土壤异位清洗修复系统的制作方法

874 编辑：中冶有色技术网来源：天津华勘环保科技有限公司

2023-10-27 10:35:14

1.本实用新型属于污染土壤修复技术领域，特别是涉及一种土壤异位清洗修复系统。

背景技术：

2.一般来讲，土壤修复技术主要分为原位修复、异位修复两大类。其中土壤原位修复技术不需要挖掘和运输土壤，修复成本较低，但面临地下水污染，去除效果与持续修复时间难以预测，去除效果受制于场地地质情况等挑战，因此，原位修复技术一般应用于污染面积大、污染物迁徙较深、污染浓度较低的污染场地；异位土壤淋洗修复技术因其提供了无二次污染、结构简单、修复周期短、效率高、效果好等特点，但异位修复技术工程费用相对较高，因此常用于开发价值较高且急于开发利用的污染场地。

3.当前我国大型污染场地具有分布范围广，涉及行业多；占地面积大，污染情况复杂；污染物种类多，污染严重等特性，导致国内工程应用的污染土壤修复技术类型单一。在大型污染场地治理过程中，热脱附技术应用广泛，应用频率最高，占37％，热脱附和水泥窑协同处置等能量密集型修复技术占54％。该工艺面临能耗相对较高，且焚烧过程中产生的尾气需要进一步进行处理，二次污染防控难度大；部分大型热脱附设备仍然依赖进口，设备造价高等挑战。

4.土壤清洗技术是指采用物理分离或增效洗脱等手段，通过添加水或合适的增效剂，分离重金属污染土壤组分或使污染物从土壤相转移到液相，并有效地减少污染土壤的处理量，实现减量化。洗脱系统废水应处理去除污染物后回用或达标排放。该技术在国外应用广泛，我国已有的关于土壤清洗技术研究进展中，陆炯发明公开了一种基于异位清洗的土壤修复装置及其修复方法，提供了完成沉淀物与澄清清洗废液有效分离的方法；郭书海等提出了水溶态交换态重金属污染土壤的清洗方法及实验装置，该方法采用清洗、过滤、离子交换回收一体化工艺，具有避免了二次污染，结构简单、能耗低等优点；秦丰林等公开了一种重金属铬污染土壤的淋洗修复装置等。关于土壤清洗的修复装置研究报道众多，然而面临单套设备生产能力30～50t/h，该清洗方法需水量较大、清洗后废水降解复杂等瓶颈，导致我国土壤清洗技术的经济适用、工程化修复应用较少。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种用于有机物、重金属复合污染土壤修复治理的土壤异位清洗修复系统，该系统效率高、周期短，且成本低、无二次污染。

6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

7.一种土壤异位清洗修复系统，包括预处理单元、初级筛分单元、筑堆淋洗单元、次级筛分单元、水处理单元、清洗单元和水泥窑协同处理单元；

8.经初级筛分单元分级后的大粒径土壤进入筑堆淋洗单元，小粒径土壤进入次级筛

分单元，所述筑堆淋洗单元的下游设置有水处理单元，经所述次级筛分单元分级后的大粒径土壤进入清洗单元，小粒径土壤进入水泥窑协同处理单元，经所述清洗单元处理后的土壤进入水处理单元，经过水处理后的上清液回流至筑堆淋洗单元和清洗单元，经过水处理后的底泥进入水泥窑协同处理单元。

9.进一步地，所述预处理单元包括依次设置的筛料仓和粉碎机，经粉碎机破碎后的土壤进入初级筛分单元。

10.进一步地，所述初级筛分单元包括初级振动筛，所述初级振动筛为10目的振动筛。

11.进一步地，所述筑堆淋洗单元包括坡面以及围设于坡面上的防水堰，所述防水堰的上方设有喷淋装置，所述防水堰的最低端处设有汇水沟，所述汇水沟内的水输入水处理单元。

12.进一步地，所述水处理单元包括依次设置的集液池、絮凝池、ph调节池和二沉池，所述集液池和絮凝池之间设有解毒单元。

13.进一步地，所述解毒单元包括接触氧化反应器和紫外反应器，集液池内的废水从接触氧化反应器的底部进入接触氧化反应器，接触氧化反应器的输入管上通有臭氧，然后废水从接触氧化反应器上部溢流进入紫外反应器。

14.进一步地，所述次级筛分单元包括高级振动筛，所述高级振动筛为100目的振动筛。

15.进一步地，所述清洗单元包括曝气池或清洗罐，所述曝气池或清洗罐的一端连通次级筛分单元，同时接收筑堆淋洗单元难以修复的少部分污染土壤，清洗后的泥浆则进入水处理单元。

16.进一步地，所述水泥窑协同处理单元包括依次设置的混合搅拌单元和预均化单元。

17.相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

18.(1)该土壤异位清洗修复系统，采用三组工艺复合修复污染土壤，即筑堆淋洗+精细化清洗+水泥窑协同集成修复技术。整体工艺以筑堆淋洗为主导，工艺布置简便易操作、无二次污染；且经过修复后的土壤可以直接使用。

