專利名稱：鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備及修復方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉻渣污染土壤的異位淋洗修復設備及修復方法，特別是采用淋洗技術修復鉻渣污染土壤的修復工藝中所用到可連續(xù)運行的集淋洗，固液分離于一體的修復設備。
背景技術：
鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、顏料等行業(yè)常用的基本原料，這些行業(yè)產生大量的鉻廢渣，截至2010年年底，國內鉻渣累積規(guī)模約達950-1000多萬噸，鉻渣中因含有1-2%的鉻酸鈣和O. 15-1%水溶性鉻(VI)而成為有毒廢物，鉻渣的簡單堆放和鉻鹽企業(yè)的長年生產已經對周邊土壤和地下水造成了嚴重污染，某些場地表層土壤中Cr6+ 含量高達6000mg/kg,地下水中Cr6+濃度達到400mg/L,遠遠超過地下水環(huán)境質量(GB/T 14848-93) III類水質標準要求的O. 05mg/L，對人民群眾的生命健康產生了嚴重的威脅。近幾年來，鉻污染事件不斷曝光，制約著企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和社會的穩(wěn)定。2011年6月云南曲靖“非法傾倒鉻渣”事件曝光，此次事件共有5200多噸鉻渣被傾倒，使得堆放過鉻渣的地方土壤變色，寸草不生，樹木枯死，水庫污染，并致使附近農村77 頭牲畜死亡，約4000噸泥土及4萬立方米水受劇毒污染，部分受污染地區(qū)地表水中六價鉻含量已遠遠超過地表水環(huán)境質量(GB 3838-2002) V類水質標準要求的O. lmg/L 100倍以上。因此對鉻污染土壤和地下水進行修復治理，徹底消除環(huán)境隱患則顯得刻不容緩。目前鉻及其他重金屬污染土壤修復技術主要有化學淋洗法、生物修復法、電動力學修復法、熱解吸法、固定化/穩(wěn)定化法等。但這些方法都具有各自的局限性如固定化/ 穩(wěn)定化法成本較高，也不能從根本上去除鉻，固化體的處置去向和固化體長期環(huán)境安全性也是需要考慮的重點。熱解吸修復方法的能耗和處理成本較高，較適用于已存在熱處理設備的地區(qū)。電動修復法對土壤條件要求苛刻、修復成本昂貴，適用小面積污染，而且現場不易操作。生物修復包括植物修復和微生物修復法，該技術主要表現在處置時間長，難以滿足快速修復污染土壤的需求，對于植物修復法還存在植物的處理問題?；瘜W淋洗法包括原位淋洗和異位淋洗法，原位淋洗技術是根據重金屬污染物分布的深度，讓淋洗液在重力或外力的作用下流過污染土壤，使污染物從土壤中遷移出來，并利用抽提井或采用挖溝的辦法收集淋洗液，淋洗液中的污染物經合理處置后，可以進行回用或達標排放，處理后的土壤可以再安全利用。原位土壤淋洗修復技術適用于水力傳導系數大于10_3 Cm · S-1的多孔隙、 易滲透的土壤，在操作過程中應注意對地下水流場和污染物遷移的控制。異位淋洗技術則是將受污染土壤挖掘至容器中，用淋洗液清洗，使土壤中的重金屬污染物轉移至淋洗劑所在的液相中，再對混合物進行泥水分離，淋洗液中的污染物經處置后，可再次用于淋洗步驟中，淋洗后的土壤如符合控制標準，則可以進行回填或安全利用。該方法可將六價鉻從土壤中徹底的分離去除，尤其適用于土壤滲透性差、處置周期短的情況。