一种污染土壤修复系统及其修复方法与流程

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种污染土壤修复系统及其修复方法。

背景技术：

土壤是生态环境系统的有机组成部分，是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。然而，随着我国工业化的快速发展，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥和农药的施用等原因，造成了土壤污染严重。目前，我国是世界上土壤污染最严重的国家之一。据环保部2006年公布的数据显示，我国受污染耕地约1.5亿亩，占18亿亩耕地的8.3%。如何保护我国土地，修复土壤污染，建立良性循环的生态系统，实现经济、环境、社会效益的和谐统一，已成为当前亟待解决的重要问题。

土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。常用的土壤修复技术有热力学修复、热脱附修复、焚烧法修复、土地填埋法修复、化学淋洗法修复、堆肥法修复、植物修复、渗透反应墙修复、生物修复等。其中，热脱附修复技术，其原理是通过直接或间接热交换，将土壤中的污染物加热到足够温度，以使污染物从污染介质上得以挥发或分离，再通过焚烧、吸附或化学反应等技术对脱附出来的物质进行处理的过程。

授权公告号cn102527705b公开了“一种土壤修复方法”，包括以下步骤：1）一级螺旋输送机将待修复土壤输送到振动筛过筛，过筛土壤经过二级螺旋输送机输送到热解析炉回转窑中加热解析；2）经过焙烧的土壤经过三级螺旋输送机输送至破碎机破碎；3）从热解析炉回转窑出来的废气则通过第一水冷凝器降温至280-320℃；4）经过第一水冷凝器的废气再进入汞分离器，分离出颗粒粉尘和液态汞；5）从汞分离器出来的废气进入二次燃烧室燃烧，再经过气体冷凝器与第二水冷凝器，使废气的温度降至150-200℃，再经过布袋除尘器除尘，除尘后的气体通过引风机外排。虽然该修复方法对尾气进行了污染控制处理，但处理过程中需要消耗额外能量，而且450-800℃的回转窑温度也极大地破坏了土壤的肥力。

因此，目前需要开发出一种消耗热量少，土壤肥力下降少的土壤修复技术。

技术实现要素：

为了解决现有的土壤修复方法消耗热量多，土壤肥力下降明显的问题，本发明的目的是提供一种污染土壤修复系统；另外，本发明还提供了该修复系统进行土壤修复的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种污染土壤修复系统，包括燃烧室、燃烧回转窑、余热回转窑、换热回转窑和旋风分离器，所述燃烧室竖直设置，所述燃烧室顶端设置第一进风口，所述燃烧室底端设置第一出风口，所述燃烧室的外侧设置燃烧回转窑，所述燃烧回转窑包括安装座和水平设置在安装座上的由回转驱动装置驱动的窑体，所述窑体包括窑筒、设置于窑筒两端的前窑盖和后窑盖，所述前窑盖上设置有第一进料口和第二进风口，所述后窑盖上设置有第一出料口，所述第一出风口通过出风管道连接第二进风口，所述出风管道上设置有风机，所述燃烧回转窑外侧设置有缓冲塔，所述缓冲塔顶端分别设置有第二进料口、第三进料口，底端设置有第二出料口，所述第一出料口通过输送带连接第二进料口，所述缓冲塔内设置有搅拌桨和驱动搅拌桨搅拌的电机，所述余热回转窑、换热回转窑均为内胆和隔层组成的双层结构，所述余热回转窑倾斜设置于缓冲塔的顶端，所述余热回转窑的顶端设置第一物料进口，底端设置第一物料出口，土壤自第一物料进口进入内胆，从第一物料出口排出至第三进料口，所述余热回转窑的隔层上还设置有第一空气入口和第一空气出口，所述缓冲塔的底端设置有旋风分离器，所述旋风分离器上设置有第二物料进口，第二物料出口和废气出口，所述第二出料口通过进料管道连接第二物料进口，所述废气出口通过管道连接第一空气入口，所述第一空气出口连接活性炭吸附器，所述换热回转窑设置于旋风分离器的外侧，所述第二物料出口通过出料管道连接换热回转窑的内胆，所述换热回转窑的隔层一端设置第二空气入口，另一端设置第二空气出口，所述第二空气出口通过进气管道连通燃烧室。

