重金属污染土壤淋洗修复系统的制作方法

本实用新型涉及污染土壤异地修复技术领域，更具体地说，涉及一种重金属污染土壤淋洗修复系统。

背景技术：

重金属污染场地是由采矿、冶金、化工等工业企业搬迁后遗留所致，是工业污染场地中最为严重且数量最多的一块，这些场地往往具有污染浓度高、污染分布不均、开发具有迫切性等特点。国务院于2011年批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，计划在“十二五”期间全面启动重金属污染土壤的治理修复工作，尤其是要加大力度治理修复责任主体历史遗留的污染场地。该规划列出了包括内蒙、江苏、浙江、江西等14个重金属污染综合防治重点省区和138个重点防治区域，还确定了有色金属矿采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业和化学原料及化学制品制造业等5大重点防控行业共4452家重点防控企业。

根据国内外的研究现状及实践经验，主要有以下3种思路治理修复重金属污染土壤：（1）将重金属从污染土壤中分离去除，其机制是通过物理化学手段增强土壤中重金属的溶解性及迁移性，再借助一定的设备或手段将重金属分离进行异位处置；（2）将重金属固定在土壤基质中，其机制是通过物理化学手段改变重金属的存在形态，将重金属钝化在土壤介质中，以降低其溶解性、迁移性及生物有效性；（3）将重金属污染土壤与外界环境隔断，其机制是通过修筑一定的阻隔设施，将重金属污染土壤与周边环境断开，从而限制其迁移活动以降低环境风险。

淋洗修复是一种适用于重金属污染土壤的异位处理技术，其过程是首先对土壤进行减量化处理，去除土壤中的石块、砂砾、腐植物，之后利用水和增溶强化药剂将污染物从土壤固相转移到土壤液相，进行泥水分离作业后再回收处理含有重金属的废水。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：国内已有的土壤淋洗修复系统中为了保证清洗后的砖头、混凝土块、石头、砂砾等达标排放，最后一道水洗（螺旋洗砂、螺旋或滚筒洗石）的进料口是使用回用水清洗，出料口使用清水进行清洗，清洗后的水混入到回用水循环系统中，随着清洗过程的进行，回用水大道一定量后必须停止土壤清洗，对回用水进行处理，造成土壤淋洗修复系统作业方式为断续作业；在淋洗含有粘性土的土壤时，可能会有土壤粘在砖头、混凝土块、石头、砂砾上，造成清洗后的土壤不能达标排出。

本实用新型提供的重金属污染土壤淋洗修复系统，包括:

滚筒水洗装置，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥水混合液出口；

振动筛分水洗装置，其具有固料进口、淋洗液进口、大颗粒固料出口、小颗粒固料出口和泥浆出口；所述振动筛分水洗装置的固料进口与滚筒水洗装置的泥水混合液出口连通；

第一皮带输送机，其进料端与振动筛分水洗装置的小颗粒固料出口连接；

初级螺旋洗砂装置，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，所述初级螺旋洗砂装置的固料进口与第一皮带输送机的出料端连接；

二级螺旋洗砂装置，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，所述二级螺旋洗砂装置的固料进口与所述初级螺旋洗砂装置的固料出口连接；

第二皮带输送机，其进料端连接滚筒水洗装置的固料出口和振动筛分水洗装置的大颗粒固料出口；

初级螺旋洗石装置，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，所述初级螺旋洗石装置的固料进口与第二皮带输送机的出料端连接；

二级螺旋洗石装置，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，所述二级螺旋洗石装置的固料进口与所述初级螺旋洗石装置的固料出口连接

清水水箱，其连接二级螺旋洗砂装置的淋洗液进口和二级螺旋洗石装置的淋洗液进口；

沉淀水箱，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，所述沉淀水箱的入口连接二级螺旋洗砂装置的泥浆出口和二级螺旋洗石装置的泥浆出口，所述沉淀水箱的上清液出口连接所述清水水箱；

第一加药装置，其连接所述沉淀水箱；

缓冲罐，其入口连接振动筛分水洗装置的泥浆出口；

高频振动筛分装置，其具有进料口、固料出口和泥浆出口，所述高频振动筛分装置的进料口连接缓冲罐的出口，所述高频振动筛分装置的固料出口连接初级螺旋洗砂装置的固料进口；

初级沉淀水箱，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，所述初级沉淀水箱的入口连接高频振动筛分装置的泥浆出口；