CN 101708501A公開了一種鉻污染土壤兩級逆流洗滌加藥劑穩(wěn)定化組合修復方法1)將污染土壤進入一級洗滌設備，在液固比10 I下攪拌洗滌后進行固液分離，分離出的廢水進入水處理系統(tǒng)，脫水土壤進入二級洗滌設備；2)經水處理系統(tǒng)處理達標的清水作為二級洗滌設備的用水，脫水土壤在液固比10 I下攪拌洗滌后進行固液分離，分離出的洗滌液送至一級洗滌設備進行再利用；3)經過二級洗滌后的土壤中加入FeSOjI定化處理，FeSO4的加入量為土壤重量的1_5%，以進一步降低土壤中Cr6+含量，同時降低pH ；4)穩(wěn)定化后的土壤直接回填。該發(fā)明采用兩次洗滌方式，使土壤中的六價鉻基本轉移到水體中， 實現六價鉻去除的目的。但是針對鉻渣污染土壤異位淋洗設備的技術文獻報道較少。CN 201848424U公開了一種污染土壤的淋洗修復設備，屬于土壤修復技術領域，組成包括依次相連的土壤破碎篩分設備、淋洗攪拌設備、振動篩、沉淀池、泥水儲槽、泥水分離設備、淋洗液回收槽、淋洗液過濾設備、淋洗液凈化設備、淋洗液儲槽。該設備存在不能連續(xù)運行，設備自動化程度低的缺陷。如果發(fā)生如報道中的突發(fā)性鉻污染事件，一種集土壤淋洗，脫水，洗脫液處理于一體的機動快速的土壤修復設備將是很好的選擇。

發(fā)明內容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種能作為工程應用規(guī)模的經濟、可行的異位土壤淋洗修復設備和操作方法，其可針對鉻渣污染土壤實現土壤淋洗與脫水的一體化、自動化處理，解決洗脫液處理問題，并且實現連續(xù)操作。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備，所述設備的土壤淋洗和脫水系統(tǒng)為一體式。本發(fā)明將土壤淋洗和脫水操作設計為一體式處理，提高了設備的自動化程度，能夠實現連續(xù)操作。以下為一體式結構的優(yōu)選形式，本領域技術人員能夠獲知或根據經驗實現的其他一體式土壤淋洗-脫水系統(tǒng)皆可用于實施本發(fā)明。一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備，主要包括進料系統(tǒng)、土壤淋洗-脫水系統(tǒng)、 廢氣處理系統(tǒng)、淋洗液收集處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。土壤淋洗-脫水系統(tǒng)由反應筒、反應筒內的螺旋攪拌推進器、反應筒末端的調速電機和支架構成，調速電機與螺旋攪拌推進器的主軸連接。進一步地，所述反應筒由采用不透水材料的淋洗段和采用透水材料的脫水段通過法蘭連接組成。所述脫水段螺旋軸直徑沿物料輸送方向逐漸增大，螺旋軸葉片的螺距沿物料輸送方向逐步變小。反應筒兩端分別設有土壤進料口和排泥裝置。淋洗段末端設有淋洗劑入口，靠近土壤進料口一端設有淋洗液溢出口。反應筒淋洗段外壁上固定設置有加熱倉， 加熱倉和反應筒之間形成空心夾層，空心夾層內設置有電阻絲及耐火保溫纖維層。采用加熱倉對反應筒淋洗段進行加熱以促進污染土壤中鉻的溶出，使污染物的去除更為徹底。進一步地，淋洗段螺旋軸兩葉片之間安裝有垂直于螺旋軸的攪拌槳，當電機帶動螺旋軸轉動時，攪拌槳的攪動可以增加土壤和淋洗劑的混合接觸效果。脫水段螺旋軸葉片外圓周面設置有橡膠制成的彈性刮片，刮片同篩網內表面實現壓力滑動接觸，沉積在篩網內表面上的渣層被刮掉，從而更新復原了過濾表面，防止了篩網堵塞，因此可以連續(xù)穩(wěn)定的對混合物進行脫水。進一步地，所述的反應筒淋洗段內壁為不銹鋼材質。所述脫水段是由至少三層粗細不同的不銹鋼篩網疊加組合而成，由內向外篩網孔徑逐漸增大。內層篩網孔徑為O. 25-0. 6mm,例如 O. 28mm, O. 32mm, O. 4mm, O. 45mm, 0. 53mm, 0. 