一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統及方法與流程
2024-04-04 12:57:05
本發明涉及一種土壤淋洗修復系統及方法，屬於土壤重金屬汙染治理領域，具體涉及一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統及方法。
背景技術：
土壤汙染是由於具有生理毒性的物質或過量的植物營養元素進入土壤而導致土壤性質惡化和植物生理功能失調的現象。隨著我國經濟的高速發展，粗放型的經濟增長模式導致土壤汙染狀況嚴重惡化。根據2014年全國土壤汙染狀況調查公報，我國16.1％的國土面積受到汙染，19.4％的耕地受到汙染，約三分之一受調查的工業場地受到汙染。土壤汙染類型以重金屬汙染為主，有機物汙染次之，複合型汙染比重較小。導致土壤汙染的重金屬主要包括鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅和鎳，調查公報顯示這些重金屬點位超標率分別為7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％，由於土壤中重金屬具有隱蔽性、累積性、滯後性且毒性較強和易被生物吸收的特點，因此針對土壤重金屬汙染修復工作刻不容緩。
重金屬汙染土壤的修復主要有三種方法。第一種是對汙染土壤進行安全填埋處置，這種方式佔地面積較大。第二種是對汙染土壤進行固化穩定化，使活化態的重金屬轉變為穩定態，降低其在土壤中的遷移性、生物可利用性。這種途徑可以降低土壤中重金屬的毒害，但隨著環境因子的改變，重金屬固化穩定化的過程有可能逆向進行，導致修復不徹底。第三種是去除土壤中的重金屬。植物修復可以實現重金屬的清除，國內對植物修復技術研究也較多，但對於有些高濃度重金屬汙染的土壤，如不進行前處理降低重金屬的濃度和毒性，植物修復通常是不可行的。而淋洗技術能夠高效、無二次風險、徹底地去除汙染土壤中的重金屬，既可單獨修復小面積的重金屬汙染土壤，也可作為前處理技術與其他修複方法聯合應用，得到越來越廣泛的應用。
土壤淋洗技術根據處理方式不同分為原位淋洗和異位淋洗。原位淋洗法是直接將淋洗劑注入土壤中，在下遊將淋洗液抽提出土壤表面，然後對淋洗液進行處理，如此持續進行，直到土壤環境質量達到相關標準。異位淋洗是將汙染土壤挖掘出，投入淋洗設備中，採用淋洗液清洗去除或轉移濃縮土壤中的汙染物，最後處理含汙染物的淋洗液或減量後的濃縮泥餅。該技術可用於重金屬汙染土壤以及多環芳烴、多氯聯苯、有機氯農藥等持久性有機汙染土壤的修復治理。
儘管土壤淋洗法具有長效性、易操作性和高滲透性等優點，但是也存在2個主要缺點：一是淋洗法需要消耗大量的水來配製淋洗液；二是大量淋出液需要處理。淋出液中富含重金屬與淋洗劑的絡合物，如果沒有得到妥善處理，會對地下水存在汙染風險。
技術實現要素：
本發明主要目的是解決現有土壤淋洗技術中存在的重金屬汙染處理效率低下及成本高的技術問題，提供了一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統及方法。本發明通過淋洗劑將重金屬從土壤中轉移到淋洗液中，再利用磁性介質作為吸附材料，快速吸附淋洗液中的各種金屬離子，使得難以修復的重金屬汙染土壤得到迅速恢復。磁性介質在強磁場的作用下被吸附到三維順磁金屬鏈網中，通過金屬鏈網的機械傳動將磁介質帶出並回收，提高磁種的利用率，降低修復成本。
本發明的上述目的主要是通過下述技術方案得以解決：
一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統，包括：依次相連的土壤破碎系統、土壤泥砂石分離系統、超導磁分離系統、汙泥脫水系統及回用水深化處理系統。
