一種重金屬汙染土壤修複方法及其設備的製作方法
2023-05-26 04:19:01
一種重金屬汙染土壤修複方法及其設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種重金屬汙染土壤修複方法及其設備，重金屬汙染土壤修複方法包括破碎、過篩、清洗、沉澱、加藥反應和靜置養護這些步驟。方法中的設備包括依次相連的破碎設備、振動篩分設備、洗石設備、沉澱池、脫濾設備、加藥設備和攪拌設備。本發明的重金屬汙染土壤修複方法具有高度的系統性和連續作業性，有利於汙染土壤治理過程的全面控制和管理，減少施工作業面，減少環境的二次汙染，系統內提高資源的利用率，並能夠提高土壤修復效果和修復效率，降低土壤修復成本。
【專利說明】一種重金屬汙染土壤修複方法及其設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及汙染土壤的修復治理【技術領域】，特別是涉及一種重金屬汙染土壤的修複方法及其所用設備。
【背景技術】
[0002]據國家環保部和國土資源部2014年4月份發布的《全國土壤汙染調查公報》顯示，全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤汙染較重，耕地土壤環境質量堪憂，工礦業廢氣土地環境問題突出。汙染類型以無機為主，主要包括鉻、鎘、汞、砷、鉛、銅、鋅、鎳等。土壤汙染不僅對生態環境、人體健康造成嚴重危害，也阻礙了我國經濟的發展。
[0003]重金屬土壤汙染的分布範圍廣、汙染量大，且治理費用高，治理周期長。治理過程中對於土壤中夾雜的混凝土、磚塊、石塊等雜物如果沒有進行有效處理，雜物上附著的汙染土壤容易造成土壤堆放區、運輸區以及再利用時的二次汙染。混凝土、磚塊、石塊等雜物的人工分揀效率低下，各處理步驟分開單獨進行，一方面造成修復時工作面多，修復施工工藝缺乏系統性和連續性，各工藝銜接容易出現差錯；另一方面由於各修復工藝單元分開進行，需要更大的修復作業區來滿足修復工程的需要，這些都增加了修復成本和管理成本，增加了管理難度，同時也降低了修復處理的效率。
[0004]目前在重金屬汙染土壤的穩定化治理中用到的設備一般系統工作和連續工作的能力差，不能實現對汙染土壤的連續性處理，處理效果和效率不夠。土壤中的雜物沒有採取有效的二次汙染防治措施，容易引起新的環境問題。
【發明內容】
[0005]本發明主要解決的技術問題是提供一種重金屬汙染土壤修複方法，該重金屬汙染土壤修複方法解決現有重金屬汙染土壤處理工藝中將汙染土壤破碎、雜質篩分、篩分雜質處理、藥劑添加、混合、水處理分開進行的不足，該修複方法具有高度的系統性和連續性，有利於汙染土壤治理過程的全面控制，減少環境的二次汙染，並且實現廢棄雜質資源的二次利用，減少了汙染土壤的排出量，能夠有效提高土壤修復效果和修復效率，降低土壤修復成本。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種重金屬汙染土壤修複方法，包括以下步驟:
[0007](I)設置土壤暫存區，將土壤暫存區的底部夯實並鋪設防滲膜或防滲布，將挖掘出的待修復的汙染土壤放置在土壤暫存區的防滲膜或防滲布上；
[0008](2)使用破碎設備對待修復土壤的土塊進行破碎；
[0009](3)將破碎後的土壤送入振動篩分設備，將土壤中的雜物與土壤分離開，過篩後的土壤落在振動篩分設備的下部，土壤中的混凝土、磚塊、石塊等雜物則被分隔在篩網上部；
[0010](4)將土壤中的雜物送入洗石設備進行水洗，將附著在雜物上的土壤洗脫；
[0011](5)將步驟(4)中土壤洗脫的泥水排入沉澱池中，通過沉澱的作用，將泥沙和水分離，沉澱池中沉澱後的上清液排入汙水管網或接入汙水處理設備進行進一步處理，沉澱池下部的沉泥送入脫濾設備進行脫水和過濾形成濾渣，脫濾後的水排放到沉澱池中進行循環利用；
[0012](6)將步驟(5)脫水和過濾後的濾渣以及步驟(3)過篩後的汙染土壤一起送入攪拌設備中，在攪拌設備中加入重金屬穩定劑和清水，將汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑攪拌混勻，使重金屬穩定劑與汙染土壤進行反應；
[0013](7)對步驟(6)處理後的土壤進行養護，養護時用編織袋、塑料膜、土工布或草墊對土壤進行覆蓋靜置，養護時間大於等於2天，養護期間保持土壤溼潤。
