一种污染土壤的异位化学修复系统的制作方法

本实用新型属于污染土壤修复技术领域，涉及一种污染土壤的异位化学修复系统。

背景技术：

土壤是自然生态系统的基础之一，也是人类生活和生产的重要介质。

随着我国城市化和工业化进程的加快、产业结构的升级以及城市布局的调整，大量的工业企业搬出市区。根据《中国环境年鉴》(2002-2009年)，2001-2008年我国关停并转迁的企业数由6611增加到22488个，增速为1984个/a，总数达到10万以上。工业企业转迁留下了大量的污染场地，遗留在城市区域内的工业污染场地给周边环境以及居民的健康造成了严重的威胁。土壤污染不仅直接对人类生命健康造成危害，污染土壤中的污染物还会被种植在其上的农作物、农产品吸收，随后进入食物链，造成食品安全问题。因此，采用合理有效的修复技术对污染土壤进行修复日益迫切。

目前，国内的污染土壤修复技术主要有物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术及多种修复技术联合修复等。物理修复是通过各种物理过程将污染物从污染土壤中去除或分离的技术。化学修复是利用加入到污染土壤中的化学修复药剂与污染物发生一定的化学反应，使污染物被降解或毒性被去除或降低的修复技术，主要有污染土壤固化稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、光催化降解技术和电动力学修复技术等。生物修复技术是利用土壤中的各种生物(包括植物、动物和微生物)吸收、降解和转化土壤中的污染物，使污染物含量降低到可接受水平或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。根据污染土壤生物修复主体的不同，生物修复技术可分为微生物修复、植物修复和动物修复3种。联合修复技术是指协同两种或两种以上修复技术处理污染土壤中的污染物，不仅可以提高单一污染土壤的修复速率与效率，而且可以克服单项修复技术的局限。化学修复技术处理污染土壤具有操作处理简便、处理周期相对较短、处理成本相对较低、处理效果相对较好等优点，广泛应用于污染土壤修复过程中。

中国专利ZL201320442431.4一种用于污染土壤修复的混合均化设备在称量器下方设有储料器，储料器固定在平皮带机上，平皮带机与上料斜皮带机搭接，上料斜皮带机的低端在下方，上料斜皮带机的上端与中间储料斗搭接，中间储料斗和水路系统安装在双轴搅拌机机架上，双轴搅拌机安装在双轴搅拌机机架上且在中间储料斗下方，上料斜皮带机的低端上面设有上料走台。该实用新型专利可定量投加固体药剂和污染土壤，实现污染土壤的间接异位化学修复。但其存在着不能定量投加液体药剂、修复药剂难以先后依次添加、不能连续运行、操作复杂等缺点，限制了其规模化应用。

中国专利CN201510228816.4污染土壤异位化学修复系统包括用于存放化学药剂的料箱以及用于存放污染土壤的搅拌箱，搅拌箱内设置有可绕自身轴线旋转的旋转轴，于旋转轴上设置有若干搅拌杆，各搅拌杆均由旋转轴表面向远离旋转轴的方向设置，料箱与各搅拌杆连通，且每一搅拌杆远离旋转轴的端部均设置有高压喷嘴。该专利利用搅拌杆的搅拌作用及高压喷嘴的喷射作用对污染土壤与化学药剂进行混合，具有一定的混合搅拌作用。但该专利存在着搅拌箱内易存在混合搅拌死角、难以混合搅拌均匀，使用同一套加药、搅拌设备进行多种药剂的投加、混合搅拌易因药剂间的相互作用而损坏设备、投加悬浮态药剂时高压喷嘴易堵塞且堵塞后难以清洗等缺点。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种污染土壤的异位化学修复系统，可定量投加液态或固态药剂、可连续自动运行或间歇运行、能控制反应时间以保证污染土壤异位化学修复效果且混合搅拌均匀、操作简便。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种污染土壤的异位化学修复系统，依次设有预处理装置、储存仓、一级反应器、二级反应器、养护装置，所述预处理装置与所述储存仓的进料口之间设有用于进行输送的第一输送装置，所述储存仓的出料口与所述一级反应器的进料口之间设有用于进行输送的第二输送装置，所述一级反应器的出料口与所述二级反应器的进料口相对应，所述二级反应器的出料口与所述养护装置之间设有用于进行输送的第三输送装置。