58mm 等，優(yōu)選為 0. 3-0. 5mm,進一步優(yōu)選O. 38mm。進一步地，所述排泥裝置由主軸上的擋泥板構成，擋泥板和反應筒脫水段末端之間留有可調空隙，間隙大小可調，可以對排出土壤的含水量進行控制。所述淋洗劑溢出口設有污泥過濾裝置，溢出高度可調，便于對其液位進行控制，通過調整反應筒中淋洗劑的存留量，使淋洗效果達到最佳。所述支架可通過傾角調節(jié)裝置改變傾斜角度，如絲桿，支架傾角在 2. 5° -7. 5°，例如可選擇 3° ,4. 3°，5° ,5. 6° ,6. 2° ,6. 9° ,7. 4° 等均可用于實施本發(fā)明，優(yōu)選4° -6°，進一步優(yōu)選5°，本領域技術人員可根據實際情況進行選擇。支架傾斜角度可調，使反應筒進料口一端較低便于存留一定量淋洗液與進入的土壤充分混合，提高淋洗效果。進一步地，進料系統(tǒng)包括土壤進料裝置和淋洗劑加入裝置。土壤進料裝置由進料斗、進料斗底部連接的輸送管、輸送管內的輸送攪軸及輸送管外端的電機構成；淋洗劑加入裝置由依次連接的淋洗劑儲槽、水泵、閥門、液體流量計、霧化噴頭構成。進一步地，廢氣處理系統(tǒng)由反應筒脫水段上方的集氣罩和集氣罩上方的酸氣吸收劑構成。因受熱揮發(fā)的淋洗劑含有酸性成分，通過集氣罩在脫水段將酸氣進行收集，并利用疏松多孔的吸收劑對酸氣進行中和，可以減少由于酸氣揮發(fā)造成的大氣污染。進一步地，淋洗液收集處理系統(tǒng)由濾液回收斗、含鉻廢水處理裝置構成。濾液回收斗設置在反應筒脫水段下方，濾液回收斗下部開口并由導管連接至含鉻廢水處理裝置，淋洗液溢出口與含鉻廢水處理裝置由軟管連接。含鉻廢水處理裝置依次包括濾液調節(jié)槽、還原反應槽、中和反應槽、斜板沉淀槽、板框壓濾機；進一步地，自動控制系統(tǒng)由熱電偶、控溫儀、調速器構成，熱電偶設置在加熱倉內， 控溫儀、調速器設置在加熱倉外壁電器護罩內。進一步地，所述的淋洗劑加入裝置中管道與霧化噴頭，集氣罩，濾液回收斗以及進料斗、輸送管、輸送攪軸中與土壤接觸部分為不銹鋼材質。一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復方法，鉻渣污染土壤首先通過提升機、進料系統(tǒng)進入反應筒淋洗段，將土壤中的含鉻成分轉移至淋洗劑所在的液相，隨螺旋攪拌推進器轉動，泥水混合物被輸送到反應筒脫水段，泥水混合物被擠壓，濾液通過具有透水過濾功能的筒壁排出，而截留下的土壤隨螺旋攪拌推進器的轉動被輸送到排泥裝置，最終將淋洗、脫水后的土壤排出；從濾液回收斗和淋洗劑溢出口流入到含鉻廢水處理裝置中的淋洗液經還原、中和、沉淀處理后回用至淋洗劑儲槽。上述修復過程中，鉻渣污染土壤與淋洗劑的質量比為I : 4-10，例如可選擇 I : 4. 2，I : 5，I : 6. 8，I : 8，I : 8. 3，I : 9，I : 9. 8 等，優(yōu)選 I : 5. 5-8，進一步優(yōu)選 I 6。進一步地，所述的淋洗劑為檸檬酸溶液，其濃度優(yōu)選為O. 05-0. 3mol/L,例如
O.08mol/L, O. 13mol/L, O. 18mol/L, O. 25mol/L, 0. 29mol/L 等，進一步優(yōu)選 O. 1-0. 25mol/L, 最優(yōu)選O. lmol/L。進一步地，鉻渣污染土壤與淋洗劑進行攪拌淋洗時的溫度控制在40-80°C，例如 45V，53°C，62 V ,70V, 75°C，78°C等，優(yōu)選50-60 V，進一步優(yōu)選55 V。本發(fā)明通過合理選擇淋洗溫度，增強淋洗劑的淋洗效果。