[0014]在本發明一個較佳實施例中，步驟(3)中所述的振動篩分設備為振動篩分機，所述振動篩分機的篩網網孔直徑為l_15cm。
[0015]在本發明一個較佳實施例中，步驟(4)中水洗後的清潔雜質置於晾曬場，晾乾後用於原土壤挖掘基坑回填、路基基礎、壩體內部材料、河道湖泊護坡填料。
[0016]在本發明一個較佳實施例中，步驟￠)中汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑的攪拌混合時間大於等於20分鐘。
[0017]在本發明一個較佳實施例中，步驟￠)中水份在汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑混合物中的重量百分比大於等於20 %。
[0018]在本發明一個較佳實施例中，步驟出)中重金屬穩定劑與汙染土壤的質量百分比為 1% -25% O
[0019]在本發明一個較佳實施例中，步驟(7)中溼潤土壤中的水份重量含量大於等於20%。
[0020]本發明一個較佳實施例中，所述的重金屬穩定劑為鈣基氧化物、微米級鐵粉、硫化物、膨潤土、和磷酸鹽的混合物，鈣基氧化物為氧化鈣或氫氧化鈣中的至少一種，硫化物為硫化鈉、硫化鉀、硫化鈣中的至少一種，磷酸鹽為磷酸鈣、磷酸鉀、磷酸二氫鈣、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨、磷酸三鉀中的至少一種，其成分質量百分比為鈣基氧化物佔25% -50%、微米級鐵粉佔1% -5%、硫化物佔10% -35%、膨潤土佔5% -15%、磷酸鹽佔5% -35%，其中微米鐵粉的粒徑為50-500微米，其餘成分的粒徑為50-250目。
[0021]本發明還提供一種用於上述重金屬汙染土壤修複方法中的設備，其包括依次相連的破碎設備、振動篩分設備、洗石設備、沉澱池、脫濾設備和攪拌設備，所述破碎設備的輸出端與振動篩分設備的輸入端相連接，所述振動篩分設備的輸出端與洗石設備的輸入端相連接，所述洗石設備的輸出端與沉澱池的輸入端相連接，所述沉澱池的輸出端與脫濾設備的輸入端相連接，所述脫濾設備的輸出端與攪拌設備的輸入端相連接，所述攪拌設備的輸入端同時與振動篩分設備的輸出端相連接。
[0022]優選地，上述設備還包括加藥倉，所述加藥倉的輸出端與所述攪拌設備的輸入端相連接。
[0023]本發明的有益效果是:本發明的重金屬汙染土壤修複方法可以對重金屬汙染土壤進行有效的破碎處理，通過分層篩選，剔除土壤中的雜物，並可對雜物進行處理和再利用，各個工序連續進行，使破碎、篩分、加入藥劑、混合、水處理各步驟一體化，避免了現有工藝方法中各處理步驟分開進行的不足，具有很好的系統性和連續性，有利於汙染土壤治理過程的全面控制，減少環境的二次汙染，並且實現廢棄雜質資源的二次利用，減少汙染土壤的排出量，能夠有效提高土壤修復效果和修復效率，降低土壤修復成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0025]圖1是本發明的重金屬汙染土壤修複方法的示意圖；
[0026]圖2是用於本發明的重金屬汙染土壤修複方法中的設備的實施例示意圖。
[0027]附圖中各部件的標記如下:101、破碎設備，102、振動篩分設備，103、洗石設備，104、沉澱池，105、脫濾設備，106、加藥倉，107、攪拌設備。
【具體實施方式】
[0028]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0029]本發明實施例包括:
[0030]請參閱圖1，本發明的重金屬汙染土壤修複方法包括以下步驟:
[0031](I)設置土壤暫存區，將土壤暫存區的底部夯實並鋪設防滲膜或防滲布，將挖掘出的待修復的汙染土壤放置在土壤暫存區的防滲膜或防滲布上；
[0032](2)使用破碎設備101對待修復土壤的土塊進行破碎；
[0033](3)將破碎後的土壤送入振動篩分設備102，即用振動篩分機將土壤中的雜物與土壤分離開，將雜物與土壤在振動篩分機的篩網上過篩，過篩後的土壤落在振動篩分設備102的下部，土壤中的混凝土、磚塊、石塊等雜物則被分隔在篩網上部，振動篩分機的篩網網孔直徑為l-15cm ；
[0034](4)將土壤中的雜物送入洗石設備103進行水洗，將附著在雜物上的土壤洗脫；