优选的是，所述窑筒的上下两侧均匀设置有复数个扬料板。

更为优选的是，所述扬料板上并列设置有复数个棱状凸起。

优选的是，所述余热回转窑、换热回转窑的外壳、内胆均为圆筒形，且内胆随外壳同步转动。

其中，所述燃烧回转窑内通有秸秆。

本发明的第二方面，提供上述污染土壤修复系统的修复方法，包括如下步骤：

s1，将燃烧室产生的热风通入燃烧回转窑内，秸秆在燃烧回转窑内燃烧，形成草木灰；

s2，将土壤通入余热回转窑内，经预热处理后进入缓冲塔；

s3，将草木灰通入缓冲塔内，与土壤均匀混合后通入旋风分离器，获得土壤、秸秆的混合物及废气；

s4，将土壤、秸秆的混合物通入换热回转窑的内胆，空气通入换热回转窑的隔层，获得高温空气和低温土壤、秸秆的混合物；

s5，将s3中的废气、s4中的高温空气分别通入余热回转窑、燃烧室，废气经余热回转窑处理后通入活性炭吸附器。

采用上述方案，将旋风分离器产生的废气通入余热回转窑内，对土壤进行预热，提高土壤中的有机物在换热回转窑内的脱附效果；同时，废气及高温空气热量的回收再利用提高了热量利用率，降低了热量损失。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：本发明污染土壤修复系统通过秸秆燃烧后的草木灰与土壤均匀混合，将草木灰的热量传递给土壤，促使土壤中的有机物脱附，脱附后的有机物以废气的形式通入余热回转窑内对土壤进行预热，土壤温度升高，废气温度降低，降温后的废气通入活性炭吸附器内以除去有机物，同时吸收热量的土壤与草木灰混合，一方面使得土壤肥力增加，另一方面土壤与草木灰的混合物在换热回转窑内与空气换热，空气温度升高，相当于对空气进行预热，提高燃烧室的燃烧效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：

图1是本发明污染土壤修复系统的结构示意图；

图2是本发明污染土壤修复系统中扬料板的结构示意图。

其中：燃烧室1、燃烧回转窑2、换热回转窑3，旋风分离器4，第一进风口5，第一出风口6，安装座7，窑体8，窑筒9、前窑盖10，后窑盖11，第二进风口12，风机13，缓冲塔14，第二进料口15、第三进料口16，第二出料口17，第一出料口18，第二物料进口19，第二物料出口20，第二废气出口21，第二空气出口22，扬料板23，凸起24，第二空气入口25，余热回转窑26，活性炭吸附器27。