優化的，上述的一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統，所述土壤破碎系統包括：土壤存儲料倉、土壤破碎機及皮帶機順次連接組成。
所述土壤泥砂石分離系統包括：依次連接的圓筒迴轉篩、泥水混合攪拌池、水力旋流器、脫水篩；所述圓筒迴轉篩的進口與皮帶機相連，其細料出口連接泥水混合攪拌池，粗料出口連接滾筒洗石機，滾筒洗石機粗料出口端與皮帶機相連，滾筒洗石機底部設置的泥水收集槽出水端與脫水篩進料口相連。
所述超導磁分離系統包括：進口與水力旋流器輕介質出口端、脫水篩出水端相連的收集罐；所述收集罐連接混合罐；所述混合罐與磁介質進樣器、磁介質提取機構相連，所述磁介質提取機構連接超導磁分離機。
所述汙泥脫水系統包括：順次相連的泥土沉澱池、泥土脫水機及洗滌用水池，其中泥土沉澱池進口端分別與磁分離罐體溢流口和排泥口相連，其出水端與洗滌用水池進口端相連，洗滌用水池出口端分別與泥水混合攪拌池和滾筒洗石機相連。
所述回用水深化處理系統包括：調節池、酸儲罐、鐵碳微電解反應罐、空壓機、Fenton反應槽、雙氧水儲罐、助凝劑儲罐、混凝沉澱池、汙泥脫水機、回用水存儲池，其中，調節池與前端分別與洗滌用水池和酸儲罐相連，其中末端依次連接鐵碳微電解反應罐、Fenton反應槽、混凝沉澱池、汙泥脫水機和回用水存儲池；其中Fenton反應槽和混凝沉澱池進口端分別與雙氧水儲存罐和助凝劑儲罐相連；回用水存儲池分別與泥水混合攪拌池和滾筒洗石機相連，混凝沉澱池上清液出水端與回用水存儲池相連。
優化的，上述的一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統，所述酸儲罐用於存儲工業硫酸或鹽酸中的至少一種，所述助凝劑儲罐用於存儲聚丙烯醯胺。
優化的，上述的一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統，所述磁介質提取機構包括：旋風分離器和真空泵，所述旋風分離器進氣口端與負壓喇叭口相連，末端旋風分離出氣口端與真空泵和正壓喇叭口順次相連，所述旋風分離器出料口處於混合罐上方。
優化的，上述的一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統，土壤存儲料倉側壁配備破拱電機及平板振動器，防止下料堵塞；所述土壤破碎機用於汙染土壤及其雜質的破碎；所述皮帶機用於將粉碎後的土壤輸送至圓筒迴轉篩中。
優化的，上述的一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統，所述混合罐上設置有介質投放口，所述混合罐的出口與所述超導磁分離機的進液口相連，所述超導磁分離機位於磁場區域內，其內部設置有絞接於動輪上的金屬鏈網，所述金屬鏈網至少部分延伸至磁介質提取機構上相對設置的兩個空吹喇叭口之間；其中一個空吹喇叭口為正壓，另一個空吹喇叭口為負壓，並且負壓的空吹喇叭口連接若干個固氣分離器。
一種汙水處理方法，使用上述的系統進行汙水處理。
因此，本發明具有如下優點：
(1)通過淋洗劑將重金屬從土壤中轉移到淋洗液中，再利用磁性介質作為吸附材料，快速吸附淋洗液中的各種金屬離子，使得難以修復的重金屬汙染土壤得到迅速恢復。
(2)磁性介質在強磁場的作用下被吸附到三維順磁金屬鏈網中，通過金屬鏈網的機械傳動將磁介質帶出並回收，提高磁種的利用率，降低了修復成本。
附圖說明
圖1是重金屬汙染土壤淋洗修復系統示意圖；
圖2是重金屬汙染土壤淋洗修復系統的流程圖；
圖3是磁種加入批次對鉛吸附量及鉛累積去除量的影響；
圖4是磁種加入批次對砷吸附量及砷累積去除量的影響；