[0035](5)將步驟(4)中土壤洗脫的泥水排入沉澱池104中，通過沉澱的作用，將泥沙和水分離，沉澱池104中沉澱後的上清液排入汙水管網或接入汙水處理設備進行進一步處理，沉澱池104下部的沉泥送入脫濾設備105進行脫水和過濾形成濾渣，脫濾後的水排放到沉澱池104中進行循環利用；
[0036](6)將步驟(5)脫水和過濾後的濾渣以及步驟(3)過篩後的汙染土壤一起送入攪拌設備107中，在攪拌設備107中加入重金屬穩定劑和清水，清水在與汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑混合的混合物中的重量佔比大於等於20%，將汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑攪拌混勻，使重金屬穩定劑與汙染土壤進行充分的反應，汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑一起的攪拌混合時間大於等於20分鐘；其中重金屬穩定劑與汙染土壤的質量百分比為1% -25% ;向攪拌設備107中加入重金屬穩定劑時，使用PLC或其他控制器件控制的加藥倉106進行加藥，即將重金屬穩定劑置入加藥倉106內，通過加藥倉106向攪拌設備107中精確加入所需重量的重金屬穩定劑，保證汙染土壤的處理效果；
[0037](7)對步驟(6)處理後的土壤進行養護，養護時用編織袋、塑料膜、土工布或草墊對土壤進行覆蓋靜置，養護時間大於等於2天，養護期間保持土壤溼潤，土壤中的水份重量含量大於等於20%。
[0038]步驟(4)中水洗後的清潔雜質置於晾曬場，晾乾後可以用於原土壤挖掘基坑回填、路基基礎、壩體內部材料、河道湖泊護坡填料等。
[0039]優選地，所述的重金屬穩定劑為鈣基氧化物、微米級鐵粉、硫化物、膨潤土、和磷酸鹽的混合物，鈣基氧化物為氧化鈣或氫氧化鈣中的至少一種，硫化物為硫化鈉、硫化鉀、硫化鈣中的至少一種，磷酸鹽為磷酸鈣、磷酸鉀、磷酸二氫鈣、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨、磷酸三鉀中的至少一種，其成分質量百分比為鈣基氧化物佔25% _50%、微米級鐵粉佔1% -5%、硫化物佔10% -35%、膨潤土佔5% -15%、磷酸鹽佔5% -35%，其中微米鐵粉的粒徑為50-500微米，其餘成分的粒徑為50-250目。這些成分的組合能夠有效地去除土壤中的鉻、鎘、汞、砷、鉛、銅、鋅、鎳等重金屬汙染。
[0040]請參閱圖2，本發明還提供一種用於上述重金屬汙染土壤修複方法中的設備，其包括依次相連的破碎設備101、振動篩分設備102、洗石設備103、沉澱池104、脫濾設備105和攪拌設備107，所述破碎設備101的輸出端與振動篩分設備102的輸入端相連接，所述振動篩分設備102的輸出端與洗石設備103的輸入端相連接,所述洗石設備103的輸出端與沉澱池104的輸入端相連接，所述沉澱池104的輸出端與脫濾設備105的輸入端相連接，所述脫濾設備105的輸出端與攪拌設備107的輸入端相連接，所述攪拌設備107的輸入端同時與振動篩分設備102的輸出端相連接。
[0041]優選地,上述設備還包括加藥倉106,加藥倉106是一種加藥裝置,用於向攪拌設備107中加藥即加入重金屬穩定劑，所述加藥倉106的輸出端與所述攪拌設備107的輸入端相連接，實現精確地向攪拌設備107中加入重金屬穩定劑。
[0042]正常工作時，汙染土壤被傳輸機構送入到破碎設備101進行破碎。破碎後的土壤從破碎設備101的輸出端送到振動篩分設備102內進行過篩，過篩分離後的土壤送入攪拌設備107,過篩分尚後的石塊等雜物從振動篩分設備102的輸出端送入洗石設備103進行洗脫。洗脫下來的汙染土壤的泥水從洗石設備103的輸出端排到沉澱池104內進行沉澱，沉澱後的沉泥進入脫濾設備105進行脫水和過濾形成濾渣，濾渣從脫濾設備105的輸出端進入攪拌設備107中，與攪拌設備107中的汙染土壤、重金屬穩定劑和加入的清水等一起攪拌混合，進行反應。
[0043]上述設備能夠系統地、連續地對汙染土壤進行處理，處理的效率高、效果好。
