一種含重金屬的廢渣或土壤的淋洗裝置的製作方法

2023-04-27 19:29:37 1

本實用新型屬於環境修復領域，具體涉及一種含重金屬的廢渣或土壤的淋洗裝置。

背景技術：

目前針對含重金屬廢渣及重金屬汙染土壤的修復技術主要有化學淋洗法、生物修復法、電動力學修復法、安全填埋法、固定化/穩定化法等。但這些方法都具有各自的局限性：如固定化/穩定化法成本較高，也不能從根本上去除重金屬。電動修復法對土壤條件要求苛刻、修復成本昂貴，適用小面積汙染，而且現場不易操作。生物修復包括植物修復和微生物修復法，該技術主要表現在處置時間長，難以滿足快速修復汙染土壤的需求，對於植物修復法還存在植物的處理問題。化學淋洗法包括原位淋洗和異位淋洗法，原位土壤淋洗修復技術適用於水力傳導係數大於10-3cm/s的多孔隙、易滲透的土壤，在操作過程中應注意對地下水流場和汙染物遷移的控制。傳統的異位淋洗技術則是將受汙染土壤挖掘至容器中，用淋洗液清洗，使土壤中的重金屬汙染物轉移至淋洗劑所在的液相中，再對混合物進行泥水分離，淋洗液中的汙染物經處置後，可再次用於淋洗步驟中，淋洗後的土壤如符合控制標準，則可以進行回填或安全利用，但處理能力受設備的局限，無法大規模的開展淋洗工藝，且面臨著泥水分離的巨大問題。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種含重金屬的廢渣或土壤的快速淋洗裝置，尤其是針對需處理的含重金屬廢渣量大且工期緊張的情況，能夠快速高效的實現含重金屬廢渣的修複目標，且處理規模不受設備處理能力的限制，並省去了傳統工藝中必須的固液分離步驟，能夠極大的縮短工期、節省成本、避免二次汙染的產生。

本實用新型提供了一種含重金屬的廢渣或土壤的淋洗裝置，包括：破碎機、篩分機、淋洗場、噴淋裝置、至少兩個收集池和沉澱池，

其中，破碎機和篩分機之間設置有將破碎機的破碎產物運送至篩分機的第一運輸裝置和將篩分機的篩上產物運送至破碎機的第二運輸裝置；篩分機和淋洗場之間設置有將篩分機的篩上產物運送至淋洗場的第三運輸裝置；

淋洗場上設置有導排盲溝和收集導排管道，在淋洗場上築堆廢渣堆，廢渣堆上方設置噴淋裝置；噴淋裝置通過設有閥門的管道與至少兩個收集池的淋洗液出口連接；淋洗場的導排盲溝和管道通過設有閥門的管道與至少兩個收集池的淋洗液入口連接；

至少兩個收集池通過設有閥門的管道與沉澱池連通，沉澱池的上清液通過設有閥門的管道與至少兩個收集池連通。

作為優選技術方案，所述第一運輸裝置、第二運輸裝置和第三運輸裝置是膠帶運輸機。

作為優選技術方案，淋洗場按照危險廢物填埋場的標準設置雙層防滲結構，

作為優選技術方案，所述至少兩個收集池中設置有攪拌裝置。

作為優選技術方案，上述的淋洗裝置，還包括：加藥裝置，通過管道與所述至少兩個收集池連通。

作為優選技術方案，上述的淋洗裝置，還包括：通過管道與所述沉澱池底部連通的汙泥池。

作為優選技術方案，上述的淋洗裝置，還包括：用於乾燥汙泥的乾燥裝置。所述乾燥裝置優選為壓濾機。

作為優選技術方案，所述噴淋裝置優選為噴淋管道。

作為優選技術方案，圍繞廢渣堆設置有攔渣壩。

本實用新型針對現有的異位淋洗技術存在的處理能力受設備限制無法大規模運行、泥水分離困難等問題，提出了一種含重金屬的廢渣或土壤的淋洗裝置，能實現大規模處理，不受設備處理能力的限制，極大的縮短施工工期。同時本實用新型的淋洗修復工藝操作簡單，淋洗液自動收集導排，免去了土壤與廢水分離的困難，能夠極大的縮短工期、節省成本、避免二次汙染的產生。

附圖說明

圖1是本實用新型的含重金屬的廢渣或土壤的淋洗裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

如圖1所示，本實用新型提供的含重金屬的廢渣或土壤的淋洗裝置，包括：料倉1，破碎機2、篩分機4、淋洗場5、至少兩個收集池（在具體實施方式中以兩個收集池為例進行說明，第一收集池8和第二收集池9）、沉澱池11、汙泥池12、加藥裝置13和乾燥裝置14。