圖中：1-重金屬汙染土壤，2-土壤存儲料倉，3-土壤破碎機，4.1-第一皮帶機、4.2-第二皮帶機、4.3-第三皮帶機、4.4-第四皮帶機、4.5-第五皮帶機，5-圓筒迴轉篩，6-滾筒洗石機，7-潔淨石子堆放場，8-泥水混合攪拌池，9-水力旋流器，10-脫水篩，11-潔淨砂子堆放場，12-收集罐，13-混合罐，14-磁介質進樣器，15-超導磁分離機、15.1-超導體、15.2-磁分離罐體、15.3-金屬鏈網，16-系統控制櫃，17-制冷機，18-磁介質提取機構、18.1-一級旋風分離器、18.2-二級旋風分離器，19-泥土沉澱池，20-泥土脫水機，21-潔淨泥土，22-洗滌用水池，23-在線水質檢測儀，24-調節池，25-酸儲罐，26-鐵碳微電解反應罐，27-空壓機，28-Fenton反應槽，29-雙氧水儲罐，30-助凝劑儲罐，31-混凝沉澱池，32-汙泥脫水機，33-泥餅，34-回用水存儲池；泥水泵P1、泥水泵P2、泥水泵P3、泥水泵P4、泥水泵P6，真空泵P5，汙泥泵P7、汙泥泵P11，清水泵P8、清水泵P9、清水泵P10、清水泵P12；電磁閥F1、電磁閥F2、電磁閥F3、電磁閥F4。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例：
圖1是本實施例的重金屬汙染土壤淋洗修復處理工藝，包括順次相連的土壤破碎系統、土壤泥砂石分離系統、超導磁分離系統、汙泥脫水系統及回用水深化處理系統。
圖2是一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統的一個可選的具體實施系統設備流程圖。
其中，土壤破碎系統由土壤存儲料倉2、土壤破碎機3及第一皮帶機4.1順次連接組成；
所述土壤泥砂石分離系統包括：圓筒迴轉篩5、滾筒洗石機6、泥水混合攪拌池8、水力旋流器9、脫水篩10、第二皮帶機4.2、第三皮帶機4.3及第四皮帶機4.4，其中泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6進口端分別與圓筒迴轉篩5細料和粗料出口端連接，滾筒洗石機6出口端與第四皮帶機4.4相連，泥水混合攪拌池8、水力旋流器9重料出口端、脫水篩10進料口及第五皮帶機4.5依次連接，脫水篩10出口端與水力旋流器9輕料出口端一併連接到超導磁分離系統中的收集罐12進口端，滾筒洗石機6粗料出口端與脫水篩10進料口相連；
所述超導磁分離系統包括收集罐12、混合罐13、磁介質進樣器14、超導磁分離機15、系統控制櫃16、制冷機17及磁介質提取機構18，其中收集罐12、混合罐13、超導磁分離機15和磁介質提取機構18順次相連，所述超導磁分離機15分別與系統控制櫃16和制冷機17相連，收集罐12進口端分別與水力旋流器9輕介質出口端和脫水篩10出水端相連；所述混合罐13安裝有攪拌葉輪和電機，所述混合罐13上方設置有磁介質提取機構和磁介質投放口，所述磁介質投放口與磁介質進樣器14相連；
所述超導磁分離機15包括超導體15.1、磁分離罐體15.2和金屬鏈網15.3，所述超導體15.1可以拆卸更換，所述超導體15.1包括高溫超導體和低溫超導體，所述磁分離罐體15.2包括進液口、溢流口、排泥口和兩個吹吸喇叭口，所述進液口與混合罐13排水口相連，所述溢流口分別與收集罐12和汙泥脫水系統中泥土沉澱池19進水端相連，所述排泥口與汙泥脫水系統中泥土沉澱池19進水端相連，所述磁介質提取機構18包括一級旋風分離器18.1和二級旋風分離器18.2，所述兩個吹吸喇叭口一個為正壓，一個為負壓，所述一級旋風分離器18.1進氣口端與負壓喇叭口相連，出氣口端與二級旋風分離器18.2進氣口、真空泵P5和正壓喇叭口順次相連。
所述汙泥脫水系統包括順次相連的泥土沉澱池19、泥土脫水機20及洗滌用水池22，其中泥土沉澱池19進口端分別與磁分離罐體15.2溢流口和排泥口相連，泥土沉澱池19出水端和排泥端分別與洗滌用水池22和汙泥濃縮池19進口端相連，洗滌用水池22出口端分別與泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6進口端相連；所述洗滌用水池22出水口管道到安裝有在線水質檢測儀23。