[0044]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)設置土壤暫存區，將土壤暫存區的底部夯實並鋪設防滲膜或防滲布，將挖掘出的待修復的汙染土壤放置在土壤暫存區的防滲膜或防滲布上； (2)使用破碎設備對待修復土壤的土塊進行破碎； (3)將破碎後的土壤送入振動篩分設備，將土壤中的雜物與土壤分離開，過篩後的土壤落在振動篩分設備的下部，土壤中的混凝土、磚塊、石塊等雜物則被分隔在篩網上部； (4)將土壤中的雜物送入洗石設備進行水洗，將附著在雜物上的土壤洗脫； (5)將步驟(4)中土壤洗脫的泥水排入沉澱池中，通過沉澱的作用，將泥沙和水分離，沉澱池中沉澱後的上清液排入汙水管網或接入汙水處理設備進行進一步處理，沉澱池下部的沉泥送入脫濾設備進行脫水和過濾形成濾渣，脫濾後的水排放到沉澱池中進行循環利用； (6)將步驟(5)脫水和過濾後的濾渣以及步驟(3)過篩後的汙染土壤一起送入攪拌設備中，在攪拌設備中加入重金屬穩定劑和清水，將汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑攪拌混勻，使重金屬穩定劑與汙染土壤進行反應； (7)對步驟(6)處理後的土壤進行養護，養護時用編織袋、塑料膜、土工布或草墊對土壤進行覆蓋靜置，養護時間大於等於2天，養護期間保持土壤溼潤。
2.根據權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，步驟(3)中所述的振動篩分設備為振動篩分機，所述振動篩分機的篩網網孔直徑為l_15cm。
3.根據權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，步驟(4)中水洗後的清潔雜質置於晾曬場，晾乾後用於原土壤挖掘基坑回填、路基基礎、壩體內部材料、河道湖泊護坡填料。
4.根據權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，步驟￠)中汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑的攪拌混合時間大於等於20分鐘。
5.根據權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，步驟(6)中水份在汙染土壤、濾渣和重金屬穩定劑混合物中的重量百分比大於等於20%。
6.根據權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，步驟(6)中重金屬穩定劑與汙染土壤的質量百分比為1% _25%。
7.根據權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，步驟(7)中溼潤土壤中的水份重量含量大於等於20 %。
8.根據權利要求1或4-6中任一項所述的重金屬汙染土壤修複方法，其特徵在於，所述的重金屬穩定劑為鈣基氧化物、微米級鐵粉、硫化物、膨潤土、和磷酸鹽的混合物，鈣基氧化物為氧化鈣或氫氧化鈣中的至少一種，硫化物為硫化鈉、硫化鉀、硫化鈣中的至少一種，磷酸鹽為磷酸鈣、磷酸鉀、磷酸二氫鈣、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨、磷酸三鉀中的至少一種，其成分質量百分比為鈣基氧化物佔25% _50%、微米級鐵粉佔1% -5%、硫化物佔10% -35%、膨潤土佔5% -15%、磷酸鹽佔5% _35%，其中微米鐵粉的粒徑為50-500微米，其餘成分的粒徑為50-250目。
9.一種用於權利要求1所述的重金屬汙染土壤修複方法中的設備，其特徵在於，包括依次相連的破碎設備、振動篩分設備、洗石設備、沉澱池、脫濾設備和攪拌設備，所述破碎設備的輸出端與振動篩分設備的輸入端相連接，所述振動篩分設備的輸出端與洗石設備的輸入端相連接，所述洗石設備的輸出端與沉澱池的輸入端相連接，所述沉澱池的輸出端與脫濾設備的輸入端相連接，所述脫濾設備的輸出端與攪拌設備的輸入端相連接，所述攪拌設備的輸入端同時與振動篩分設備的輸出端相連接。
10.根據權利要求9所述的用於重金屬汙染土壤修複方法中的設備，其特徵在於，還包括加藥倉，所述加藥倉的輸出端與所述攪拌設備的輸入端相連接。
【文檔編號】B09C1/00GK104226678SQ201410453179
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】周昱 申請人:周昱