土壤修复系统的制作方法

1.本实用新型涉及环境科学与工程技术领域，特别涉及一种土壤修复系统。


背景技术：

2.土壤污染已逐渐成为继大气污染和水污染之后的另一个全球性环境问题。近年来，土壤污染日益严重，可能严重影响人类健康。工业的不断发展、冶炼排放、矿产资源的不合理开采、长期的污水灌溉和污泥施放、人类活动造成的大气沉积、化肥和农药的施用等，都是造成污染加剧的原因。
3.土壤中的有机污染物去除被认为是土壤污染修复的一个重要问题。热修复法是一种利用热量去除污染物的方法，常见的热修复技术包括焚烧法与热脱附法，这两种方法是相对有效的去除土壤中有机污染物的热修复方法。利用焚烧法可以有效地清除土壤中的有机污染物，然而，对含氯有机物污染土壤进行焚烧存在产生二噁英的风险；利用热脱附法对低沸点污染物的污染土壤修复效果较好，同时采用该方法需要控制土壤水分含量，因此需要对土壤进行预处理，导致物料停留时间的延长，降低修复效率，从而影响土壤修复的应用效果和费用。微波修复作为一种热修复技术被广泛研究，通常将微波吸收剂与被污染的土壤混合在一起，以帮助将微波能量转化为热能。与传统加热方式相比，微波加热具有效率高，升温快的特点，然而该方法存在土壤受热不均匀的问题。
4.因此，亟需一种广泛适用于多种污染物、污染物去除效率高，且不造成土壤二次污染的修复技术。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的之一在于，提供一种土壤修复系统，从而改善现有的土壤修复技术易造成土壤二次污染、修复效率不高的缺点。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种土壤修复系统，其包括：进料单元，其将待修复的土壤与燃料混合形成进料；一级流化床，其连接在进料单元的下游，进料由一级流化床的进料口进入后燃烧形成一级混合物；二级流化床，其连接在一级流化床的下游，二级流化床的侧壁填充有磁控管，二级流化床设有微波吸收剂入口，一级混合物由二级流化床的进料口进入后加热形成二级混合物；以及分离单元，其将二级混合物进行分离，得到修复后的土壤。
8.进一步，上述技术方案中，微波吸收剂为乳化的纳米磁性金属。
9.进一步，上述技术方案中，微波吸收剂为二元或多元合金化的纳米磁性金属。
10.进一步，上述技术方案中，微波吸收剂呈泥浆态。
11.进一步，上述技术方案中，分离单元包括旋风分离器和固液分离机。
12.进一步，上述技术方案中，固液分离机的固体出口连接固体收集箱，固液分离机的液体出口连接液体收集箱。
13.进一步，上述技术方案中，固液分离机的液体出口与二级流化床的微波吸收剂入口相连接。
14.进一步，上述技术方案中，土壤修复系统还包括：尾气处理单元，其连接在旋风分离器的下游。
15.进一步，上述技术方案中，尾气处理单元包括袋式除尘器。
16.进一步，上述技术方案中，尾气处理单元还包括气体回收塔，气体回收塔连接在袋式除尘器的下游。
17.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
18.1. 通过设置两级流化床，分别进行焚烧法和微波热解吸法修复土壤，提高了土壤的修复效率与回收率，并且避免了土壤热修复造成的二次污染。
19.2. 本实用新型的二级流化床将微波热修复技术与流化床相结合，使得微波加热更加均匀，热解吸效果更好。
20.3. 通过选用合适的微波吸收剂配合设置合理的分离单元，能够将废料进行回收并二次利用，更加经济环保。
21.4. 通过设置尾气处理单元，减少土壤修复系统对大气的污染。
22.上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
23.图1是根据本实用新型的一实施方式的土壤修复系统的示意图。
24.主要附图标记说明：
25.11
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土壤进料口，12
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燃料进料口，13
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进料泵，131
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第一阀门，20
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一级流化床，21
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第一鼓风机，211
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第二阀门，22
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一级混合物泵，221
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第三阀门，30
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二级流化床，31
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第二鼓风机，311
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第四阀门，32
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微波吸收剂泵，321
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第五阀门，322
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微波吸收剂源，33
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磁控管，34
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pid控制器，35
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二级混合物泵，351
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第六阀门，41