所述回用水深化處理系統包括調節池24、酸儲罐25、鐵碳微電解反應罐26、空壓機27、Fenton反應槽28、雙氧水儲罐29、助凝劑儲罐30、混凝沉澱池31、汙泥脫水機32和回用水存儲池34，其中，調節池24前端分別與洗滌用水池22和酸儲罐25相連，其末端依次連接鐵碳微電解反應罐26、Fenton反應槽28、混凝沉澱池31、汙泥脫水機32和回用水存儲池34；其中Fenton反應槽28和混凝沉澱池31進口端分別與雙氧水儲存罐29和助凝劑儲罐30相連；回用水存儲池34出口端分別與泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6相連，混凝沉澱池31上清液出水端與回用水存儲池34進口端相連；其中所述酸儲罐25用於存儲工業硫酸或鹽酸中的至少一種，所述助凝劑儲罐30用於存儲聚丙烯醯胺溶液。
所述土壤存儲料倉2用於重金屬汙染土壤的暫存及系統上料，所述料倉側壁配備破拱電機及平板振動器，防止下料堵塞；所述粉碎機3用於汙染土壤及其雜質的破碎；所述皮帶機4.1用於將粉碎後的土壤輸送至圓筒迴轉篩中。
所述圓筒迴轉篩5用於篩分破碎後的土壤，分離出含有大於10mm的粗料和小於10mm的細料，所述圓筒迴轉篩5由電機、減速機、滾筒裝置、機架等機構組成，其中滾筒裝置傾斜布置，電動機經減速機，與滾筒機構連接在一起，驅動滾筒機構繞其軸線轉動，所述迴轉篩滾筒裝置通過機體密封蓋密封，從而保證設備在工作過程中，有效防止粉塵汙染；經圓筒迴轉篩5分離出的粗料通過第三皮帶機4.3輸送至滾筒洗石機6，分離出的潔淨石子經第四皮帶機4.4輸送至潔淨石子堆放場7，分離後得到的泥漿經滾筒洗石機6底部集水槽收集後進入到脫水篩10中，所述滾筒洗石機6用於圓筒迴轉篩5篩分出來的粗料的淋洗，依靠粗料與水流、粗料與設備內壁及粗料相互間的摩擦來實現粗料與其表面細顆粒的分離；粒徑小於10mm的細料經第二皮帶機4.2輸送至泥水混合攪拌池8中，所述泥水混合攪拌池8用於水和細料混合製備泥水混合物，通過攪拌混合將重金屬從土壤中分離到水中；所述水力旋流器9用於分離泥水中比重較大的細顆粒物；所述脫水篩10用於分離經過水力旋流器處理後得到的細顆粒物質中的水分。
所述收集罐12用於收集脫水篩10出水及旋流分離器9排放出的輕介質；所述混合罐13用於收集罐定量來水與磁介質混合，所述磁介質來自磁介質提取機構18和磁介質進樣器14；所述磁介質進樣器14用於定量的向混合罐中補充磁性介質；所述超導磁分離機15包括超導體15.1、磁分離罐體15.2和金屬鏈網15.3，所述超導體15.1用於向超導磁分離機15內部提供預定高梯度磁場；所述磁分離罐體15.2用於收集存儲混合有磁性介質的泥水；所述金屬鏈網15.3在高梯度磁場中被磁化後能吸附水中的磁性物質；所述磁介質提取機構18用於分離收集金屬鏈網15.3上吸附有重金屬的磁性介質；所述一級旋風分離器18.1和二級旋風分離器18.2用於分離氣體中的磁性介質，並將分離出的磁性介質重新回用到混合罐13中。
所述泥土沉澱池19用於沉澱經超導磁分離系統處理後達標排放的泥水以及磁介質提取機構排放的底泥；所述泥土脫水機20用於汙泥漿的濃縮與脫水；所述洗滌用水池22用於收集汙泥沉澱池19的排出的上清液及泥土脫水機20壓濾出水，並為泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6提供用水；所述水質在線水質檢測儀23用於監測洗滌用水池22中水質狀況，所述水質狀況包括化學需氧量(COD)、氨氮、pH及溶解氧。
