本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紫外光-臭氧聯(lián)合催化氧化的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展極大地推進(jìn)了人類文明的進(jìn)程，人們在享受工業(yè)文明創(chuàng)造的豐碩果實(shí)的同時(shí)，也遭受了隨之而來的環(huán)境污染危害。各種污染物諸如填埋場產(chǎn)生的滲濾液、工業(yè)場地產(chǎn)生的廢棄物、礦區(qū)場地產(chǎn)生的廢液及耕地不良施用的化肥的排放造成了嚴(yán)重的污染，對人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了威脅。其中土體和水體的污染尤為突出和嚴(yán)重，這些污染物通過不斷地遷移和轉(zhuǎn)化，通過呼吸道、消化道等進(jìn)入人體，對人體造成極大的威脅，很多污染物都具有化學(xué)致癌作用和光致毒效應(yīng)。

針對污染土壤的修復(fù)，包括了物理方法（異地?fù)Q土法、熱處理法及隔離法）、生物方法（投菌法、生物通氣法、植物修復(fù)法）及化學(xué)方法（固化/穩(wěn)定化方法、氧化方法、還原方法）。這些方法具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，其中化學(xué)氧化法具有反應(yīng)徹底、反應(yīng)迅速以及成本相對較低的優(yōu)勢而被廣泛使用。

其中，異位化學(xué)氧化/還原修復(fù)法，即將污染土方挖出場地進(jìn)行氧化修復(fù)后再進(jìn)行土方回填的方法，是國內(nèi)外采用的主流方法之一。尤其是在處于場地修復(fù)發(fā)展初期的我國，更是目前采用最多的修復(fù)手段。針對該種方法國內(nèi)外學(xué)者、工程師已做了許多了針對性的科學(xué)研究和設(shè)備研發(fā)。然而，目前的設(shè)備仍存在許多的局限性和不足之處，具體體現(xiàn)在：

（1）目前較多的異位氧化還原修復(fù)設(shè)備在設(shè)計(jì)之初針對的就是砂性土、粉性土或者含水率較低的黏性土。然而實(shí)際工程中會遇到許多含水率較高的粉土、黏土，由于黏土中存在的強(qiáng)結(jié)合水導(dǎo)致的強(qiáng)粘聚力，現(xiàn)有設(shè)備的攪拌模式及加藥方式無法保證土壤加藥過程中的均勻性。

（2）目前的較多的異位氧化還原修復(fù)設(shè)備的投藥方式更適合于固體藥劑的添加，而目前的氧化藥劑更常采用液體的投放方式。更重要的是，目前常用的氧化還原藥劑需要投放2-3種不同特性、效果的藥劑，例如Fenton體系，需要金屬離子、酸性藥劑和過氧化氫的組合；過硫酸鈉/堿體系，需要堿性激發(fā)藥劑和過硫酸鈉溶液的組合等等，并且這些藥劑需要分次投放，目前已有的設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

（3）目前的較多的異位氧化還原修復(fù)設(shè)備的加藥反應(yīng)場所往往暴露在空氣之中，氧化反應(yīng)過程中放出的熱量會加劇原有污染物的揮發(fā)，從而造成空氣的污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種紫外光-臭氧聯(lián)合催化氧化的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，該修復(fù)系統(tǒng)通過在密閉大棚中設(shè)置紫外燈以及臭氧氣噴嘴向在土壤傳送帶上的土壤進(jìn)行紫外光照射和臭氧吹掃，從而實(shí)現(xiàn)對污染土壤的紫外光-臭氧聯(lián)合催化氧化修復(fù)。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種紫外光-臭氧聯(lián)合催化氧化的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述修復(fù)系統(tǒng)包括一密閉大棚，所述密閉大棚內(nèi)設(shè)置有土壤傳送帶，所述土壤傳送帶的正上方間隔布設(shè)有若干紫外燈和臭氧氣噴嘴，其中，所述土壤傳送帶的始端連接有一提升倉、末端連接有一溜槽，所述溜槽與所述提升倉相連通，通過所述土壤傳送帶傳送出的土壤經(jīng)所述溜槽溜送至所述提升倉底部，在所述提升倉的作用下所述土壤被上提傳送至所述土壤傳送帶的始端。