進一步地，螺旋攪拌推進器的轉速為O. 5-5rpm,例如O. 8rpm, I. 5rpm, 2. 6rpm, 3rpm, 3. 7rpm, 4. 3rpm, 4. 9rpm等均可用于實施本發(fā)明，優(yōu)選l_4rpm,進一步優(yōu)選2. 8rpm。進一步地，脫水后土壤中的含水率為60-85%，例如可達到62%，68%，76%， 81·5%，84·8%等，優(yōu)選 75% -80%，進一步優(yōu)選 78% ；一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復方法，具體包括以下步驟I)污染土壤首先通過提升機進入進料斗，通過輸送攪軸從土壤進料口進入反應筒淋洗段，與存留在土壤進料口端的淋洗液進行充分的混合接觸，初步實現將土壤中的含鉻成分轉移至淋洗劑所在的液相；2)隨螺旋攪拌推進器轉動，與淋洗劑充分混合后的污染土壤向高端的出料口移動，在這一過程中與從淋洗段末端的淋洗劑形成逆向流動，實現對土壤的二次淋洗，進一步降低土壤中的含鉻成分。3)當泥水混合物被輸送到反應筒脫水段，由于螺旋軸直徑增大及葉片螺距減小使脫水段容積減小，泥水混合物被擠壓，濾液通過具有透水過濾功能的筒壁排出，而截留下的土壤隨螺旋攪拌推進器的轉動被輸送到排泥裝置，最終通過該裝置將淋洗、脫水后的土壤排出。4)從濾液回收斗和淋洗劑溢出口流入到含鉻廢水處理裝置中的淋洗液含有高濃度的六價鉻，在還原劑的作用下，淋洗液中的六價鉻在還原反應槽中被還原為三價鉻，然后在中和反應槽中加堿使三價鉻完全形成氫氧化鉻沉淀，利用斜板沉淀槽對沉淀進行分離， 并向上清液補加有效成分對淋洗液進行回用，含鉻污泥采用板框壓濾機進行脫水處理。本發(fā)明所述用于還原處理的藥劑優(yōu)選為硫化鈉水溶液。所述用于沉淀處理的藥劑優(yōu)選為石灰乳。本領域技術人員能夠獲知的其他可用于六價鉻還原藥劑或用于三價鉻沉淀的藥劑均可用于本發(fā)明。本發(fā)明的鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備及修復方法，具有如下技術特點和優(yōu)
占-
^ \\\ ·I、本發(fā)明將土壤淋洗與泥水分離兩個步驟合并為一個操作單元，只用一個動力源，實現了土壤異位淋洗的連續(xù)操作。
2、設備集成化程度高，便于搬運，能實現對突發(fā)性土壤污染事件的緊急處理。3、本發(fā)明的裝置結構合理，操作簡單，處理過程自動化程度高，減少了人工投入， 提高了工作效率。4、本發(fā)明中淋洗時間、淋洗溫度、淋洗液用量、淋洗液種類等參數均可調整，有利于對淋洗工藝的調整，可適用于其他重金屬污染的土壤淋洗處理，為科研人員研究土壤淋洗提供了高效便捷的實驗手段。5、本發(fā)明處理成本低，處理效率高，經其處理的被污染土壤凈化程度可達85%以上，同時解決了淋洗液的再生及循環(huán)利用難題。


圖I :本發(fā)明中鉻渣污染土壤異位淋洗修復流程示意圖；圖2 :本發(fā)明中鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備結構示意圖；圖3 :圖2中設備反應筒的淋洗段橫斷面不意圖4 :本發(fā)明中螺旋攪拌推進器結構示意圖。圖中1_提升機；2_進料斗；3_輸送管；31_輸送攪軸；4_電機；5_淋洗劑儲槽； 6-水泵；7-閥門；8_液體流量計；9_霧化噴頭；10-淋洗劑入口 ； 11-土壤進料口 ；12_反應筒；13_加熱倉；14-螺旋攪拌推進器；141-葉片；142-攪拌槳；143-主軸；15-調速電機； 16-支架；17_電阻絲；171-電器護罩；172-熱電偶；18_法蘭；19-排泥裝置；191-擋泥板； 20-淋洗液溢出口 ；21_集氣罩；22_酸氣吸收劑；23_濾液回收斗；24_絲桿；25_濾液調節(jié)槽；26_還原反應槽-;27_中和反應槽；28_斜板沉淀槽；29_板框壓濾機。下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的權利范圍以權利要求書為準。