所述調節池24用於調節洗滌用水池22排放的不達標廢水的pH值；所述酸儲罐25用於酸液存儲並根據調節池中水質和水量狀況，定量的加入酸液進行pH調節；所述鐵碳微電解反應罐26用於處理調節池24中排出的酸性廢水，利用Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，形成無數的微電池系統，陽極上產生的大量Fe2+被快速氧化成Fe3+，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑；陰極反應產生大量新生態的羥基，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解；所述空壓機27用於向鐵碳微電解反應罐26中通入空氣，加速Fe2+的氧化速率；所述Fenton反應槽28利用加入的H2O2與微電解生成的Fe2+反應產生的具有強氧化性的羥基自由基進攻有機分子，進一步礦化分解水中未被微電解去除的有機物；所述雙氧水儲罐29用於H2O2存儲並定量的向Fenton反應槽28中加入H2O2；所述助凝劑儲罐30用於聚丙烯醯胺溶液存儲，並根據混凝沉澱池31水質和水量狀況定量的加入聚丙烯醯胺溶液；所述混凝沉澱池31通過汙水與助凝劑聚丙烯醯胺混合，使水中難以沉澱的顆粒能互相聚合形成膠體而沉澱分離；所述汙泥脫水機32用於對混凝沉澱池31底部排出的汙泥進行泥水分離；所述回用水存儲池34用於混凝沉澱池31上清液及汙泥脫水機32壓濾出水的收集存儲，並為滾筒洗石機6和泥水混合攪拌池8提供用水。
採用上述結構後，本實施例還提供了一種利用上述的系統進行重金屬汙染土壤淋洗修復的方法，具體步驟為：
(1)土壤破碎
重金屬汙染土壤1存儲在土壤存儲料倉2中，通過設置在料倉底部的土壤破碎機3對大塊土壤進行粉碎，破碎後的土壤顆粒經第一皮帶機4.1輸送至圓筒迴轉篩5中進行篩分。
(2)土壤泥砂石分離
破碎後的土壤進入到圓筒迴轉篩中5進行篩分，粗物料從圓筒迴轉篩5下端出料口篩分出來，細物料從圓筒迴轉篩中5上端出口分離出來，篩分出來的粗物料經第三皮帶機4.3輸送至滾筒洗石機6中進行衝洗，得到潔淨石子，經第四皮帶機4.4輸送至潔淨石子堆放場7，產生的泥水經滾筒洗石機6底部設置的泥水收集池進行收集後再進入到脫水篩10進一步分離出小顆粒物；圓筒迴轉篩5篩分出來的細料經第二皮帶機4.2輸送至泥水混合攪拌池8中，細物料與洗滌劑水在泥水混合攪拌池8中充分混合形成泥水混合物溶液，產生的泥水經泥水泵P1輸送至水力旋流器9中，泥水中的輕組分進入到超導磁分離系統的收集罐12中，泥水中的砂子等重組分經水力旋流器9底部出口流出進入到脫水篩10進行砂水分離，殘留在脫水篩10上部的細顆粒物經第五皮帶機4.5輸送至潔淨砂子堆放場11。
(3)超導磁分離
水力旋流器9中頂部出來的泥水和脫水篩10經泥水泵P2輸送過來的泥水在收集罐12中混合；混合泥水經泥水泵P3定量輸送至混合罐13中，根據混合罐13水量和水質狀況，通過磁介質進樣器14定量的加入磁性介質，然後通過混合罐13中的內置的攪拌系統，將磁介質與泥水充分混合；混合有磁介質的泥水經泥水泵P4輸送至超導磁分離機15中，在超導體15.1提供的高梯度磁場作用下，磁分離罐體15.2內部的金屬鏈網15.3被磁化後吸附水中的磁性物質，隨著金屬鏈網15.3的轉動，吸附有重金屬的磁種被帶出液面，然後通過磁介質提取機構18進行回收利用；在真空泵P5作用下，通過設置在磁分離罐體15.2上的兩個吹吸喇叭口將磁介質從金屬鏈網15.3上分離依次進入到一級旋風分離器18.1和二級旋風分離器18.2中進行磁種回收，將回收到的磁種又重新加入到混合罐13中進行再利用；經過超導磁分離機15處理後的泥水，如果重金屬濃度檢測超標，電磁閥F1開啟且電磁閥F2關閉，泥水經泥水泵P6回流至收集罐中進行再處理；反之電磁閥F1開啟且電磁閥F2關閉，泥水經泥水泵P6輸送至泥土沉澱池19中。
