廣、處理效率高、設(shè)備成本低、運行費用低、利用率高、連續(xù)性強、經(jīng)濟環(huán)保并且運行穩(wěn)定等優(yōu)點，解決了目前處理技術(shù)中存在的處理效果低，放點區(qū)域小，有的處理量少，能量利用率低、放電不穩(wěn)定等問題，可廣泛運用于不同土壤污染物的處理領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為雙螺旋圓盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，I一反應(yīng)器，2一傳動機構(gòu)，3一物料入口，4一進氣孔，5一空壓栗，6—物料出口，7—轉(zhuǎn)軸，8—夕卜螺旋轉(zhuǎn)盤，9一內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤，10一微孔圓盤。
【具體實施方式】
[0021]如圖1，圖2所示，一種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置，該裝置包括筒狀的反應(yīng)器I和設(shè)置在反應(yīng)器I內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)盤，所述的螺旋轉(zhuǎn)盤包括旋向相反的外螺旋轉(zhuǎn)盤8和內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9，所述的內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9部分外嵌于所述的外螺旋轉(zhuǎn)盤8，內(nèi)連于由傳動機構(gòu)2帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸7，所述的轉(zhuǎn)軸7為導(dǎo)體且軸線與所述反應(yīng)器I的軸線重合；所述反應(yīng)器I的上端設(shè)有物料入口 3，所述反應(yīng)器I的筒壁上部設(shè)有物料出口 6，筒壁下部設(shè)有通過空壓泵5將空氣通入反應(yīng)器I的進氣孔4，所述反應(yīng)器I的底部設(shè)有微孔圓盤10用于分散由所述進氣孔4通入的空氣，所述反應(yīng)器I的筒壁為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為導(dǎo)電層，外層為絕緣層，所述的反應(yīng)器I的導(dǎo)電層和所述的轉(zhuǎn)軸7分別連接于高壓脈沖變頻電源的正極和負(fù)極。
[0022]所述外螺旋轉(zhuǎn)盤8的外徑與所述反應(yīng)器I的內(nèi)徑相吻合，且頂端與物料出口 6下部相切。所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9的螺紋升角為45°?90°。
[0023]所述的物料入口 3位于所述反應(yīng)器I上端的中心部位并成漏斗形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)徑略小于所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9的外徑。
[0024]所述的微孔圓盤10為多孔結(jié)構(gòu)。
[0025]所述的傳動機構(gòu)2位于反應(yīng)器I外，且與所述轉(zhuǎn)軸7包裹有絕緣層的一端相連。所述的傳動機構(gòu)為電動機，其轉(zhuǎn)速可調(diào)，所述的外螺旋轉(zhuǎn)盤和內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸被電動機帶動轉(zhuǎn)動。
[0026]所述的空壓泵5氣壓可調(diào)節(jié)，且通入的為濕空氣。
[0027]所述反應(yīng)器I的導(dǎo)電層連接于高壓脈沖變頻電源的正極，所述的轉(zhuǎn)軸7連接于高壓脈沖變頻電源的負(fù)極，且輸出電壓可調(diào)。工作時，在兩電極之間產(chǎn)生放電等離子體，可以有效降解和礦化土壤中的有機污染物。
[0028]采用本發(fā)明的裝置凈化處理污染土壤的過程如下:被污染的土壤首先通過反應(yīng)器I上端的物料入口 3送入到內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9，內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9在傳動機構(gòu)2和轉(zhuǎn)軸7的作用下順時針轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，土壤通過內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤9的作用逐級沿軸向往下傳送，當(dāng)土壤傳送至反應(yīng)器I底部時，由于外螺旋轉(zhuǎn)盤8的逆向轉(zhuǎn)動，又可將底部的土壤徑向往上輸送，當(dāng)土壤輸送至頂部時，由于物料出口 6與外螺旋轉(zhuǎn)盤8端口的相切作用，最終可將物料自動輸出反應(yīng)器I并收集利用，從而完成了土壤從輸入到輸出的一個循環(huán)過程。