二级沉淀水箱，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，所述二级沉淀水箱的入口连接初级沉淀水箱的上清液出口；

回用水箱，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，所述回用水箱的入口连接二级沉淀水箱的上清液出口，所述回用水箱的上清液出口连接滚筒水洗装置的淋洗液进口、振动筛分水洗装置的的淋洗液进口、初级螺旋洗砂装置的淋洗液进口和初级螺旋洗石装置的淋洗液进口；

第二加药装置，其连接所述回用水箱。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括过滤装置，其具有入口、上清液出口和固料出口，所述过滤装置的入口连接初级螺旋洗砂装置的泥浆出口，所述过滤装置的上清液出口连接缓冲罐的入口。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括腐殖质收集装置，其连接所述过滤装置的固料出口。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括增效洗脱装置，其具有进料口和出料口，所述增效洗脱装置的进料口连接初级沉淀水箱的沉淀物出口、二级沉淀水箱的沉淀物出口、回用水箱的沉淀物出口和沉淀水箱的沉淀物出口。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括第三加药装置和絮凝加药装置，所述第三加药装置和所述絮凝加药装置均分别连接所述增效洗脱装置。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括：

固液分离装置，其具有入口、固相出口和液相出口，所述固液分离装置的入口连接所述增效洗脱装置的出料口；

多级沉淀水箱，其入口连接所述固液分离装置的液相出口；

石英砂过滤装置，其入口连接所述多级沉淀水箱的上清液出口；

活性炭吸附装置，其入口连接所述石英砂过滤装置的液体出口。

作为优选技术方案，所述活性炭吸附装置的液体出口连接所述回用水箱的入口。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括进料计量装置，其连接所述滚筒水洗装置的固料进口。

作为优选技术方案，上述的重金属污染土壤淋洗修复系统，还包括料仓，其连接所述进料计量装置。

作为优选技术方案，所述初级螺旋洗石装置的泥浆出口连接缓冲罐的入口

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型实现了淋洗作业的连续进行。

本实用新型的重金属污染土壤淋洗修复系统的回用水、清水分别处理、分别循环使用，减少了水的使用量，节约了药剂成本，最终降低了淋洗的运行成本。

本实用新型的重金属污染土壤淋洗修复系统实现了零产污量，零污染排放。

附图说明

图1是本实用新型的重金属污染土壤淋洗修复系统的结构示意图。

图2是本实用新型的重金属污染土壤淋洗修复系统的修复流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型的重金属污染土壤淋洗修复系统，包括:

料仓1，其连接所述进料计量装置。

进料计量装置2，其连接料仓1

滚筒水洗装置3，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥水混合液出口，滚筒水洗装置3的固料进口连接进料计量装置2。

振动筛分水洗装置4，其具有进口、淋洗液进口、大颗粒固料出口、小颗粒固料出口和泥浆出口；振动筛分水洗装置4的进口与滚筒水洗装置3的泥水混合液出口连通。

第一皮带输送机5，其进料端与振动筛分水洗装置4的小颗粒固料出口连接。

初级螺旋洗砂装置6，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，初级螺旋洗砂装置6的固料进口与第一皮带输送机5的出料端连接。

二级螺旋洗砂装置7，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，二级螺旋洗砂装置7的固料进口与初级螺旋洗砂装置6的固料出口连接。

第二皮带输送机8，其进料端连接滚筒水洗装置3的固料出口和振动筛分水洗装置4的大颗粒固料出口；

初级螺旋洗石装置9，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，初级螺旋洗石装置9的固料进口与第二皮带输送机8的出料端连接。

二级螺旋洗石装置10，其具有固料进口、淋洗液进口、固料出口和泥浆出口，二级螺旋洗石装置10的固料进口与初级螺旋洗石装置9的固料出口连接。

清水水箱11，其连接二级螺旋洗砂装置7的淋洗液进口和二级螺旋洗石装置10的淋洗液进口。

沉淀水箱12，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，沉淀水箱12的入口连接二级螺旋洗砂装置7的泥浆出口和二级螺旋洗石装置10的泥浆出口，沉淀水箱12的上清液出口连接清水水箱11。