(4)汙泥脫水
經過超導磁分離機15處理後的重金屬濃度達標汙水和超導磁分離機15中底部排放的汙泥一同進入到泥土沉澱池19中進行泥水分離，泥土沉澱池19上清液進入到洗滌用水池22中，底部汙泥通過汙泥泵P7輸送至泥土脫水機20進行進行泥水分離，壓濾後得到潔淨泥土21，壓濾水輸送至洗滌用水池22中，當洗滌用水池22中收集的水經在線水質檢測儀23檢測達標時，電磁閥F3開啟且F4關閉，清水泵P12關閉，洗滌用水池22出水經清水泵P8回流至泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6中；反之電磁閥F3關閉且F4開啟，洗滌用水池22出水經清水泵P8輸送至調節池24，清水泵P12開啟，回用水存儲池34出水經清水泵P12輸送至混合攪拌池8和滾筒洗石機6中。
(5)回用水深化處理
土壤中游離態重金屬經過超導磁分離機15處理後大部分被去除，由於土壤中可能存在的溶解態有毒有害難降解有機物，這些有機物單獨靠超導磁分離難以去除分離，因此在洗滌用水的循環使用過程中會導致這些有機物累積，當洗滌用水池22中有機物濃度超標時，洗滌用水池22出水經清水泵P8輸送至調節池24，根據來水水量和水質情況，通過酸液儲罐24定量的加入酸液，將溶液pH值調至3-4，酸性廢水經清水泵P9從底部輸送至鐵碳微電解反應罐26中，並通過空壓機27向裡鼓入空氣，由於Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數的微電池系統，鐵為陽極，炭化鐵為陰極，電極反應為：陽極Fe-2e→Fe2+，Fe2+/Fe＝-0.44V；陰極2H++2e→2[H]，H+/H2＝-0.00V，在水中溶解氧作用下，陽極上產生的大量Fe2+被快速氧化成Fe3+，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑；陰極反應產生大量新生態的羥基，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解；攜帶有未被氧化的Fe2+廢水進入到Fenton反應槽28中，然後通過雙氧水儲罐29定量加入H2O2，使H2O2與微電解生成的Fe2+構成Fenton試劑，反應產生的具有強氧化性的羥基自由基進攻有機分子，進一步礦化分解有機物，而達到去除有機物的目的；處理後的水經清水泵P10輸送至混凝沉澱池31，通過助凝劑儲罐30定量加入助凝劑加快鐵絮凝體的沉澱分離，混凝沉澱池31上清液輸送至回用水存儲池34中，混凝沉澱池31底部汙泥經汙泥泵P11輸送至汙泥脫水機32進行壓濾，得到泥餅33，壓濾水進入到回用水存儲池34中，當洗滌用水池22水質超標時，回用水存儲池34中的水經清水泵P12輸送至泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6中。
針對本發明的一種重金屬汙染土壤淋洗修復系統及方法，通過以下工程實例對上述實施效果進行分析驗證，具體介紹如下：
實施例1：
湖南某礦山汙染場地修復項目，該場地土壤主要汙染物以重金屬鉛和砷為主，需要修復土壤土方量為41000m3，採用本發明的重金屬汙染土壤淋洗修復系統進行修復，土壤淋洗設備系統正常負荷情況下，平均處理量為150m3/h，系統具體運行過程如圖2所示。
從土壤存儲料倉2出來的汙染土壤經過土壤破碎機3粉碎，破碎後的土壤顆粒經第一皮帶機4.1輸送至圓筒迴轉篩5中進行篩分。