料倉1用於儲備含重金屬的廢渣或土壤。

破碎機2和篩分機4之間設置有將破碎機2的破碎產物運送至篩分機4的第一運輸裝置31和將篩分機4的篩上產物運送至破碎機2的第二運輸裝置32；篩分機4和淋洗場5之間設置有將篩分機4的篩上產物運送至淋洗場5的第三運輸裝置33。在優選實施方式中，第一運輸裝置31、第二運輸裝置32和第三運輸裝置33是膠帶運輸機，膠帶運輸機能夠保證運輸物品的疏鬆和分散性，如此可保證淋洗場5的廢渣堆的疏鬆堆築，從而廢渣更易於淋洗。

淋洗場5上設置有導排盲溝和管道（圖中未示出），淋洗場5地面上築堆廢渣堆6（廢渣堆的築堆高度為2~10m），廢渣堆6上方設置噴淋裝置7（噴淋管），淋洗場5按照危險廢物填埋場的標準設置雙層防滲結構（如：可按照《GB18598-2001危險廢物填埋汙染控制標準》和《危險廢物安全填埋處置工程項目建設技術要求——環發（2004）75 號》等設置防滲結構），防止汙染物的滲透；圍繞廢渣堆6設置有攔渣壩50，以防止淋洗中廢渣滑落；噴淋裝置7通過設有泵（圖中未示出）和閥門的管道與第一收集池8和第二收集池9的淋洗液出口連接；淋洗場5的導排盲溝和管道通過設有閥門的管道與第一收集池8和第二收集池9的淋洗液入口連接。

第一收集池8和第二收集池9通過設有泵（圖中未示出）和閥門的管道與沉澱池11連通，沉澱池11的上清液通過設有泵（圖中未示出）和閥門的管道分別連通第一收集池8和第二收集池9。

汙泥池12通過設有泵（圖中未示出）的管道與沉澱池11底部連通。

乾燥裝置14（壓濾機），接收汙泥池12的汙泥並將其乾燥。

加藥裝置13，通過管道連通第一收集池8和第二收集池9。

第一收集池8和第二收集池9中設有攪拌裝置10。

本實用新型的含重金屬的廢渣或土壤的淋洗工藝，包括如下步驟：

1）含重金屬的廢渣或土壤從料倉1下口給料，經破碎機2破碎後，由第一運輸裝置31運送到篩分機4上進行篩分；

2）篩分機4的篩上產物由第二運輸裝置32運輸返回破碎機2進行再破碎，篩分機4的篩下產物由第三運輸裝置33運輸到淋洗場5進行堆築，形成廢渣堆6（廢渣堆的築堆高度為2~10m。根據廢渣性質，可以選擇一次性築堆10m淋洗，也可以採用每批築堆2~3m，完成一批淋洗後，再將合格廢渣清理後繼續築堆淋洗）。淋洗場5按照危險廢物填埋場的標準設置雙層防滲結構（由於淋洗液重金屬含量超標，為防止汙染洩漏產生二次汙染，需建設防滲系統，防滲系統的建設標準參考危險廢物填埋場的建設要求，採用雙層防滲結構）圍繞廢渣堆6設置有攔渣壩50，以防止淋洗中廢渣滑落。

3）廢渣堆上方布設噴淋裝置7對廢渣進行淋洗，噴淋裝置7連接第一收集池8和第二收集池9的淋洗液出口，第一收集池8和第二收集池9含有淋洗劑溶液以提供淋洗液給噴淋裝置（所用淋洗劑為經實驗室確定的淋洗劑溶液；淋洗方式為在廢渣堆體上布置噴液管路，採用噴淋或滴淋的方式進行，淋洗強度為10~40L/m2·h），淋洗後，淋洗液經淋洗場5設置的導排盲溝和管道流入第一收集池8和第二收集池9的淋洗液入口進行收集。

4）對第一收集池8內的淋洗液進行動態監測，當第一收集池8內的淋洗液的重金屬含量不再增加時，關閉第一收集池8的淋洗液入口和淋洗液出口， 第二收集池9繼續提供淋洗液給噴淋裝置7且淋洗場5的導排盲溝和管道輸送淋洗液給第二收集池9；

5）向第一收集池8中加入沉澱藥劑，絮凝沉澱後泵送到沉澱池11進行沉澱；沉澱1小時後，沉澱池11的上清液輸送回第一收集池8中，經補充淋洗藥劑後作為淋洗液使用；沉澱池11中沉澱的汙泥輸送至汙泥池12暫存，汙泥經乾燥裝置14脫水後，輸送至危險廢物處置中心處理或經固化/穩定化處理後安全填埋。

6）開啟第一收集池8的淋洗液入口和淋洗液出口同時關閉第二收集池9的淋洗液入口和淋洗液出口，向所述其餘收集池中加入沉澱藥劑，反應完成後，將所述其餘收集池中的溶液引入沉澱池進行沉澱；沉澱池的上清液輸送回所述其餘收集池中，經補充淋洗藥劑後作為淋洗液使用；沉澱池中沉澱的汙泥脫水後，輸送至危險廢物處置中心處理或經固化/穩定化處理後安全填埋。