所述密閉大棚頂部開設(shè)有一進(jìn)料口，所述進(jìn)料口位于所述土壤傳送帶始端的正上方；所述密閉大棚頂部還豎向固定有一刮板并位于所述進(jìn)料口前方，所述刮板下端距所述土壤傳送帶的距離為5-10cm。

所述刮板下端呈鋸齒狀，以使所述土壤傳送帶上的土壤途經(jīng)所述刮板后表面形成褶皺。

所述土壤傳送帶的下方設(shè)置有一導(dǎo)土板，所述導(dǎo)土板傾斜設(shè)置并指向所述溜槽入口處，其中，所述導(dǎo)土板的寬度大于所述土壤傳送帶的寬度。

所述溜槽入口處具有一可轉(zhuǎn)動式溜土擋板，所述溜土擋板通過改變轉(zhuǎn)動角度以控制土壤進(jìn)入所述溜槽內(nèi)的速度；且在所述溜槽入口處的所述密閉大棚側(cè)壁面上開設(shè)有一出料口，當(dāng)所述溜土擋板轉(zhuǎn)動至蓋合所述溜槽入口角度時(shí)，所述溜土擋板將所述導(dǎo)土板與所述出料口連通。

所述提升倉呈豎向筒體構(gòu)造，其底部與所述溜槽出口相連通，在所述提升倉中沿豎向設(shè)置有一由電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸外壁面上設(shè)置有螺旋盤，所述螺旋盤外徑與所述提升倉內(nèi)壁面相適配。

所述臭氧氣噴嘴經(jīng)角度調(diào)節(jié)支座固定于所述密閉大棚頂部，所述臭氧氣噴嘴上間隔設(shè)置有若干出氣小孔。

所述臭氧氣噴嘴連接外部的臭氧生成組件。

所述密閉大棚中設(shè)置臭氧濃度檢測器以及氣壓計(jì)。

所述密閉大棚中設(shè)置有抽氣風(fēng)機(jī)，所述抽氣風(fēng)機(jī)與外部的廢氣處理裝置相連通，所述廢氣處理裝置包括依次連接的堿清洗室、酸清洗室以及活性炭吸附室。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，（1）土壤修復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行于密閉大棚中，可防止修復(fù)過程中的臭氧外溢對環(huán)境造成二次污染；（2）通過使土壤傳送帶、溜槽以及提升倉構(gòu)成相互連通的循環(huán)通道，從而使土壤在其中循環(huán)移動，使其能夠多次充分經(jīng)紫外光照射和臭氧吹掃，得到完全修復(fù)；（3）密閉大棚中的臭氧經(jīng)抽氣風(fēng)機(jī)與廢氣處理裝置回收處理后可重復(fù)使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中污染土壤修復(fù)系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明中臭氧氣噴嘴上的出氣小孔分布示意圖；

圖3為本發(fā)明中刮板下端部鋸齒結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-3，圖中標(biāo)記1-36分別為：氧氣瓶1、氣體流量調(diào)節(jié)閥2、干燥器3、氣體存儲器4a、氣體存儲器4b、氧氣濃度檢測器5、臭氧發(fā)生器6、氣體流量計(jì)7、截止閥8、臭氧穩(wěn)定室9、增壓設(shè)備10、臭氧濃度檢測器11、氣壓計(jì)12、紫外燈13、臭氧氣噴嘴14、刮板15、撥土輥16、進(jìn)料口17、進(jìn)料口蓋板18、提升倉導(dǎo)土板19、電動機(jī)20、傳動滾軸21、土壤傳送帶22、導(dǎo)土板23、滾軸24、溜土擋板25、溜槽26、抽氣風(fēng)機(jī)27、提升倉28、螺旋盤29、轉(zhuǎn)軸30、出料口31、出料口開關(guān)32、廢氣處理裝置33、堿清洗室33a、酸清洗室33b、活性炭吸附室33c、密閉大棚34、角度調(diào)節(jié)支座35、出氣小孔36。