經圓筒迴轉篩5中篩分出的粒徑大於10mm物料經第三皮帶機4.3輸送至滾筒洗石機6進行衝洗，得到的粗料經第四皮帶機4.4輸送至潔淨石子堆放場7，產生的泥水經收集後輸送至脫水篩10進行篩分；圓筒迴轉篩5中篩分出的粒徑小於10mm物料經第二皮帶機4.2輸送至泥水混合攪拌池8，通過加水混合攪拌，產生的泥水經泥水泵P1輸送至水力旋流器9，得到的重物料從水力旋流器9底部流入到脫水篩10中進行粗顆粒物分離，從水力旋流器9上部流出的輕物料和脫水篩10出水一併進入到收集罐12。
收集罐12中汙水經泥水泵P3定量輸送至混合罐13中，然後通過磁介質進樣器14定量的加入磁性介質，磁介質在混合罐13中內置的攪拌系統作用下與泥水充分混合；混合有磁介質的泥水經泥水泵P4輸送至超導磁分離機15中，在超導體15.1產生的高梯度強磁場作用下，超導磁分離機15中內置的可轉動金屬鏈網15.3將吸附有重金屬的磁性介質帶出液面，然後利用空吹喇叭口將磁性介質從金屬鏈網15.3上吹出，並進入到旋風分離器中進行固氣分離，得到的磁性介質重新加入到混合罐13中進行再利用；淋出液中的非磁性大顆粒物沉澱到超導磁分離機15下部，並定期將沉澱物輸送至泥土沉澱池19中，當處理後的泥水中重金屬濃度超標時，泥水重新回流至收集罐12中，反之流入汙泥脫水單元中的泥土沉澱池19。
泥土沉澱池19上清液進入到洗滌用水池22中，底部汙泥通過汙泥泵P7輸送至泥土脫水機20進行進行泥水分離，壓濾後得到潔淨泥土21，壓濾水輸送至洗滌用水池22中，當洗滌用水池22中收集的水經在線水質檢測儀23檢測達標時，電磁閥F3開啟且F4關閉，清水泵P12關閉，洗滌用水池22出水經清水泵P8回流至泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6中；反之電磁閥F3關閉且F4開啟，洗滌用水池22出水經清水泵P8輸送至調節池24，清水泵P12開啟，回用水存儲池34出水經清水泵P12輸送至混合攪拌池8和滾筒洗石機6中。
洗滌用水池22中有機物濃度超標時，洗滌用水池22出水經清水泵P8輸送至調節池24，根據來水水量和水質情況，通過酸液儲罐24定量的加入酸液，將溶液pH值調至3-4，酸性廢水經清水泵P9從底部輸送至鐵碳微電解反應罐26中，並通過空壓機27向裡鼓入空氣，在水中溶解氧作用下，陽極上產生的大量Fe2+被快速氧化成Fe3+，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑；陰極反應產生大量新生態的羥基，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解；攜帶有未被氧化的Fe2+廢水進入到Fenton反應槽28中，然後通過雙氧水儲罐29定量加入H2O2，使H2O2與微電解生成的Fe2+構成Fenton試劑，反應產生的具有強氧化性的羥基自由基進攻有機分子，進一步礦化分解有機物，而達到去除有機物的目的；處理後的水經清水泵P10輸送至混凝沉澱池31，通過助凝劑儲罐30定量加入助凝劑加快鐵絮凝體的沉澱分離，混凝沉澱池31上清液輸送至回用水存儲池34中，混凝沉澱池31底部汙泥經汙泥泵P11輸送至汙泥脫水機32進行壓濾，得到泥餅33，壓濾水進入到回用水存儲池34中，當洗滌用水池水質超標時，回用水存儲池34中的水經清水泵P12輸送至泥水混合攪拌池8和滾筒洗石機6中。
從圖3和圖4可以看出，隨著磁性介質的不斷加入，汙染土壤中重金屬鉛和砷累積去除量先升高，後趨於平穩，每處理1000m3汙染土壤，可以去除的鉛和砷重量分別為1800g和100g；
重金屬汙染土壤累積處理量與鉛和砷浸出濃度關係如表1所示。從表1可以看出，處理前，汙染土壤中重金屬鉛和砷的最大浸出濃度分別0.056mg/L、0.041mg/L，經過本發明系統處理後，土壤中重金屬鉛和砷的浸出濃度都遠低於環境標準值0.01mg/L、0.01mg/L，處理結果完全達標。
表1
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。