上述污染土壤的异位化学修复是指将受污染的土壤从发生污染场地的原来位置挖掘出来，搬运或转移到其他场所并向污染土壤中加入化学药剂，通过化学作用使土壤中的污染物转化为无毒或毒性相对较小的物质或将污染物转化为化学性质不活泼形态、降低污染物在环境中的迁移和扩散性的方法。

优选地，所述预处理装置包括有筛分单元，所述筛分单元选自分离筛或筛分破碎斗中一种。所述筛分单元用于对污染土壤的颗粒尺寸进行筛选，剔除颗粒尺寸较大的污染土壤。

更优选地，所述分离筛为常规使用的分离筛，可从市场上购买获得。

更优选地，所述筛分破碎斗为常规使用的筛分破碎斗，可从市场上购买获得。

更优选地，所述筛分单元进行处理后的污染土壤的颗粒尺寸≤5cm。

进一步优选地，所述筛分单元进行处理后的污染土壤的颗粒尺寸≤3cm。

更优选地，所述预处理装置还包括有洒水单元，所述洒水单元为洒水机。所述洒水单元用于对污染土壤进行水分调节。

进一步优选地，所述洒水机为常规使用的洒水机，可从市场上购买获得。

进一步优选地，所述洒水单元进行处理后的污染土壤中的含水率为30～60％。

优选地，所述第一输送装置为自卸汽车。所述自卸汽车可将预处理装置内经过预处理的污染土壤装载后，转移至储存仓，通过储存仓的进料口卸载入储存仓内。

优选地，所述储存仓的进料口设置在所述储存仓的上端，所述储存仓的出料口设置在所述储存仓的下端。所述储存仓用于储存经预处理的污染土壤。

优选地，所述储存仓的出料口设有第一卸料装置，所述第一卸料装置为卸料机。

更优选地，所述卸料机为常规使用的双螺旋卸料机，可从市场上购买获得。所述双螺旋卸料机可变频调节，通过改变转动频率从而改变污染土壤的输送量，实现污染土壤的定量投加，有利于将污染土壤定量装卸到第二输送装置上。

优选地，所述第二输送装置包括有水平输送机和倾斜输送机，所述水平输送机的始端与所述储存仓的出料口相连，所述水平输送机的末端与所述倾斜输送机的一端相连，所述倾斜输送机的另一端与所述一级反应器的进料口相连。

更优选地，所述水平输送机选自刮板输送机、带式输送机、无轴螺旋输送机中的任意一种或多种组合。进一步优选地，所述水平输送机为无轴螺旋输送机。所述无轴螺旋输送机可变频调节，通过改变转动频率从而改变污染土壤的输送量，实现污染土壤的定量投加，便于水平输送机将污染土壤定量输送至倾斜输送机上。

更优选地，所述倾斜输送机选自刮板输送机、带式输送机、无轴螺旋输送机中的任意一种或多种组合。进一步优选地，所述倾斜输送机为无轴螺旋输送机。所述无轴螺旋输送机可变频调节，通过改变转动频率从而改变污染土壤的输送量，实现污染土壤的定量投加，便于倾斜输送机将污染土壤定量输送至一级反应器内。

优选地，所述一级反应器的进料口上设有第一化学药剂投加装置，所述第一化学药剂投加装置包括有第一固态药剂投加装置和第一液态药剂投加装置，所述第一固态药剂投加装置为粉料投加机，所述第一液态药剂投加装置包括多个第一加药喷头；所述一级反应器外设有第一溶药装置、第一加药管，所述第一溶药装置经第一加药管与所述第一加药喷头相连通。

更优选地，所述第一加药喷头选自消泡喷头、消防喷头、喷泉喷头和孔管式喷头中的任意一种或多种组合。

更优选地，所述第一加药喷头之间的距离为400-500mm。所述第一加药喷头覆盖整个一级反应器的进料口。

更优选地，所述第一加药管上还设有第一加药泵。

优选地，所述一级反应器的出料口设有第二卸料装置，所述第二卸料装置为卸料机。

更优选地，所述第二卸料装置位于所述一级反应器的下端。

更优选地，所述卸料机为自动卸料机。所述自动卸料机为常规使用的液压驱动自动卸料机，可从市场上购买获得。所述自动卸料机能够通过时间控制进行一次性自动卸料。

优选地，所述一级反应器的容积为1500-4500L。

所述一级反应器的出料口与所述二级反应器的进料口相对应是指，一级反应器的出料口正对二级反应器的进料口。便于一级反应器中进行反应后的污染土壤，能够顺利进入二级反应器中进行反应。