具體實施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下實施例I鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備由進料系統(tǒng)、土壤淋洗-脫水系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)、淋洗液收集處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成。進料系統(tǒng)包括土壤進料裝置和淋洗劑加入裝置，其中土壤進料裝置由進料斗2、輸送管3、輸送攪軸31及電機4構成，進料斗2底部與輸送管3相連,輸送攪軸31設置在輸送管3內，電機4設置在輸送管3外端,驅動輸送攪軸 31將受污染土壤均勻地輸送至反應筒12進行淋洗；淋洗劑加入裝置由淋洗劑儲槽5、水泵
6、霧化噴頭9構成，淋洗劑儲槽5通過管道連接至土壤淋洗-脫水系統(tǒng)，管道上依次設置水泵6、閥門7、液體流量計8、霧化噴頭9。土壤淋洗-脫水系統(tǒng)由反應筒12、加熱倉13、螺旋攪拌推進器14、驅動該螺旋軸轉動的調速電機15和支架16構成，支架可通過絲桿24改變傾斜角度。反應筒12由兩段組成，靠近進料口一側的淋洗段采用不透水材料，出料口一側的脫水段采用透水材質，兩部分采用法蘭18連接。反應筒12淋洗段外壁上固定設置有加熱倉13，加熱倉13和反應筒12之間形成空心夾層，空心夾層內設置有電阻絲17和耐火保溫纖維層，淋洗段螺旋軸兩葉片之間安裝有垂直于螺旋軸的攪拌槳142，脫水段螺旋軸葉片外圓周面設置有橡膠制成的彈性刮片，螺旋攪拌推進器14設置在反應筒12內，調速電機15 設置在反應筒12末端靠近出料口一側，調速電機15與螺旋攪拌推進器14的主軸143連接， 筒體兩端分別設有土壤進料口 11和排泥裝置19，淋洗段末端設有淋洗劑入口 10，靠近土壤進料口 11 一端設有淋洗液溢出口 20。廢氣處理系統(tǒng)由集氣罩21和酸氣吸收劑22構成，集氣罩21設置在反應筒12脫水段上方。淋洗液收集處理系統(tǒng)由濾液回收斗23、含鉻廢水處理裝置構成，濾液回收斗23設置在反應筒12脫水段下方，濾液回收斗23下部開口并由導管連接至含鉻廢水處理裝置，淋洗液溢出口 20與含鉻廢水處理裝置由軟管連接。自動控制系統(tǒng)由熱電偶172、控溫儀、調速器構成，熱電偶172設置在加熱倉13內，控溫儀、調速器設置在加熱倉外壁電器護罩171內。實施例2污染土壤首先通過提升機I進入進料斗2，再由輸送攪軸31將土壤從反應筒12 上的土壤進料口 11均勻地加入至反應筒淋洗段，在攪拌槳142的攪拌作用下與存留在土壤進料口 11 一端的淋洗液進行充分的混合接觸，并利用加熱倉13提高淋洗反應溫度，增強淋洗效果，初步實現將土壤中的含鉻成分轉移至淋洗劑所在的液相。隨螺旋攪拌推進器14轉動，與淋洗劑充分混合后的污染土壤向高端的出料口移動，在這一過程中與從淋洗段末端加入的淋洗劑形成逆向流動，實現對土壤的二次淋洗，進一步降低土壤中的含鉻成分。當泥水混合物被輸送到反應筒脫水段，由于螺旋軸直徑增大及葉片141螺距減小使脫水段容積減小，污泥受到擠壓，濾液通過具有透水過濾功能的筒壁排出，而截留下的土壤隨螺旋攪拌推進器14的轉動被輸送到反應筒出泥端，通過調節(jié)擋泥板191與反應筒出泥端的縫隙控制土壤的含水量，并將淋洗、脫水后的土壤排出。