第一加药装置13，连接沉淀水箱12。

缓冲罐14，其入口连接振动筛分水洗装置4的泥浆出口。

高频振动筛分装置15，其具有进料口、固料出口和泥浆出口，高频振动筛分装置15的进料口连接缓冲罐14的出口，高频振动筛分装置15的固料出口连接初级螺旋洗砂装置6的固料进口。

初级沉淀水箱16，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，初级沉淀水箱16的入口连接高频振动筛分装置15的泥浆出口。

二级沉淀水箱17，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，二级沉淀水箱17的入口连接初级沉淀水箱16的上清液出口。

回用水箱18，其具有入口、沉淀物出口和上清液出口，回用水箱18的入口连接二级沉淀水箱17的上清液出口，回用水箱18的上清液出口连接滚筒水洗装置3的淋洗液进口、振动筛分水洗装置4的的淋洗液进口、初级螺旋洗砂装置6的淋洗液进口和初级螺旋洗石装置9的淋洗液进口。

第二加药装置19，其连接回用水箱18。

过滤装置20，其具有入口、上清液出口和固料出口，过滤装置20的入口连接初级螺旋洗砂装置6的泥浆出口，过滤装置20的上清液出口连接初级沉淀水箱16的入口。

腐殖质收集装置21，其连接过滤装置20的固料出口。

增效洗脱装置22，其具有进料口和出料口，增效洗脱装置22的进料口连接初级沉淀水箱16的沉淀物出口、二级沉淀水箱17的沉淀物出口、回用水箱18的沉淀物出口和沉淀水箱12的沉淀物出口。

第三加药装置23和絮凝加药装置24，第三加药装置23和絮凝加药装置24分别连接增效洗脱装置20。

固液分离装置25，其具有入口、固相出口和液相出口，固液分离装置25的入口连接增效洗脱装置22的出料口；

多级沉淀水箱26，其入口连接固液分离装置25的液相出口；

石英砂过滤装置27，其入口连接多级沉淀水箱26的上清液出口；

活性炭吸附装置28，其入口连接石英砂过滤装置27的液体出口，活性炭吸附装置28的液体出口连接回用水箱18的入口。

结合图2所示，本实用新型的重金属污染土壤淋洗修复系统的修复工艺流程如下：

经过粉碎、风干等预处理的重金属污染土壤通过料仓1、计量进料装置2后均匀进入滚筒水洗装置3。

在滚筒水洗装置3内，重金属污染土壤经过浸泡（浸泡水来自回用水箱18），筛分后粒径＞20 mm的砖块、混凝土块、石块被筛分出来进入型号为HD500型×10米的第二皮带输送机8，再被输送到初级螺旋洗石装置9内清洗，再进入二级螺旋洗石装置10清洗后达标排出；滚筒水洗装置3筛分后的泥浆混合液进入到型号为SZZ₂1250×2500三层的振动筛分水洗装置4进行筛分处理。

振动筛分水洗装置4上布置有两根喷淋管对混合液进行喷淋水洗作业，喷淋水来自于回用水箱18的上清液；第一层振动筛筛孔直径为φ10㎜，第二层振动筛筛孔直径为φ5㎜，第三层振动筛筛孔直径为φ2㎜；第一层出料为石块，第二、三层出料为砂砾，第四层出料为泥浆水；第二、三层出料口设置有直径为φ2㎜的筛网，方便淋洗水与砂砾分离；第二层的砂砾下落到第三层，第二、三层的淋洗水下落到第四层；第四层出料口与整个振动筛分离开来，并把泥浆混合液输送到缓冲罐14。

振动筛分水洗装置4筛分出来的石块通过振动筛第一层出料口下落到HD500型×12米的第二皮带输送机8进料口，再通过第二皮带输送机8输送到初级螺旋洗石装置9内进行第三次清洗，之后再进入到二级螺旋洗石装置10内进行第四次清洗，清洗后达标排出。

在初级螺旋洗石装置9中有来自于回用水箱的上清液对石块进行清洗，在二级螺旋洗石装置10中有来自于清水水箱11的上清液对石块进行清洗。

振动筛分水洗装置4筛分出来的砂砾通过振动筛第三层出料口下落到HD500型×8米的第一皮带输送机5进料口，再通过第一皮带输送机输5送到初级螺旋洗砂装置6内进行第三次清洗，之后再进入到二级螺旋洗砂装置7内进行第四次清洗，清洗后达标排出。