實(shí)施例：如圖1所示，本實(shí)施例具體涉及一種紫外光-臭氧聯(lián)合催化氧化的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，該修復(fù)系統(tǒng)的主體為密閉大棚34，在密閉大棚34中安裝有土壤傳送帶22，土壤傳送帶22的正上方間隔布設(shè)有若干紫外燈13和臭氧氣噴嘴14，在土壤傳送帶22始端上方的密閉大棚34頂部對應(yīng)開設(shè)有進(jìn)料口17；此外，在密閉大棚34中，土壤傳送帶22的始端連接有提升倉28、末端連接有溜槽26，溜槽26與提升倉28相連通，經(jīng)土壤傳送帶22傳送出的土壤經(jīng)溜槽26溜送至提升倉28中，并可在提升倉28的作用下將土壤再次提升至土壤傳送帶22上。

如圖1所示，土壤傳送帶22安裝于密閉大棚34的上部靠近頂部位置，具有由傳動滾軸21驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；在密閉大棚34的頂部開設(shè)有進(jìn)料口17，進(jìn)料口17位于土壤傳送帶22的始端正上方，且在進(jìn)料口17處安裝有一個(gè)撥土輥16，撥土輥16由外部的電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)撥土輥16的轉(zhuǎn)速從而可控制土壤的進(jìn)料速度，且在進(jìn)料口17的上方還鉸接設(shè)置有進(jìn)料口蓋板18用以控制進(jìn)料口17的開合，即是否進(jìn)料；此外，在密閉大棚34內(nèi)的頂部靠近進(jìn)料口17的位置處固定有一刮板15，刮板15的寬度與土壤傳送帶22的寬度相當(dāng)，刮板15的下端距土壤傳送帶22的間距為5-10cm且其下端部呈如圖3所示的鋸齒狀，刮板15用于使從進(jìn)料口17下落至土壤傳送帶22上的土層厚度在刮板15刮擦作用下得到控制，防止土層過厚造成紫外燈13所產(chǎn)生的紫外光無法穿透土層，并造成傳動滾軸21的動能額外消耗，與此同時(shí)，刮板15下端的鋸齒結(jié)構(gòu)可使途經(jīng)的土壤在其刮擦下，土層表面形成褶皺，從而增加土壤表面與紫外光的接觸面積，提高照射效率。

如圖1所示，溜槽26設(shè)置于土壤傳送帶22下方，溜槽26的入口正好位于土壤傳送帶22的末端下方，而溜槽26的出口則同提升倉28底部相連通；自土壤傳送帶22始端傳送而來的土壤在經(jīng)過紫外燈13的照射以及臭氧氣噴嘴14的吹氣后從末端下落，土壤正好落入溜槽26的入口中，溜槽26的槽道具有一定的坡度，落入其中的土壤在重力作用下溜送至提升倉28內(nèi)；需要說明的是，在土壤傳送帶22的下方安裝有導(dǎo)土板23，導(dǎo)土板23的長度與土壤傳送帶22的長度相當(dāng)，且導(dǎo)土板23的寬度大于土壤傳送帶22的寬度兩側(cè)各10-20cm，導(dǎo)土板23呈一定的傾角設(shè)置并使其端部連接于溜槽26的入口處，以便于使從土壤傳送帶22上所掉落的土壤自動滑落至溜槽26的入口中去；與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對于溜槽26中溜土速度的控制，在導(dǎo)土板23與溜槽26之間的連接位置處（即溜槽26入口處）通過滾軸24鉸接設(shè)置溜土擋板25，溜土擋板25可在滾軸24的作用下旋轉(zhuǎn)不同的角度進(jìn)而使溜槽26的入口面積得到控制，在密閉大棚34的側(cè)壁面上靠近溜槽26入口處開設(shè)有出料口32，且在出料口32上安裝一個(gè)能夠控制出料口32是否打開的出料口開關(guān)31，當(dāng)溜土擋板25完全蓋合溜槽26的入口時(shí)，溜土擋板25可將導(dǎo)土板23與出料口32相連通，自土壤傳送帶22上下落的土壤以及自導(dǎo)土板23上滑落的土壤可從出料口32輸出。