具体实施方式

如图1，一种污染土壤修复系统，包括燃烧室1、燃烧回转窑2、余热回转窑26、换热回转窑3和旋风分离器4，燃烧室1竖直设置，燃烧室1顶端设置第一进风口5，燃烧室1底端设置第一出风口6，将燃烧室1竖直放置，使得燃烧室1内的粉尘自然沉降，而不影响正常燃烧，同时燃烧室1内粉尘自然沉降，减少窑体8内粉尘的产生。燃烧室1的外侧设置燃烧回转窑2，燃烧回转窑2内通入秸秆，秸秆在通入燃烧回转窑2之前经过粉碎处理，燃烧回转窑2包括安装座7和水平设置在安装座7上的由回转驱动装置驱动的窑体8，窑体8包括窑筒9、设置于窑筒9两端的前窑盖10和后窑盖11，窑筒9的上下两侧均匀设置有复数个扬料板23，窑筒9内的秸秆与扬料板23接触时，扬料板23将秸秆扬起，秸秆经各个区域的扬料板23反复扬起，使得秸秆充满窑筒9，保证秸秆在窑筒9中的均匀度。前窑盖10上设置有第一进料口和第二进风口12，后窑盖11上设置有第一出料口18，第一出风口6通过出风管道连接第二进风口12，出风管道上设置有风机13。燃烧室1内产生的热风通过第一出风口6、第二进风口12进入燃烧回转窑2内，第一出风口6、第二进风口12之间的出风管道上设置风机13，可以加快燃烧室1的出风速率，使得大量的热风进入窑筒9内，促使窑内秸秆燃烧地更加充分，秸秆完全转化为草木灰，可以作为肥料，加入土壤中以增加土壤的肥力。燃烧回转窑2外侧设置有缓冲塔14，缓冲塔14顶端分别设置有第二进料口15、第三进料口16，底端设置有第二出料口17，第一出料口18通过输送带连接第二进料口15。余热回转窑26、换热回转窑3均为内胆和隔层组成的双层结构，余热回转窑26、换热回转窑3的外壳、内胆均为圆筒形，且内胆随外壳同步转动。余热回转窑26倾斜设置于缓冲塔14的顶端，余热回转窑26的顶端设置第一物料进口，底端设置第一物料出口，余热回转窑26的隔层上还设置有第一空气入口和第一空气出口。将土壤通入余热回转窑26内进行预热，预热后的土壤经第三进料口16通入缓冲塔14，与此同时将燃烧回转窑2内的草木灰通入第二进料口15通入缓冲塔14内，缓冲塔14内设置有搅拌桨和驱动搅拌桨搅拌的电机，土壤和草木灰在缓冲塔14内均匀混合，混合过程中草木灰的热量传递给土壤，促使土壤内的有机物脱附出来，缓冲塔14的底端设置有旋风分离器4，旋风分离器4上设置有第二物料进口19，第二物料出口20和废气出口21，第二出料口17通过进料管道连接第二物料进口19，缓冲塔14处理后的草木灰与土壤的混合物通入旋风分离器4，旋风分离器4将固气分离，旋风分离器4的外侧设置有换热回转窑3，第二物料出口20通过出料管道连接换热回转窑3的内胆，旋风分离器4处理后的固体物质通入换热回转窑3的内胆内，换热回转窑3的隔层一端设置第二空气入口25，另一端设置第二空气出口22，通入换热回转窑3隔层的空气与通入内胆的固体物质进行换热，使得固体物质的温度降低，空气的温度升高获得高温空气，高温空气通入燃烧室1内。旋风分离器4产生的废气排入余热回转窑26内对余热回转窑26内的土壤进行预热，便于土壤中有机物的脱附，经余热回转窑26处理后的废气通入活性炭吸附器27，以达到除去废气中有机物的目的，避免直接排放造成环境污染。

污染土壤修复系统的修复方法，包括如下步骤：

s1，将燃烧室1产生的热风通入燃烧回转窑2内，秸秆在燃烧回转窑2内燃烧，形成草木灰；

s2，将土壤通入余热回转窑26内，经预热处理后进入缓冲塔14；

s3，将草木灰通入缓冲塔14内，与土壤均匀混合后通入旋风分离器4，获得土壤、秸秆的混合物及废气；

s4，将土壤、秸秆的混合物通入换热回转窑3的内胆，空气通入换热回转窑3的隔层，获得高温空气和低温土壤、秸秆的混合物；

s5，将s3中的废气及s4中的高温空气分别通入余热回转窑26、燃烧室1内，废气经余热回转窑26处理后通入活性炭吸附器27内。

如图2，各个扬料板23上并列设置有复数个棱状凸起24，在扬料板23将窑筒9内秸秆扬起的过程中，秸秆与棱状凸起24发生碰撞，棱状凸起24对秸秆产生切割，使得秸秆分散地更加均匀。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。