一种汞污染土壤的淋洗修复线的制作方法

1.本实用新型涉及重金属污染土壤的淋洗处理领域，具体地说，是一种汞污染土壤的淋洗修复线。


背景技术：

2.土壤中的重金属是土壤污染的一个重要来源，目前土壤中重金属污染修复的物理化学方法主要包括化学淋洗、固化稳定化、热脱附等技术，但随着人类对环境质量的关注，相应环境污染修复的要求和指标进一步提高，固化稳定化作为钝化重金属的常用手段并没有真正去除土壤中的重金属，其潜在的隐患使其应用逐渐受到了限制，而化学淋洗相比热脱附技术对能源的消耗具有极佳的市场潜力受到广泛应用。
3.汞相比其他重金属，多项研究表明，在化学淋洗方面受到众多限制，常用的淋洗剂无法将其从土壤中去除，对试剂、溶剂、淋洗时间等消耗巨大，使得其在淋洗方面的应用受到严重制约。中国专利(cn101362145)公开了一种利用na2edta、草酸以及碘化钾分布淋洗来实现土壤中包含汞在内的多种重金属的淋洗方法，但是该方法应用中对汞的去除率较低。申请号为cn201710702248.6的专利为了提高汞的去除效率，利用氧化和多级淋洗将汞淋洗的去除提高到90％以上，但该方法的成本较高，二级淋洗采用的硫化钠是危险化学品，在实际应用中具有潜在风险，且同时加入氢氧化钠对土壤进行淋洗对土壤的破坏较大。该案例中土壤中汞的原始浓度较低，远低于实际工业污染土壤中汞的原始浓度和建设用地土壤污染风险管控标准关于汞的一级标准，在实际应用中还需要多方面的优化和尝试。
4.由此可知，工程实践中尚缺少切实可行的方法来去除土壤中的汞。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，解决土壤中的汞污染去除难题。
6.为达到上述实用新型目的，提供一种汞污染土壤的淋洗线，包括通过管道依次连接的加热氧化池、机械筛分设备、淋洗搅拌池、一级浓密池、清水淋洗搅拌池、二级浓密池、板框压滤机，所述管道用于单向运输泥土；
7.所述加热氧化池外环设导热循环沟，所述导热循环沟中设为导热介质提供循环动力和加热的热源；
8.所述一级浓密池分别设下、上层清液出水口并分别连通至混凝沉淀池与所述淋洗搅拌池；所述二级浓密池和所述板框压滤机的出水口连通至所述混凝沉淀池；
9.所述混凝沉淀池的排水口通过水管连通至所述淋洗搅拌池，所述水管中还设有淋洗加药槽。
10.所述清水淋洗搅拌池通过水泵灌入清水。所述导热循环沟用于对加热氧化池进行传热。一般地，所述导热循环沟紧贴加热氧化池布置。具体的热源可以是指连通锅炉的导热介质出入口。
11.优选的，所述导热循环沟中排布加热管，所述加热管内流通所述导热介质，所述导
热介质为高温导热油；所述加热管还排布至所述加热氧化池内，所述加热氧化池内的加热管外设土壤搅拌器。
12.所述的加热氧化池内部同时进行加热和搅拌。
13.优选的，所述机械筛分设备为滚筒筛分机。
14.滚筒筛分机在筛分的同时提供了一定的搅拌、破碎功能，配合加热氧化池，进一步地提升了土壤的利用率。一般地，小颗粒的设定粒径可以是1mm左右，保证了破碎可能性和相对较大对的比表面积。
15.优选的，所述淋洗搅拌池与所述一级浓密池、二级浓密池分别为密封状态。
16.通过设置加热氧化池，为土壤内的汞污染提供了合适的反应环境，为将土壤后续处理打下基础，另一方面加热氧化后的土壤也更疏松便于其后的筛分；而机械筛分设备则是进一步提升污染土壤的反应面积，提高淋洗中反应的效率。而管道的封闭环境也能尽可能地让土壤热量全程保持在合适反应温度。
17.对加热氧化池内的土壤进行搅拌，破坏了大块土壤，提升了土壤的利用率。
18.通过将反应池设置为密封状态不与大气环境沟通，能够防止含汞的化合物或其他物质在反应过程中升华。
19.一级浓密池中下层泥浆、上清液顶层部分、上清液下层部分的分别转运，为淋洗资源的合理利用提供了基础，同时也尽可能地避免了相互之间的重新污染。
20.本实用新型的有益效果是建立了一套完善的重金属汞淋洗和污水处理回用线，高效淋洗实际土壤中的高浓度汞，去除率能达到70％。
附图说明
21.图1为本实用新型的汞污染土壤淋洗修复线整体结构示意图；
22.图2为本实用新型的淋洗修复线中加热氧化池的结构示意图；
23.其中：
[0024]1‑
热源
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
加热氧化池
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21
‑
导热循环沟
[0025]3‑
机械筛分设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
淋洗搅拌池
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
一级浓密池
[0026]6‑
清水淋洗搅拌池
ꢀꢀꢀꢀꢀ7‑
二级浓密池
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
板框压滤机
[0027]9‑
土壤搅拌器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
混凝沉淀池
具体实施方式
[0028]
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。
[0029]