因受熱揮發(fā)的淋洗劑含有酸性成分，通過集氣罩21在脫水段將酸氣進行收集，并利用疏松多孔的酸氣吸收劑22對酸氣進行中和，可以減少由于酸氣揮發(fā)造成的大氣污染。從濾液回收斗23和淋洗劑溢出口 20流入到濾液調節(jié)槽25中的淋洗液含有高濃度的六價鉻，淋洗液中的六價鉻在還原反應槽26中先被還原為三價鉻，然后在中和反應槽27中加堿使三價鉻完全形成氫氧化鉻沉淀，利用斜板沉淀槽28 對沉淀進行分離，對上清液補加有效成分并對淋洗劑進行回用，含鉻污泥采用板框壓濾機 29進行脫水處理。脫水后的含鉻污泥可回收利用。實施例3取河南三門峽某化工廠鉻渣堆放場周邊污染土壤為例，樣品中的六價鉻含量為
8.73mg/g。將土壤加入到進料斗中，開啟水泵，將O. lmol/L檸檬酸水溶液作為淋洗劑加入到反應筒中，調整設備傾斜角度在5°，脫水段內層篩網孔徑為O. 5mm，使反應筒進料端存有一定量淋洗劑后，開啟加料系統(tǒng)中的螺旋攪軸，設定攪軸轉速，將土壤均勻的加入到反應筒中，同時調整淋洗劑流量按土水比為I : 4的比例加入，同時開啟控制螺旋攪拌推進器的電機，設定螺旋攪拌推進器的旋轉速度為4rpm，通過控溫儀控制淋洗溫度保持在50°C，從污泥排出口對淋洗后的土壤進行取樣，測定其中六價鉻含量，去除率達到85%，土壤的含水率為78%。實施例具體實施方式
與實施例3相同，區(qū)別是淋洗劑選擇O. 05mol/L，支架傾角調節(jié)為 2.5°，脫水段內層篩網孔徑為O. 25mm，淋洗過程中控制土水比為I : 10，螺旋攪拌推進器的旋轉速度為lrpm，淋洗溫度保持在60°C，淋洗后的土壤中六價鉻的去除率達到92%，土壤含水率為60%。從結果來看，相比實施例3，實施例4將淋洗時的固液比從I : 4增加到I : 10，淋洗溫度也從50°C提高到60°C，降低螺旋攪拌推進器的轉速意味著延長了土壤淋洗的反應時間，得到的結果是土壤中六價鉻的去除率從85%提高到92%，可以發(fā)現固液比，淋洗溫度，淋洗時間是影響土壤中的六價鉻去除率三個主要因素，在一定范圍內提高這些因素水平對提高土壤淋洗效果有促進作用。但隨著液固比的增大，后續(xù)處理過程中的水處理量也隨之增大，能耗也會急劇增多，過高的淋洗溫度也帶來能耗增加的問題，螺旋攪拌推進器較低的轉速能保證較長的淋洗時間和較好的淋洗效果，但是整個設備的處理效率也隨之下降，因此選擇合適的液固比，淋洗溫度和螺旋攪拌推進器的旋轉速度非常重要。實施例具體實施方式
與實施例3相同，區(qū)別是淋洗劑選擇O. 3mol/L,支架傾角調節(jié)為 7.5°，脫水段內層篩網孔徑為O. 6_，淋洗過程中控制土水比為I : 6，螺旋攪拌推進器的旋轉速度為O. 5rpm，淋洗溫度保持在40°C，淋洗后的土壤中六價鉻的去除率達到87%，土壤的含水率為85%。
實施例具體實施方式
與實施例3相同，區(qū)別是淋洗劑選擇O. lmol/L，支架傾角調節(jié)為 6°，脫水段內層篩網孔徑為O. 38mm，淋洗過程中控制土水比為I : 8，螺旋攪拌推進器的旋轉速度為5rpm，淋洗溫度保持在80°C，淋洗后的土壤中六價鉻的去除率達到90%，土壤的含水率為80%。以上實施例結果表明，采用鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備對鉻渣堆放場周邊污染土壤進行異位淋洗能明顯降低土壤中的六價鉻含量，土壤中六價鉻的去除率高達85%以上，該設備可以高效連續(xù)的處理鉻渣污染土壤。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結構特征以及修復方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結構特征以及修復方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結構特征以及修復方法才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備，其特征在于，所述設備的土壤淋洗和脫水系統(tǒng)為一體式。