7）重複步驟4）~6），當動態監測到淋洗液中的重金屬含量達標時，對廢渣堆進行取樣檢測，按照相關驗收標準要求進行浸出試驗，當廢渣浸出溶液中重金屬含量達標時，停止淋洗。

以下以含鉻廢渣為例對本實用新型進行進一步說明：

實驗室準備工作：現場取樣到實驗室進行檢測分析及小試試驗，在實驗室對含鉻廢渣的滲透係數進行檢測，並確定最佳淋洗劑、淋洗強度及淋洗周期等指標指導後期工程實施。實驗中對某項目含鉻建築垃圾原樣浸出（浸出方法參照項目驗收要求的浸出標準），浸出液中六價鉻含量為249.33mg/L，該含鉻建築垃圾滲透係數大於10-3cm/s。通過小試實驗綜合考慮項目成本，最終確定淋洗劑為水溶液（pH值調節為3~5），含鉻建築垃圾破碎到粒度小於5cm，淋洗強度為30L/m2·h，淋洗處理18天後，對建築垃圾取樣，採用硫酸-硝酸法浸出，檢測到浸出液中六價鉻濃度低於0.5mg/L，達到項目驗收標準。

淋洗場及溶液池建設：為防止汙染洩漏產生二次汙染，淋洗場及溶液池必須建設防滲系統，防滲系統的建設標準參考危險廢物填埋場的建設要求，採用雙層防滲結構。為實現含鉻建築垃圾與淋洗液的自動分離，在淋洗場內設置淋洗液的收集導排盲溝（含管道），其建設要求參照《生活垃圾填埋場防滲系統工程技術規範 CJJ112-2007》。實例項目需處理含鉻建築垃圾2萬m3，設計廢渣堆平均堆高3m，淋洗場建設佔地面積1萬m2。

物料準備：設置破碎篩分系統對含鉻建築垃圾進行預處理，破碎篩分系統採用閉路工藝流程，含鉻建築垃圾經破碎機2破碎後，由第一運輸機（膠帶運輸機）31運到篩分機4上篩分，篩分機4的篩上產物由第二運輸機（膠帶運輸機）32運輸返回到破碎機2中進行再破碎，最終合格的物料控制為粒度小於5cm。

築堆：篩分機4篩分符合要求的篩下產物由第三運輸機（膠帶運輸機）33運輸到淋洗場5上築堆，以膠帶運輸機代替自卸車運輸築堆，確保廢渣堆6的滲透係數大於10-3cm/s。

淋洗系統設置及淋洗運行：在廢渣堆6上的布置噴淋裝置（管道）7，淋洗的方式可以選擇噴淋或滴淋等形式，實例中採用噴淋，噴淋強度為30L/m2·h。淋洗劑貯存在第一收集池8和第二收集池9，兩個收集池內的淋洗劑依次對廢渣堆進行淋洗，穿過廢渣堆的淋洗液經淋洗場5內設置的收集導排盲溝及管道輸送到相應的收集池中。對收集池內的淋洗液進行動態監測，當第一收集池8內淋洗液六價鉻含量不再增加（或增加緩慢）時，改由第二收集池9中的淋洗劑對廢渣堆進行淋洗，如此依次循環進行。

廢水處理：採用還原沉澱法對第一收集池8中的含鉻廢水進行處理，此時的第一收集池8作為廢水處理的反應池。通過加藥裝置13向第一收集池8中加入焦亞硫酸鈉，並調節pH為3~4，用攪拌裝置10攪拌反應30min後，加入NaOH溶液調節pH為8~10，然後加入PAM並攪拌反應30min後泵送到沉澱池11中進行沉澱；沉澱1小時後將上清液泵送到第一收集池（兼作反應池）8中，經調節pH後作為淋洗劑循環使用。沉澱池11內的汙泥泵送到汙泥池12中暫存，待汙泥貯存到一定量後，用乾燥裝置（壓濾機）14脫水，產生的濾餅外運至危險廢物處置中心處置。

動態監測：對收集池內的淋洗液進行動態監測，當監測到淋洗液中六價鉻含量低於驗收標準時，對廢渣進行取樣檢測，當廢渣浸出溶液中六價鉻含量達到驗收標準時，停止淋洗。

實例中採用本實用新型的淋洗修復工藝處理含鉻建築垃圾2萬m3，運行1個月後檢測到含鉻建築垃圾的浸出六價鉻濃度低於0.5mg/L，達到驗收標準。在較短的時間內完成了大量含鉻建築垃圾的處理，不受設備處理能力的限制，其淋洗周期只與其處理對象的浸出速度有關。本淋洗修復工藝操作簡單，生產成本低，自動實現含鉻建築垃圾與淋洗液的分離，避免了二次汙染的產生。

本實用新型針對需處理的含鉻廢渣量大且工期緊張的情況，能夠快速高效的實現含鉻廢渣的修複目標，且處理規模不受設備處理能力的限制，並省去了傳統工藝中必須的固液分離步驟，能夠極大的縮短工期、節省成本、避免二次汙染的產生。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。