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旋风分离器，411
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第七阀门，42
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固液分离机，421
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固体收集箱，422
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液体收集箱，50
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袋式除尘器，51
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集尘箱，511
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第八阀门，52
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气体回收塔。
具体实施方式
26.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
27.除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
28.在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理
解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向（旋转90度或其他取向）且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
29.在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
30.如图1所示，根据本实用新型具体实施方式的土壤修复系统，其包括进料单元、一级流化床20、二级流化床30和分离单元。本实用新型分别在一级流化床20中对土壤进行焚烧法修复，在二级流化床30中对土壤采用微波加热修复，避免了土壤热修复造成的二次污染，并且提高了土壤修复效率。土壤和燃料分别由土壤进料口11和燃料进料口12进入进料单元中混合形成进料。混合形成的进料可以通过进料泵13经由第一阀门131输送至一级流化床20。空气由一级流化床20底部的第一鼓风机21经由第二阀门211吹入一级流化床20，通过第一鼓风机21可以调节空气的进气量和流速。当一级流化床20中空气通过床层的流速提高到一定程度时，进料颗粒表现出流化状态，土壤与燃料充分接触。燃料在一级流化床20中燃烧，土壤附着的污染物通过燃烧法分解。在一级流化床20中进料经燃烧形成一级混合物，一级混合物在一级混合物泵22的作用下经由第三阀门221输送至二级流化床30。二级流化床30的侧壁填充有磁控管33，磁控管33释放的微波频率可以由pid控制器34来控制。微波吸收剂泵32将微波吸收剂源322的微波吸收剂经由第五阀门321添加至二级流化床30内。空气由二级流化床30底部的第二鼓风机31经由第四阀门311吹入二级流化床30，通过第二鼓风机31可以调节空气的进气量和流速。当二级流化床30中空气通过床层的流速提高到一定程度时，一级混合物及微波吸收剂表现出流化状态，土壤与微波吸收剂充分接触，磁控管33释放的微波能量转化为热能，污染物经过微波能转化的热能加热后挥发和热解吸，达到二次修复土壤的目的。二级流化床30中形成二级混合物，二级混合物在二级混合物泵35的作用下经由第六阀门351进入分离单元。在分离单元中，二级混合物进行分离，得到修复后的土壤。
31.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，微波吸收剂可以为乳化的二元或多元合金化的纳米磁性金属。示例性地，乳化的二元或多元合金化的纳米磁性金属可以是在纳米零价铁表面掺杂少量的过渡金属（如，钯、铂、镍等），与普通的零价铁粉相比具有更大的比表面积，更强的吸附性能，同时具有强还原性。与纳米零价铁相比，二元或多元体系的合金纳米磁性金属可以实现宽频接收，同时在纳米零价铁的基础上加入其他贵金属制备的二元或多元合金化材料，可以作为还原反应的催化剂或提供双金属的协同作用使反应快速进行。乳化的二元或多元合金化的纳米磁性金属即可以作为还原剂和吸附剂，还原或吸附土壤污染物，还可以作为微波吸收剂与土壤混合增加对微波的吸收能力，污染物经过微波转化热能加热后挥发和热解吸，此外，乳化的微波吸收剂呈泥浆态，便于回收。
32.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，分离单元可以包括旋风分离器41和固液分离机42。旋风分离器41可以将二级混合物中的气体与固液混合物分
离，固液混合物经由第七阀门411进入固液分离机42。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，固液分离机42将土壤与微波吸收剂分离，乳化的二元或多元合金化的纳米磁性金属为泥浆态，由于其纳米尺寸，因此可以穿过土壤颗粒孔隙实现分离，修复后的土壤可以进入固体收集箱421，微波吸收剂可以进入液体收集箱422，加以二次利用。示例性地，固液分离机42分离出的微波吸收剂还可以返回二级流化床30再次利用。
33.优选而非限制性地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，土壤修复系统还包括连接在旋风分离器41的下游的尾气处理单元，用于对旋风分离器41分离出的气体进行处理。示例性地，尾气处理单元包括袋式除尘器50。袋式除尘器50脱除的颗粒可以进入集尘箱51，气体进入下游的气体回收塔52进行回收。
34.本实用新型将流化床技术与土壤热修复法结合，能够将基于热修复法的土壤修复实现大规模工业化，同时设置一级流化床20与二级流化床30，分别进行焚烧法与微波热解吸法修复土壤，提高了土壤的修复率与回收率，通过两级流化床修复系统，避免土壤热修复的二次污染。此外，本实用新型的土壤修复系统还可以将废料进行回收并进行二次利用，提高了经济性，更加环保。
35.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。