优选地，所述二级反应器位于所述一级反应器的正下方。

优选地，所述二级反应器的容积为1500-4500L。

优选地，所述二级反应器的进料口上设有第二化学药剂投加装置，所述第二化学药剂投加装置包括有第二固态药剂投加装置和第二液态药剂投加装置，所述第二固态药剂投加装置为粉料投加机，所述第二液态药剂投加装置包括多个第二加药喷头；所述二级反应器外设有第二溶药装置、第二加药管，所述第二溶药装置经第二加药管与所述第二加药喷头相连通。

上述第一化学药剂投加装置和第二化学药剂投加装置均可同时投加液态药剂和固态药剂，也可单独投加液态药剂或固态药剂。

更优选地，所述粉料投加机为常规使用的粉料投加机，可从市场上购买获得。所述粉料投加机可变频调节，通过改变投加频率从而改变固态药剂的投加量，实现固态药剂的定量投加。

更优选地，所述第二加药喷头选自消泡喷头、消防喷头、喷泉喷头和孔管式喷头中的任意一种或多种组合。

更优选地，所述第二加药喷头之间的距离为200-300mm。所述第二加药喷头覆盖整个二级反应器的进料口。

更优选地，所述第二加药管上还设有第二加药泵。

更优选地，所述第一溶药装置和第二溶药装置内均设有搅拌器。所述搅拌器为搅拌桨。

优选地，所述一级反应器和二级反应器内均设有搅拌机。更优选地，所述搅拌机为双螺旋搅拌机。所述双螺旋搅拌机为常规使用的双螺旋搅拌机，可从市场上购买获得。所述双螺旋搅拌机可变频调节，通过改变搅拌频率从而改善反应效果。所述搅拌机在倾斜输送机进行污染土壤的输送时在一级反应器和二级反应器内进行搅拌。

优选地，所述二级反应器的出料口设有第三卸料装置，所述第三卸料装置为卸料机。

更优选地，所述第三卸料装置位于所述二级反应器的下端。

更优选地，所述卸料机为自动卸料机。所述自动卸料机为常规使用的液压驱动自动卸料机，可从市场上购买获得。所述自动卸料机能够通过时间控制进行一次性自动卸料。

优选地，所述第三输送装置为自卸汽车。所述自卸汽车可转移至第三卸料装置下方，装载经过修复反应后的污染土壤，转移至养护装置内。

优选地，所述养护装置为反应池。所述反应池为常规使用的反应池。所述养护装置能够使经一级反应器、二级反应器混合搅拌后的污染土壤，在养护装置内实现污染土壤与化学药剂的充分反应。

更优选地，所述反应池内进行防腐处理，所述反应池的底部及侧壁进行防渗处理。

如上所述，本实用新型提供的一种污染土壤的异位化学修复系统，将污染土壤通过预处理、一级反应器反应、二级反应器反应，使污染土壤与化学药剂充分混合、搅拌、反应，可极大提高污染土壤的异位化学氧化修复效果。本实用新型修复系统具有以下优点：

(1)本实用新型通过第一输送装置、第二输送装置和第三输送装置，实现污染土壤的定量输送，通过化学药剂投加装置实现化学药剂的定量投加，可以精确定量污染土壤和化学药剂的投加量及配比，在保证化学修复效果的前提下避免化学药剂的浪费。

(2)本实用新型通过一级反应器、二级反应器的串联使用，可实现不同化学药剂依次投加及不同种类、形态的化学药剂的投加，扩大异位化学修复技术在污染土壤中的应用。

(3)本实用新型通过调节污染土壤输送装置及反应器的卸料装置既可实现污染土壤的自动、连续修复，也可对污染土壤进行间歇修复，便于控制且操作方便。

(4)本实用新型通过加药喷头对液态化学药剂进行投加，在液态化学药剂均匀喷洒的基础上也可利用加药喷头的出液压力对污染土壤进行破碎，提高化学药剂与污染土壤的混合反应效果。