根据图1至2所示的一种汞污染土壤的淋洗修复线，包括通过管道依次连接的加热氧化池2、滚筒筛分机式的机械筛分设备3、淋洗搅拌池4、一级浓密池5、清水淋洗搅拌池6、二级浓密池7、板框压滤机8，所述管道用于单向运输泥土；所述加热氧化池2外环设导热循环沟21，所述导热循环沟21中设热源1，所述热源1为导热循环沟21中的导热介质提供循环动力和加热；所述一级浓密池5分别设下、上层清液出水口并分别连通至混凝沉淀池10与所述淋洗搅拌池4；所述二级浓密池7和所述板框压滤机8的出水口连通至所述混凝沉淀池10；所述混凝沉淀池10的排水口通过水管连通至所述淋洗搅拌池4，所述水管中还设有淋洗加药槽。
[0030]
所述导热循环沟21中排布加热管，所述加热管内流通所述导热介质，所述导热介质为高温导热油；所述加热管还排布至所述加热氧化池2内，所述加热氧化池2内的加热管外设土壤搅拌器9。
[0031]
所述淋洗搅拌池4与所述一级浓密池5、二级浓密池7分别为密封状态。
[0032]
实施例具体使用时，其淋洗工艺为：
[0033]
第一步：将汞污染土临时储存在加热氧化池2中，并投加氧化剂以进行氧化和加热预处理；
[0034]
第二步：在机械筛分设备3中对氧化和加热预处理后的泥土进行筛分，将粒径1mm以下的小颗粒运输至淋洗搅拌池4；
[0035]
第三步：在所述淋洗搅拌池4中对分离出的土壤进行化学淋洗，充分反应，随后将形成的泥浆运输进一级浓密池5进行分离；
[0036]
第四步：在所述一级浓密池5中固液分离后的下层泥浆运输至清水淋洗搅拌池淋洗6、上清液顶层部分回用至所述淋洗搅拌池4、上清液下层部分抽提进入混凝沉淀池10；
[0037]
第五步：将所述清水淋洗搅拌池6中清水淋洗后的泥浆导入二级浓密池7，所述二级浓密池7中的上层清液运输至所述混凝沉淀池10，下层泥浆输出至板框压滤机8进行脱水；
[0038]
第六步：所述板框压滤机8压滤后的滤液运输至所述混凝沉淀池10；所述板框压滤机8压滤后的固态压实体为修复后的土壤，填放至目标位置进行养护。
[0039]
土壤修复完成后，在所述混凝沉淀池10内投加氧化剂，并对所述混凝沉淀池10加盖密封，等待反应完成；所述混凝沉淀池10中的沉淀物在反应完成并经脱水后作为危废处理，废水在经过加药后回用至淋洗搅拌池4。
[0040]
所述氧化剂为硫酸钠配柠檬酸溶液，所述氧化剂的硫酸钠浓度范围在1％～4％，所述氧化剂的柠檬酸浓度范围在0.1～0.5mol/l；所述加热氧化池2中的氧化停留时间为15～30分钟。所述淋洗搅拌池4投入的淋洗剂为半胱氨酸溶液。所述淋洗剂的半胱氨酸浓度范围在0.01～0.1mol/l；所述淋洗搅拌池4中的淋洗搅拌停留时间为2～3小时。
[0041]
实际使用中，所述加热氧化池2内的加热管的外暴露面积为九平方米。采用现有的汞污染土壤进行实验采集数据：
[0042]
实验一：上海市郊区某污染地块的土壤中汞污染较严重，对其进行采样并采用上述的汞污染土壤的淋洗修复线及工艺对该污染土进行淋洗处理。
[0043]
1、污染原土各指标分析
[0044]
表1污染土原土采样浓度(mg/kg)
[0045]
重金属取样1取样2取样3平均浓度cu1562150915621544pb145147147146as35303734hg52555955
[0046]
2、污染土处理工艺及条件
[0047]
具体所投加的药剂分别为氧化剂过硫酸钠配柠檬酸和淋洗剂半胱氨酸，其浓度分别为4％、0.2mol/l、0.1mol/l。氧化时间为30min，化学淋洗时间为3h。
[0048]
3、应用结果
[0049]
表2淋洗处理后的土壤中的各重金属浓度(mg/kg)和去除率
[0050]
重金属原始浓度取样1取样2取样3取样4平均值总去除率cu154451152950550651367％pb146323730413576％as3415121591362％hg55202120192064％
[0051]
综上，采用该系统和方法后，土壤中的汞从55mg/kg降低至20mg/kg，去除率64％，实现了高浓度汞的有效去除。此外，cu、pb、as均能有效去除，去除率分别为67％、76％和62％。
[0052]
实验二：上海市郊区某污染地块的土壤中汞有轻微污染，对其进行采样并采用本实用新型中的汞污染土的处理系统及工艺对该污染土进行淋洗处理。
[0053]
1、污染原土各指标分析
[0054]
表3污染土原土采样浓度(mg/kg)
[0055]
重金属取样1取样2取样3取样4c1平均值pb24102452260525502504as111124133117121hg1418151215
[0056]
2、污染土处理工艺及条件
[0057]
具体所投加的药剂分别为氧化剂过硫酸钠配柠檬酸和淋洗剂半胱氨酸，其浓度分别为1％、0.1mol/l、0.01mol/l。氧化时间为15min，化学淋洗时间为2h。
[0058]
3、应用结果
[0059]
表4淋洗处理后的土壤中的各重金属浓度(mg/kg)和去除率
[0060]
重金属原始浓度取样1取样2取样3取样4c2平均值去除率pb250422842293237324442348.56％as121114112109106110.259％hg154<4<4<4473％
[0061]
综上，实验二采用该系统和方法后，土壤中的汞从15mg/kg降低至4mg/kg以下，去除率73％，实现了高浓度汞的有效去除。此外，pb、as均能有效去除，去除率分别为6％和9％。
[0062]
以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。