如圖1所示，提升倉28豎向設(shè)置于土壤傳送帶22的始端一側(cè)，其底部與溜槽26的出口相連通用于接收自其中溜滑下來的土壤，并將這些土壤提升至提升倉28的頂部并輸送至土壤傳送帶22的始端位置，提升倉28的上部出土口與土壤傳送帶22始端之間通過提升倉導(dǎo)土板19連接，提升倉導(dǎo)土板19具有一定的坡度以利于土壤滑落至土壤傳送帶22上；其中，提升倉28呈圓形筒狀構(gòu)造，在提升倉28中豎向設(shè)置有一根轉(zhuǎn)軸30，轉(zhuǎn)軸30由電動機(jī)20驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，沿轉(zhuǎn)軸30的整個(gè)高度方向安裝有螺旋盤29，螺旋盤29的外徑與提升倉28的內(nèi)壁尺寸相適配，提升倉28中的土壤在螺旋盤29的旋轉(zhuǎn)作用下上提至頂部出土口并將土壤送至土壤傳送帶22的始端，轉(zhuǎn)軸30的旋轉(zhuǎn)速度可控制提土速度。

如圖1所示，紫外燈13與臭氧氣噴嘴14沿著土壤傳送帶22的傳送方向依次間隔設(shè)置，兩者均固定于密閉大棚34的頂部且照射和噴射方向均指向土壤傳送帶22上的土壤，在紫外光和臭氧的協(xié)同作用下對污染土壤的氧化能力進(jìn)一步提高；其中，紫外燈13位紫外線透過率高、衰減少的石英紫外燈，波長范圍為250-270nm；臭氧氣噴嘴14通過角度調(diào)節(jié)支座35固定安裝在密閉大棚34頂部，臭氧氣噴嘴14可通過該角度調(diào)節(jié)支座35調(diào)整噴射方向，使其與土壤傳送皮帶22的傳動方向之間呈60°夾角，臭氧氣流傾斜吹向污染土壤表面可增加氣流的沖擊力以及與污染土壤之間的接觸，且臭氧氣噴嘴14的噴射面上如圖2所示具有若干成排的出氣小孔36，可有效增加出氣的均勻程度。

如圖1所示，本實(shí)施例中的臭氧氣噴嘴14具體由位于密閉大棚34之外的臭氧生成組件供應(yīng)臭氧氣體，該臭氧生成組件包括依次通過管路連接的臭氧發(fā)生器6、截止閥8、臭氧穩(wěn)定室9、增壓設(shè)備10、臭氧濃度檢測器11、氣體流量計(jì)7以及截止閥8，其中：臭氧發(fā)生器6為中頻臭氧發(fā)生器，臭氧產(chǎn)生量50-100g/h，具體根據(jù)進(jìn)氣氧氣含量，可以調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)生濃度和發(fā)生時(shí)間；臭氧穩(wěn)定室9內(nèi)為1%-2%的硫酸溶液，用于減少臭氧的分解；增壓設(shè)備10為優(yōu)質(zhì)離心空壓機(jī)等，可以將臭氧分級加壓后經(jīng)臭氧氣噴嘴14通入密閉大棚34內(nèi)。

如圖1所示，前述的臭氧發(fā)生器6接通有氧氣供應(yīng)組件，氧氣供應(yīng)組件包括依次通過管路連接的氧氣瓶1、氣體流量調(diào)節(jié)閥2、干燥器3、氣體存儲器4a以及氧氣濃度檢測器5，其中：干燥器3采用污水硅膠或污水氯化鈣等固體顆粒干燥劑。

如圖1所示，在密閉大棚34中還設(shè)置有抽氣風(fēng)機(jī)27，抽氣風(fēng)機(jī)27與外部的廢氣處理裝置33相連接，該廢氣處理裝置33具體包括依次連接的堿清洗室33a、酸清洗室33b以及活性炭吸附室33c，且該廢氣處理裝置33在將廢氣處理完成后將氣體送至氧氣供應(yīng)組件中的氣體存儲器4a進(jìn)行回收利用，廢氣處理裝置33與氣體存儲器4a之間的輸送管路依次包括氣體存儲器4b、氣體流量調(diào)節(jié)閥2以及氣體流量計(jì)7，其中，堿清洗室33a內(nèi)包含30%濃度的氫氧化鈉清洗液，酸清洗室33b內(nèi)包含30%硫酸清洗液，活性炭吸附室33c為優(yōu)質(zhì)活性炭顆粒。

如圖1所示，在密閉大棚34中還設(shè)置有臭氧濃度檢測器11以及氣壓計(jì)12，分別用于監(jiān)測密閉大棚34中的臭氧濃度和氣壓，從而便于進(jìn)行相應(yīng)的操作。