2.如權利要求I所述的設備，其特征在于，包括土壤淋洗-脫水系統(tǒng)；所述土壤淋洗-脫水系統(tǒng)優(yōu)選由反應筒、反應筒內的螺旋攪拌推進器、反應筒末端的調速電機和支架構成，調速電機與螺旋攪拌推進器的主軸連接。
3.如權利要求2所述的設備，其特征在于，所述反應筒由采用不透水材料的淋洗段和采用透水材料的脫水段通過法蘭連接組成；優(yōu)選地，所述脫水段螺旋軸直徑沿物料輸送方向逐漸增大，螺旋軸葉片的螺距沿物料輸送方向逐步變??；優(yōu)選地，反應筒兩端分別設有土壤進料口和排泥裝置；淋洗段末端設有淋洗劑入口，靠近土壤進料口一端設有淋洗液溢出口。
4.如權利要求2或3所述的設備，其特征在于，所述反應筒淋洗段外壁上固定設置有加熱倉，加熱倉和反應筒之間形成空心夾層，空心夾層內設置有電阻絲及耐火保溫纖維層；優(yōu)選地，所述淋洗段螺旋軸兩葉片之間安裝有垂直于螺旋軸的攪拌槳；優(yōu)選地，脫水段螺旋軸葉片外圓周面設置有橡膠制成的彈性刮片。
5.如權利要求3或4所述的設備，其特征在于，所述脫水段是由至少三層粗細不同的篩網疊加組合而成，由內向外篩網孔徑逐漸增大；內層篩網孔徑優(yōu)選為O. 25-0. 6_，進一步優(yōu)選為O. 3-0. 5mm,最優(yōu)選O. 38mm。
6.如權利要求3-5之一所述的設備，其特征在于，所述排泥裝置由主軸上的擋泥板構成，擋泥板和反應筒脫水段末端之間留有可調空隙；優(yōu)選地，所述淋洗劑溢出口設有污泥過濾裝置，溢出高度可調；優(yōu)選地，所述支架可通過傾角調節(jié)裝置改變傾斜角度；所述傾角調節(jié)裝置優(yōu)選絲桿；支架傾角優(yōu)選2. 5° -7.5°，進一步優(yōu)選4° -6°，最優(yōu)選5°。
7.如權利要求2-6之一所述的設備，其特征在于，還包括與土壤進料口相連的進料系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)、淋洗液收集處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)；優(yōu)選地，進料系統(tǒng)包括土壤進料裝置和淋洗劑加入裝置；土壤進料裝置由進料斗、進料斗底部連接的輸送管、輸送管內的輸送攪軸及輸送管外端的電機構成；淋洗劑加入裝置由依次連接的淋洗劑儲槽、水泵、閥門、液體流量計、霧化噴頭構成；優(yōu)選地，廢氣處理系統(tǒng)由反應筒脫水段上方的集氣罩和集氣罩上方的酸氣吸收劑構成；優(yōu)選地，淋洗液收集處理系統(tǒng)由濾液回收斗、含鉻廢水處理裝置構成，濾液回收斗設置在反應筒脫水段下方，濾液回收斗下部開口并由導管連接至含鉻廢水處理裝置，淋洗液溢出口與含鉻廢水處理裝置由軟管連接；優(yōu)選地，含鉻廢水處理裝置依次包括濾液調節(jié)槽、還原反應槽、中和反應槽、斜板沉淀槽、板框壓濾機；優(yōu)選地，自動控制系統(tǒng)由熱電偶、控溫儀、調速器構成，熱電偶設置在加熱倉內，控溫儀、調速器設置在加熱倉外壁電器護罩內。