(5)本实用新型可根据不同污染土壤的性质任意调整污染土壤在反应器内与化学药剂的反应时间，保证污染土壤的异位化学修复效果。

附图说明

图1显示为本实用新型的污染土壤异位化学修复系统的整体结构流程图。

图2显示为本实用新型的一级反应器或/和二级反应器中加药喷头分布的结构示意图。

附图标记

1 预处理装置

2 储存仓

21 第一卸料装置

3 一级反应器

31 第二卸料装置

32 搅拌机

4 二级反应器

41 第三卸料装置

42 搅拌机

5 养护装置

6 第一输送装置

7 第二输送装置

71 水平输送机

72 倾斜输送机

8 第三输送装置

9 第一化学药剂投加装置

91 第一固态药剂投加装置

92 第一液态药剂投加装置

921 第一加药喷头

10 第二化学药剂投加装置

101 第二固态药剂投加装置

102 第二液态药剂投加装置

1021 第二加药喷头

111 第一溶药装置

112 第一加药管

113 第一加药泵

121 第二溶药装置

122 第二加药管

123 第二加药泵

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种污染土壤的异位化学修复系统，依次设有预处理装置1、储存仓2、一级反应器3、二级反应器4、养护装置5，所述预处理装置1与所述储存仓2的进料口之间设有用于进行输送的第一输送装置6，所述储存仓2的出料口与所述一级反应器3的进料口之间设有用于进行输送的第二输送装置7，所述一级反应器3的出料口与所述二级反应器4的进料口相对应，所述二级反应器4的出料口与所述养护装置5之间设有用于进行输送的第三输送装置8。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述预处理装置1包括有筛分单元，所述筛分单元选自分离筛或筛分破碎斗中的一种。所述筛分单元用于对污染土壤的颗粒尺寸进行筛选，剔除颗粒尺寸较大的污染土壤。所述筛分单元进行处理后的污染土壤的颗粒尺寸≤5cm，优选为≤3cm。

进一步地，所述预处理装置1还包括有洒水单元，所述洒水单元为洒水机。所述洒水单元用于对污染土壤进行水分调节。所述洒水单元进行处理后的污染土壤中的含水率为30～60％。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述第一输送装置6为自卸汽车。所述自卸汽车可将预处理装置1内经过预处理的污染土壤装载后，转移至储存仓2，通过储存仓2的进料口卸载入储存仓2内。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述储存仓2的进料口设置在所述储存仓2的上端，所述储存仓2的出料口设置在所述储存仓2的下端。所述储存仓2用于储存经预处理的污染土壤。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述储存仓2的出料口设有第一卸料装置21，所述第一卸料装置21为卸料机。所述卸料机为双螺旋卸料机。所述双螺旋卸料机可变频调节，通过改变转动频率从而改变污染土壤的输送量，实现污染土壤的定量投加，有利于将污染土壤定量装卸到第二输送装置7上。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述第二输送装置7包括有水平输送机71和倾斜输送机72，所述水平输送机71的始端与所述储存仓2的出料口相连，所述水平输送机71的末端与所述倾斜输送机72的一端相连，所述倾斜输送机72的另一端与所述一级反应器3的进料口相连。

进一步地，如图1所示，所述水平输送机71选自刮板输送机、带式输送机、无轴螺旋输送机中的任意一种或多种组合，优选为无轴螺旋输送机。所述无轴螺旋输送机可变频调节，通过改变转动频率从而改变污染土壤的输送量，实现污染土壤的定量投加，便于水平输送机71将污染土壤定量输送至倾斜输送机72上。

进一步地，如图1所示，所述倾斜输送机72选自刮板输送机、带式输送机、无轴螺旋输送机中的任意一种或多种组合，优选为无轴螺旋输送机。所述无轴螺旋输送机可变频调节，通过改变转动频率从而改变污染土壤的输送量，实现污染土壤的定量投加，便于倾斜输送机72将污染土壤定量输送至一级反应器3内。

在一个优选的实施例中，如图1-2所示，所述一级反应器3的进料口上设有第一化学药剂投加装置9，所述第一化学药剂投加装置9包括有第一固态药剂投加装置91和第一液态药剂投加装置92，所述第一固态药剂投加装置91为粉料投加机，所述第一液态药剂投加装置92包括多个第一加药喷头921；所述一级反应器3外设有第一溶药装置111、第一加药管112，所述第一溶药装置111经第一加药管112与所述第一加药喷头921相连通。所述一级反应器3的容积为1500-4500L。