本實(shí)施例中所述及的連接管路、氣體調(diào)節(jié)閥2、截止閥10、氣體流量計(jì)7、土壤傳送帶22、氣體存儲器4a、4b、密閉大棚34等設(shè)施部件均為耐氧化腐蝕的硅膠材料、四氟管或是帶抗氧化涂層的材料。

如圖1-3所示，本實(shí)施例中污染土修復(fù)系統(tǒng)的工作方法包含以下步驟：

（1）通過出料口開關(guān)31將出料口32關(guān)閉，之后往進(jìn)料口17內(nèi)添加待處理的污染土壤，同步開啟傳動滾軸21、電動機(jī)20、增壓設(shè)備10以及紫外燈13，土壤傳送帶22將自進(jìn)料口17進(jìn)入的土壤傳送向前，刮板15刮劃土壤控制土層厚度并使其表面呈褶皺，土壤經(jīng)過紫外燈13的紫外光照射以及臭氧氣噴嘴14的臭氧吹掃后土壤落入溜槽26中，經(jīng)溜槽26滑落至提升倉28中，在提升倉28中的螺旋盤29傳送下土壤提升至上部出土口并經(jīng)提升倉導(dǎo)土板19導(dǎo)向再次落入土壤傳送帶22始端，經(jīng)過刮板15的刮劃后上述土壤再次被紫外光照射和臭氧吹掃；

（2）按照步驟（1）中的方法進(jìn)行往復(fù)循環(huán)，待溜槽26以及提升倉28中的土壤出現(xiàn)冗積后，關(guān)閉進(jìn)料口蓋板18停止進(jìn)料；

（3）適當(dāng)增加增加土壤傳送帶22的傳送速度以及提升倉28中的提土速度，同時(shí)相應(yīng)調(diào)整增壓設(shè)備10和臭氧氣噴嘴14的噴氣壓力，待土壤傳送帶22、刮板15上以及刮板15后的土壤冗積現(xiàn)象消失、土壤傳送帶22上兩側(cè)落入到導(dǎo)土板23上的土壤較少且整個(gè)土壤傳送帶22上的土壤厚度均勻一致后，固定土壤傳送帶22的傳送速度、提升倉28的提土速度以及增壓設(shè)備10的壓力；

（4）一段時(shí)間后，待密閉大棚34中的氣壓計(jì)12檢測到壓力上升較大時(shí)，關(guān)閉臭氧生成組件中的截止閥8，開啟抽氣風(fēng)機(jī)27進(jìn)行換氣，通過上述過程保持進(jìn)氣臭氧濃度和氣壓與抽氣風(fēng)機(jī)27抽氣流速穩(wěn)定后，系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行；

（5）通過系統(tǒng)試驗(yàn)確定土壤處理達(dá)標(biāo)的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到運(yùn)行時(shí)間后關(guān)閉截止閥8和增壓設(shè)備10，增加抽氣風(fēng)機(jī)抽氣27的速度，待大棚內(nèi)的臭氧濃度檢測器12顯示臭氧濃度將至大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（160μg/m3）以下后，關(guān)閉抽氣風(fēng)機(jī)27，并使溜土檔板25關(guān)閉溜槽26入口，打開出料口開關(guān)31從出料口32出土，運(yùn)行一段時(shí)間后提升倉28、土壤傳送帶22和導(dǎo)土板23上均無土壤后停止密閉大棚34內(nèi)的系統(tǒng)運(yùn)行，完成一個(gè)處理循環(huán)，此后可以重復(fù)上述步驟進(jìn)行后續(xù)污染土的處理；

（6）上述過程中所產(chǎn)生的廢氣經(jīng)抽氣風(fēng)機(jī)27抽出并進(jìn)入廢氣處理裝置33中，分別通過堿清洗室33a、酸清洗室33b、活性炭吸附室33c處理后的氣體存至氣體存儲器4b，并通過其后緊鄰的氣體流量調(diào)節(jié)閥2調(diào)整通入氧氣濃度檢測器5前的氣體存儲器4a中，并通過氧氣瓶1后的氣體流量調(diào)節(jié)閥2調(diào)整整體的進(jìn)氣氧氣含量，并通過臭氧發(fā)生器6后的臭氧濃度檢測器11反饋調(diào)整臭氧發(fā)生器6的進(jìn)氣氧氣含量和出氣臭氧濃度。