在整個反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)器I導(dǎo)電層和轉(zhuǎn)軸7連通高壓脈沖變頻電源的正負(fù)極時，整個反應(yīng)器內(nèi)部會產(chǎn)生等離子體放電效應(yīng)，通入的濕空氣可被激發(fā)產(chǎn)生大量的.0H、ee(1_、.0、Η02.、03等活性物質(zhì)以及強沖擊波、較強的紫外光等，這些物質(zhì)具有強的氧化性，從而可以有效地去除土壤中有機物；濕空氣通過空壓機泵5傳送并經(jīng)微孔圓盤10均勻分散至反應(yīng)器I中；在放電過程中，沿徑向輸入的污染土壤與逆向被激活的物質(zhì)充分接觸并反應(yīng)，并經(jīng)外螺旋轉(zhuǎn)盤8輸出，物料在整個過程中均處于反應(yīng)狀態(tài)，螺旋結(jié)構(gòu)可以有效控制土壤輸入和輸出的速度以及分散度，同時空氣的通入也可以使反應(yīng)器內(nèi)的土壤進行充分混合，反應(yīng)過程中，傳動機構(gòu)2的轉(zhuǎn)速、空壓泵5的壓力以及電源輸出電壓均可調(diào)，可以根據(jù)反應(yīng)器的狀態(tài)以及土壤的處理效果靈活有效的進行調(diào)節(jié)可控制，從而可以有效的對土壤中的污染物進行去除，達到凈化的目的。
[0029]該處理裝置具有操作簡單、去除污染物效率高、設(shè)備投資小、處理成本低、適用范圍廣、高速、高效、無二次污染等優(yōu)點，尤其是對難降解有毒有害的有機污染物及有特殊處理要求的污染物效果較為顯著，具有廣泛的應(yīng)用前景，有望在今后的土壤污染處理工藝中得到廣泛的推廣和運用。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋遞推式放電等離子體土壤凈化處理裝置，其特征在于該裝置包括筒狀的反應(yīng)器(I)和設(shè)置在反應(yīng)器(I)內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)盤，所述的螺旋轉(zhuǎn)盤包括旋向相反的外螺旋轉(zhuǎn)盤(8)和內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤(9)，所述的內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤(9)部分外嵌于所述的外螺旋轉(zhuǎn)盤(8)，內(nèi)連于由傳動機構(gòu)(2)帶動轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸(7)，所述的轉(zhuǎn)軸(7)為導(dǎo)體且軸線與所述反應(yīng)器(I)的軸線重合；所述反應(yīng)器(I)的上端設(shè)有物料入口(3)，所述反應(yīng)器(I)的筒壁上部設(shè)有物料出口(6)，筒壁下部設(shè)有通過空壓泵(5)將空氣通入反應(yīng)器(I)的進氣孔(4)，所述反應(yīng)器(I)的底部設(shè)有微孔圓盤(10)用于分散由所述進氣孔(4)通入的空氣，所述反應(yīng)器(I)的筒壁為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為導(dǎo)電層，外層為絕緣層，所述的反應(yīng)器(I)的導(dǎo)電層和所述的轉(zhuǎn)軸(7)分別連接于高壓脈沖變頻電源的正極和負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述外螺旋轉(zhuǎn)盤(8)的外徑與所述反應(yīng)器(I)的內(nèi)徑相吻合，且頂端與物料出口(6)下部相切。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤(9)的螺紋升角為45°?90。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的物料入口(3)位于所述反應(yīng)器(I)上端的中心部位并成漏斗形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)徑小于所述內(nèi)螺旋轉(zhuǎn)盤(9)的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的微孔圓盤(10)為多孔結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的傳動機構(gòu)(2)位于反應(yīng)器(I)外，且與所述轉(zhuǎn)軸(X)包裹有絕緣層的一端相連。
【文檔編號】B09C1/08GK103978027SQ201410189002
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】孫亞兵, 何東, 辛路, 張夢怡, 李舜斌 申請人:南京大學(xué)