[發明專利]一種污染土壤異位修復裝置及工藝

在審

• 申請號: 202110320012.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112845560A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李東
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B09C1/02
• 分類號: B09C1/02;B09C1/08;B01F9/16;B04B1/00;B04B7/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明屬于土壤修復領域，涉及一種污染土壤異位修復裝置及工藝。包括套筒以及設置在套筒內部的轉筒；所述套筒及轉筒遠離其開放側的一側通過第一中軸連接；還包括蓋合在所述套筒上的套筒托盤以及蓋合在所述轉筒上的轉筒托盤；所述轉筒托盤與所述套筒托盤通過第二中軸相連；所述第一中軸與第二中軸之中的至少一個中空且連通至轉筒內作為轉軸；所述轉軸上設有設置在圓筒內部的攪拌槳、與轉軸相連用于驅動所述轉軸和/或轉筒轉動的驅動模塊、以及用于限制轉軸轉動方向的限制模塊。本發明可以簡化轉筒及套筒結構，可以直接利用裝置自身工作模式實現初次的泥漿脫水；并引入了除霧器或氣閥結構，降低或阻止水蒸氣的逸散，降低熱量損失。

技術領域

本發明屬于土壤修復領域，涉及一種污染土壤異位修復裝置及工藝。

背景技術

污染土壤異位修復技術中，淋洗法和化學反應法是使用最廣泛的技術。淋洗法是用淋洗液將污染物從土壤中清洗出來，化學反應法是將化學藥劑加入到污染土壤中，通過氧化還原、沉淀、絡合等化學反應將土壤中的污染物去除或使其難以溶解到地下水中。工程應用中，淋洗技術與化學反應技術通常組合運用，淋洗法作為預處理在前，化學反應法作為主工序隨后，這樣可以減少向土壤中加入的化學物質的量，避免或減少二次污染的風險。

現有重金屬污染土壤的修復通常采用淋洗和化學反應工藝，如：鉻污染土壤采用淋洗-化學還原工藝，砷采用淋洗-化學氧化工藝。但這些工藝均在常溫下實施。但我們的最新研究成果表明，對于污染歷史較長、重金屬含量較高的污染土壤，常溫淋洗及化學反應工藝不能將土壤的重金屬含量修復到目標值。如：六價鉻含量在600mg/kg的鉻渣堆場底部的土壤，現有的任何還原劑都無法將其修復到目標值，此類重污染土壤必須采用高溫淋洗-還原技術，即通過提高淋洗和化學反應的溫度，大幅度提高修復效率。但加熱會導致能耗大幅度升高，導致經濟上不可行。

為此，我們之前提交了申請號201910984657.9的發明專利“一種污染土壤異位修復裝置、及其工作模式與工藝”，該裝置能夠在修復完成后將泥漿中的熱水脫除并滯留在系統內封閉循環使用，降低下一批次對水加熱的成本，使高溫淋洗-化學反應技術在經濟上成為可能。

但在進一步的設備研發過程中，發現該發明中裝置的設計和運行方式存在較大缺點，有很大的改進空間。具體缺點為：(1)導致單臺設備處理能力小，不適合大規模的土壤修復工程。原設計轉筒可從套筒內向上取出，進料時要通過吊車將轉筒放在泥漿池內啟動脫水模式，得到脫水泥漿，然后吊裝移至套筒內。這種設計由于轉筒底部懸空，旋轉脫水時如果轉速較高或轉筒直徑較大或高度較高，則會產生劇烈的擺動，使得轉筒的直徑和高度受到嚴重限制，數值模擬計算和初步的測試結果顯示其直徑不能超過0.4米，高度不能超過1米。(2)進料輔助系統龐大，轉筒在泥漿池和套筒之間的移動需要吊裝移動，當工程量較大，需要多套設備同時運行時，這時就不適合用通用吊車進行吊裝，需要搭建龐大的行吊系統，導致設備投資大幅度增加，運行管理負擔和故障率也大幅度增加。(3)每批次進料時間長，運行效率低。轉筒每次的起吊、放入泥漿池、取脫水泥漿、再次吊裝進入套筒且滿足裝配和密封要求，然后才進入修復環節，小試實驗顯示該進料過程的耗時在一個批次的處理中占比可達40～65％。(4)熱量散失仍存在降低空間。原設計中由于每批次進料時間太長，套筒敞口時間太長，其自身的儲熱會散失，轉筒自身的儲熱也會快速、徹底地散失在泥漿池中，這導致每批次有額外的熱量消耗在對轉筒和套筒的升溫上。