19.(2)该土壤异位清洗修复系统，采用优化分级减量，解决了清洗需水量大的问题，大幅减少了水泥窑协同技术处理的土方量，降低了能耗和环境足迹，提高了能源利用效率；采用絮凝沉淀进行泥水分离，进一步降低了设备、能耗。

20.(3)该土壤异位清洗修复系统，将筛分后的小颗粒进行水泥窑协同处理，降低了水泥窑的焚烧能耗，且不易产生灰分及残渣，减少二次处理成本。

21.(4)该土壤异位清洗修复系统，进一步提高处理效率、大幅缩短修复周期、减少环境影响，可广泛应用于有机物、重金属及其复合污染地块的土壤修复治理。

附图说明

22.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

23.图1为本实用新型所述的一种土壤异位清洗修复系统整体结构示意图。

(edta

?

2na)溶液及水处理后上清循环溶液，控制液土比为5:1，通过喷淋系统将淋洗剂喷淋在堆土，利用淋洗剂的作用降低土壤颗粒与污染物的结合力，使污染物与土壤颗粒分离后进入到淋洗液水相中，淋洗而出的含氰废水进入集液池，废水流量为90l/h；

35.s4、水处理单元：水处理单元包括依次设置的集液池、絮凝池、ph调节池和二沉池，集液池和絮凝池之间设有解毒单元：

36.该解毒单元包括接触氧化反应器和紫外反应器，集液池内的废水从接触氧化反应器的底部进入接触氧化反应器，接触氧化反应器的输入管上通过文丘里管通有臭氧，臭氧与淋洗废水混合进入接触氧化反应器进行初步降解反应，然后废水从接触氧化反应器上部溢流进入紫外反应器进行深度解毒处理；

37.经解毒工艺处理后，处理后的含氰废水进入絮凝池，在絮凝池加入na2s+ca(oh)2药剂，利用ca

2+

离子与目标重金属对edta的竞争吸附，使得螯合物释放目标重金属，然后又通过s2?

、hs

?

离子与edta对目标重金属的竞争吸附，最终经过絮凝沉降以重金属硫化物沉淀的形式析出；

38.加入绿色絮凝剂絮凝后，废水进入ph调节池，手动投加碱液使水体ph保持在10.5 后，废水进入二沉池，重力静置沉淀后，将泥浆进行固液分离，上层澄清淋洗液经调节 ph、配药处理后进入循环淋洗系统，供筑堆淋洗单元和清洗单元循环使用，压滤后的泥饼如达标，则进行安全储存，未达标则将该污染土壤进行清理、清运，送至水泥厂，进入水泥窑协同处理单元；

39.污染土壤在水泥厂的污染土壤储存车间进行储存，再将进厂的污染土进行破碎、筛分和预均化等处理，然后按一定的比例输送至水泥窑的特定加料点(一般为生料制备环节、预热分解环节或熟料烧成环节)，在水泥的高温烧成过程中实现污染土的协同处置；

40.s5、次级筛分单元：次级筛分单元包括高级振动筛，该高级振动筛为100目的振动筛，粒径在0.150mm～2.00mm范围内的污染土壤进入清洗单元，粒径小于0.150mm的污染土壤输送至水泥窑协同处理单元进行处理处置；

41.s6：清洗单元：清洗单元所用清洗装置可选用曝气池或清洗罐，清洗装置内注有二沉池分理出的上清液，且清洗装置内设有曝气和搅拌设备，清洗装置的一端连通高级振动筛的上层，同时接收筑堆淋洗单元难以修复的少部分污染土壤，并加入0.1～0.4mol/l、 ph＝3的edta

?

2na溶液，以10:1的液土比进行混合，在搅拌设备的作用下充分摩擦洗涤，洗涤时间为120min，进行深度搅拌清洗，上层澄清淋洗液进入循环淋洗系统，循环使用，压滤后的泥浆则进入集液池；

42.s7：水泥窑协同处理单元：包括依次设置的混合搅拌单元和预均化单元，混合搅拌单元将上部残余难以降解的未达标污染土壤进行水泥窑协同处置，即将污染土壤经过分级筛选、清洗后，剩余的少量难以清洗的重度污染土壤，以及粒径极小黏度较大的污染土壤送至水泥厂，将进厂的污染土壤进行破碎、筛分和预均化等预处理，然后按一定的比例输送至水泥窑的特定加料点，在水泥的高温炉中烧制水泥，实现污染土壤的协同处置。

43.小颗粒更容易聚集有机物等污染物，没有分级之前，污染土壤一般包括杂填土，砂粒，粉砂等不同性质的土壤颗粒，直接将土壤进行水泥窑协同处理，增加了水泥窑焚烧的能耗，且易产生更多灰分和残渣，需要密集除尘，并对残渣做进一步处理，而分级以后得小颗粒聚集了绝大多数有机物，更有利于水泥窑的烧制，能耗降低，且对污染物的处理直接一步

到位，无二次污染。

44.经过本修复方法的修复：在循环三个批次修复后的土壤试样中总pb含量均≤300 mg/kg，达到《土壤环境质量标准》(gb 15618

?