8.—種鉻渣污染土壤異位淋洗修復方法，其特征在于，鉻渣污染土壤首先通過提升機、 進料系統(tǒng)進入反應筒淋洗段，將土壤中的含鉻成分轉移至淋洗劑所在的液相，隨螺旋攪拌推進器轉動，泥水混合物被輸送到反應筒脫水段，泥水混合物被擠壓，濾液通過具有透水過濾功能的筒壁排出，而截留下的土壤隨螺旋攪拌推進器的轉動被輸送到排泥裝置，最終將淋洗、脫水后的土壤排出。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，包括以下步驟1)污染土壤首先通過提升機進入進料斗，通過輸送攪軸從土壤進料口進入反應筒淋洗段，與存留在土壤進料口端的淋洗液進行充分的混合接觸；2)隨螺旋攪拌推進器轉動，與淋洗液充分混合后的污染土壤向高端的出料口移動，與從反應筒淋洗段末端加入的淋洗劑形成逆向流動，實現對土壤的二次淋洗；3)當泥水混合物被輸送到反應筒脫水段，由于螺旋軸直徑增大及葉片螺距減小使脫水段容積減小，泥水混合物被擠壓，濾液通過具有透水過濾功能的筒壁排出，而截留下的土壤隨螺旋攪拌推進器的轉動被輸送到排泥裝置，最終通過該裝置將淋洗、脫水后的土壤排出；4)從濾液回收斗和淋洗劑溢出口流入到含鉻廢水處理裝置中的淋洗液含有高濃度的六價鉻，在還原劑的作用下，淋洗液中的六價鉻在還原反應槽中被還原為三價鉻，然后在中和反應槽中加堿使三價鉻完全形成氫氧化鉻沉淀，利用斜板沉淀槽對沉淀進行分離，并向上清液補加有效成分對淋洗液進行回用，含鉻污泥采用板框壓濾機進行脫水處理。
10.如權利要求8或9所述的方法，其特征在于鉻渣污染土壤與淋洗劑的質量比為 I 4-10，優(yōu)選 I : 5. 5-8，進一步優(yōu)選 I : 6;優(yōu)選地，所述的淋洗劑為檸檬酸溶液；其濃度優(yōu)選為O. 05-0. 3mol/L,進一步優(yōu)選 O. 1-0. 25mol/L，最優(yōu)選 O. lmol/L ；優(yōu)選地，鉻渣污染土壤與淋洗劑進行攪拌淋洗時的溫度控制在40-80°C，優(yōu)選 50-60°C，進一步優(yōu)選 55°C ；優(yōu)選地，螺旋攪拌推進器的轉速為O. 5-5rpm,優(yōu)選l_4rpm,進一步優(yōu)選2. 8rpm ；優(yōu)選地，脫水后的土壤中的含水率為60-85%，優(yōu)選75% -80%，進一步優(yōu)選78% ；優(yōu)選地，所述用于還原處理的藥劑優(yōu)選為硫化鈉水溶液；優(yōu)選地，所述用于沉淀處理的藥劑優(yōu)選為石灰乳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉻渣污染土壤異位淋洗修復設備及修復方法。所述設備的土壤淋洗和脫水系統(tǒng)為一體式，主要包括進料系統(tǒng)、土壤淋洗-脫水系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)、淋洗液收集處理系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。鉻渣污染土壤首先通過進料系統(tǒng)進入反應筒淋洗段，將土壤中的含鉻成分轉移至淋洗劑所在的液相，隨螺旋攪拌推進器轉動，泥水混合物被輸送到反應筒脫水段，濾液通過具有透水過濾功能的筒壁排出，而截留下的土壤隨螺旋攪拌推進器的轉動被輸送到排泥裝置，最終將淋洗、脫水后的土壤排出。本發(fā)明采用一個動力源實現了土壤淋洗與泥水分離，能耗較低、結構簡單、使用方便、處理效率高，經其處理的被污染土壤凈化程度可達85％以上。
文檔編號B09C1/02GK102601106SQ20121005930
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2012年3月8日
發(fā)明者曹宏斌, 林曉, 高明 申請人:中國科學院過程工程研究所