在初级螺旋洗砂装置6有来自于回用水箱18的上清液对石块进行清洗，在二级螺旋洗砂装置7进料口处有来自于清水水箱18的上清液对石块进行清洗。初级螺旋洗砂装置6尾部溢流管路出口处设置有一个由网孔直径为φ2㎜的过滤网制作的网箱作为过滤装置20，对泥浆水进行过滤后的液体进入到初级沉淀水箱16内，过滤后的腐植物进入腐殖质收集装置21集中处理。

从缓冲罐出来的泥浆水输送管路把搅拌均匀的泥浆水输送到高频振动筛分装置15，高频振动筛分装置15的高频振动筛板为60目的细孔塑料筛板，能保证0.3～2㎜的细砂从泥浆水中分离出来，对泥浆水进行减量处理；分离出的细砂进入初级螺旋洗砂装置6进行淋洗，在淋洗作业完成后把对搅拌均匀的泥浆水输送到增效洗脱装置22。从高频振动筛分装置15分离来的泥浆水经过初级沉淀水箱16、二级沉淀水箱17和回用水箱18的三级沉淀后，回用水箱18的上清液回用。

初级沉淀水箱16、二级沉淀水箱17和回用水箱18的下方均有排泥管路，方便沉淀后的浓泥浆排出（通过管道或排水沟进入到缓冲池内）。

初级螺旋洗石装置9的清洗水通过管道汇流到缓冲罐14内，初级螺旋洗砂装置6内的清洗水通过过滤装置20过滤后汇流到缓冲罐14内。在缓冲罐14内经过搅拌均匀的混合液被输送到高频振动筛分装置15进行分离，0.3～2 mm的砂砾进入到初级螺旋洗砂装置6内进行清洗，0～0.3 mm的混合液经过初级沉淀水箱16、二级沉淀水箱17的重力沉淀后的上清液进入到回用水箱18，通过第二加药装置19向回用水箱18添加药剂以降低回用水中的污染物浓度后，回用水被输送到滚筒水洗装置3、振动筛分水洗装置4、初级螺旋洗石装置9、初级螺旋洗砂装置6进行循环使用。初级沉淀水箱16、二级沉淀水箱17和回用水箱18下部的污泥定期抽出输送至增效洗脱装置22，通过絮凝加药装置24和第三加药装置23向增效洗脱装置22内添加洗脱剂并搅拌促使污染物从土相转移到水相，再通过固液分离装置25、多级沉淀水箱26、石英砂过滤装置27、活性炭吸附装置28处理后的水输送至回用水箱18进行循环使用。固液分离装置25分离出的泥饼经过检验污染物含量若达到修复目标值则达标排出，若达不到修复目标值则进行深度处理。二级螺旋洗石装置10、二级螺旋洗砂装置7使用清水对砖块、混凝土块、石块、砂砾进行最后的清洗，清洗水进入沉淀水箱12进行沉淀并通过第一加药装置13加药处理以降低污染物浓度后上清液进入到清水水箱11进行回用，下部泥浆定期抽出进入增效洗脱装置22进行处理。

从上可看出，本实用新型能够达到如下效果：

1、回用水一直在系统内循环使用，通过第三加药装置19向回用水箱18内连续加药以持续降低污染物的浓度以保证回用水内污染物浓度保持在较低的浓度，避免了因回用水一直使用而引起的污染物浓度升高导致的系统水洗作业无法进行必须停机进行专门的降低污染物浓度作业，保障了设备连续运行的能力。

2、泥浆可以定期抽出处理以防止泥浆在初级沉淀水16、二级沉淀水箱17、回用水箱18内积累太多而导致的系统停机现象，保证了系统的连续运行能力。

3、二级螺旋洗砂装置7、二级螺旋洗石装置10完全用清水进行清洗，保障了经过清洗后的石块、砂砾达标排放，也避免了清水被回用水污染的可能，降低了清水的使用量。

4、本实用新型增加了清水循环使用单元（沉淀水箱12、第一加药装置13、清水水箱11），并定期抽取沉淀水箱12下部沉积的污泥，保证了清水循环使用单元内水量的平衡，保障了设备连续运行的能力。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。