1995)二级标准(ph＝6.5～7.5)；

45.虽然总cd含量与0.3mg/kg的标准值仍有一定差距，但是依据现行的《展览会用地土壤环境质量评价标准》(hj 350

?

2007)，总cd含量介于1～22mg/kg之间，仍符合土壤b级标准但超过a级标准，可适用于如场馆用地、绿化用地、商业用地、公共市政用地等ⅱ类土地利用类型；

46.淋洗结束后测得土壤ph为8.43；治理后的土壤中氰化物含量平均值5.6mg/kg，达到国家建设用地土壤污染风险筛选指导值住宅类用地标准小于9.86mg/kg的限制值；土壤氰化物浸出毒性为0.017mg/l，达到国家地下水质量标准(gb14848

?

93)iv类小于0.1mg/l限值；最终处理后的废水水样中氰化物含量平均值0.05mg/l,达到国家污水综合排放标准(gb8978

?

1996)小于0.5mg/l要求，技术方案工艺指标达到国内领先水平；

47.土壤中苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(b)荧蒽等有机物含量明显降低，达到国家标准值以下。

48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。技术特征：

1.一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于，包括预处理单元、初级筛分单元、筑堆淋洗单元、次级筛分单元、水处理单元、清洗单元和水泥窑协同处理单元；经预处理的土壤进入初级筛分单元，经初级筛分单元分级后的大粒径土壤进入筑堆淋洗单元，小粒径土壤进入次级筛分单元，所述筑堆淋洗单元的下游设置有水处理单元，经所述次级筛分单元分级后的大粒径土壤进入清洗单元，小粒径土壤进入水泥窑协同处理单元，经所述清洗单元处理后的土壤进入水处理单元，经过水处理后的上清液回流至筑堆淋洗单元和清洗单元，经过水处理后的底泥进入水泥窑协同处理单元。2.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述预处理单元包括依次设置的筛料仓和粉碎机，经粉碎机破碎后的土壤进入初级筛分单元。3.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述初级筛分单元包括初级振动筛，所述初级振动筛为10目的振动筛。4.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述筑堆淋洗单元包括坡面以及围设于坡面上的防水堰，所述防水堰的上方设有喷淋装置，所述防水堰的最低端处设有汇水沟，所述汇水沟内的水输入水处理单元。5.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述水处理单元包括依次设置的集液池、絮凝池、ph调节池和二沉池，所述集液池和絮凝池之间设有解毒单元。6.根据权利要求5所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述解毒单元包括接触氧化反应器和紫外反应器，集液池内的废水从接触氧化反应器的底部进入接触氧化反应器，接触氧化反应器的输入管上通有臭氧，然后废水从接触氧化反应器上部溢流进入紫外反应器。7.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述次级筛分单元包括高级振动筛，所述高级振动筛为100目的振动筛。8.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述清洗单元包括曝气池或清洗罐，所述曝气池或清洗罐的一端连通次级筛分单元，同时接收筑堆淋洗单元难以修复的少部分污染土壤，清洗后的泥浆则进入水处理单元。9.根据权利要求1所述的一种土壤异位清洗修复系统，其特征在于：所述水泥窑协同处理单元包括依次设置的混合搅拌单元和预均化单元。

技术总结

本实用新型提供了一种土壤异位清洗修复系统，包括预处理单元和初级筛分单元，经预处理的土壤进入初级筛分单元，经初级筛分单元分级后的土壤分别进入筑堆淋洗单元和次级筛分单元，筑堆淋洗单元的下游设置有水处理单元，经次级筛分单元分级后的土壤分别进入清洗单元和水泥窑协同处理单元，经清洗单元处理后的土壤进入水处理单元，经过水处理后的上清液回流至筑堆淋洗单元和清洗单元，经过水处理后的底泥进入水泥窑协同处理单元。该土壤异位清洗修复系统，采用三组工艺复合修复污染土壤，极大减低了用水量，且工艺布置简便易操作、无二次污染，经过修复后的土壤可以直接使用，可广泛应用于有机物、重金属及其复合污染地块的土壤修复治理。壤修复治理。壤修复治理。

技术研发人员：曹文庆白鹤陈志国刘艺芸宋景鹏王秀梅邱沙张荣余世磊贾新昆陈泽锋赵信刚

受保护的技术使用者：天津华勘环保科技有限公司

技术研发日：2020.10.30

技术公布日：2021/9/13

声明：

“土壤异位清洗修复系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)