进一步地，如图1-2所示，所述第一加药喷头921选自消泡喷头、消防喷头、喷泉喷头和孔管式喷头中的任意一种或多种组合。所述第一加药喷头921之间的距离为400-500mm。所述第一加药喷头921覆盖整个一级反应器3的进料口。所述第一加药管112上还设有第一加药泵113。

进一步地，如图1所示，所述一级反应器3的出料口设有第二卸料装置31，所述第二卸料装置31为卸料机。所述第二卸料装置31位于所述一级反应器3的下端。所述卸料机为自动卸料机。所述自动卸料机能够通过时间或容积控制进行一次性自动卸料。

在一个优选的实施例中，如图1-2所示，所述二级反应器4的进料口上设有第二化学药剂投加装置10，所述第二化学药剂投加装置10包括有第二固态药剂投加装置101和第二液态药剂投加装置102，所述第二固态药剂投加装置101为粉料投加机，所述第二液态药剂投加装置102包括多个第二加药喷头1021；所述二级反应器4外设有第二溶药装置121、第二加药管122，所述第二溶药装置121经第二加药管122与所述第二加药喷头1021相连通。所述二级反应器4位于所述一级反应器3的正下方。所述二级反应器4的容积为1500-4500L。

进一步地，如图1所示，所述第二加药喷头1021选自消泡喷头、消防喷头、喷泉喷头和孔管式喷头中的任意一种或多种组合。所述第二加药喷头1021之间的距离为200-300mm。所述第二加药喷头1021覆盖整个二级反应器4的进料口。所述第二加药管122上还设有第二加药泵123。

进一步地，如图1所示，所述第一溶药装置111和第二溶药装置121内均设有搅拌器。所述搅拌器为搅拌桨。所述一级反应器3和二级反应器4内均设有搅拌机32、42。所述搅拌机32、42在倾斜输送机72进行污染土壤的输送时在一级反应器3和二级反应器4内进行搅拌。

进一步地，如图1所示，所述二级反应器4的出料口设有第三卸料装置41，所述第三卸料装置41为卸料机。所述第三卸料装置41位于所述二级反应器4的下端。所述卸料机为自动卸料机。所述自动卸料机能够通过时间或容积控制进行一次性自动卸料。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述第三输送装置8为自卸汽车。所述自卸汽车可转移至第三卸料装置41下方，装载经过修复反应后的污染土壤，转移至养护装置5内。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述养护装置5为反应池。所述养护装置5能够使经一级反应器3、二级反应器4混合搅拌后的污染土壤，在养护装置5内实现污染土壤与化学药剂的充分反应。所述反应池内进行防腐处理，所述反应池的底部及侧壁进行防渗处理。

下面结合图1-2，说明本实用新型中一种污染土壤的异位化学修复系统的具体修复过程。

使用者在使用一种污染土壤的异位化学修复系统时，污染土壤经挖掘后送至预处理装置1，经污染土壤筛分、水分调节等预处理后，通过第一输送装置6送入储存仓2，由储存仓2内的第一卸料装置21将污染土壤卸至第二输送装置7中的水平输送机71，水平输送机71将污染土壤经倾斜输送机72输送至一级反应器3，污染土壤连续进入一级反应器3，并在一级反应器3内通过搅拌机32同经第一固态药剂投加装置91或/和第一液态药剂投加装置92加入的化学药剂混合反应，一级反应器3内的土壤经第二卸料装置31一次性进入二级反应器4，污染土壤在二级反应器4内再次通过搅拌机42同经第二固态药剂投加装置101或/和第二液态药剂投加装置102加入的化学药剂混合反应，污染土壤在二级反应器4内反应后通过第三卸料装置41经第三输送装置8送至养护装置5进行养护反应，污染土壤在养护装置5反应完成后，即污染土壤的异位化学修复即完成，验收后回填处置。

综上所述，本实用新型提供的一种污染土壤的异位化学修复系统，顺应国家污染场地修复环保政策，采用预处理、二次混合搅拌反应、养护的方式化学修复污染土壤。该系统可保证污染土壤的混合搅拌效果确保污染土壤的异位化学修复效果且可连续自动运行、操作简便，对推进我国污染场地修复行业的发展具有重要意义。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。