CN115318818B - 一种多功能多模式一体化土壤异位修复***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能多模式一体化土壤异位修复***及方法，该***包括一体化修复装置、液体药剂储罐和固体药剂储罐，所述一体化修复装置包括修复筒体、以及横向布置在修复筒体内的搅拌桨，所述修复筒体的底部还布置有气体进口，在气体进口处还设有气体流化分布器，所述修复筒体的顶部还设有液体进料口、固体进料口和排气口，所述液体进料口和固体进料口分别连通所述液体药剂储罐和所述固体药剂储罐，所述修复筒体的底部还设有出料口。与现有技术相比，本发明具体同时具有针对重金属污染的固化稳定化修复、淋洗修复和针对有机污染物的氧化还原、热脱附、气相抽提等功能。
Description
技术领域
本发明属于土壤与修复技术领域，涉及一种多功能多模式一体化土壤异位修复***及方法。
背景技术
随着我国环保产业的发展，土壤修复技术越来越得到社会的重视，能够用在复杂环境或突发污染情况下的多功能土壤快速修复技术和修复方法逐渐成为业界关注的热点。目前传统的土壤修复技术主要为单一的药剂修复、淋洗修复或者热解析修复技术装备等，功能有限、集成化程度低、难以实现应对多污染的复杂场景，使得相应技术装备使用受到制约，存在较大的局限性。
中国专利201610918974.7公开了一种土壤修复多功能多模式一体化设备，包括筛分单元、供料单元、搅拌单元和控制单元，筛分单元和供料单元一内一外平行安装，搅拌单元安装在供料单元左侧，搅拌单元上设有控制单元用来控制整个装置。该土壤修复多功能多模式一体化设备，采用筛分单元、供料单元、搅拌单元和控制单元来实现土壤智能修复，工作效率高，节省人力财力。但该设备修复工艺和模式单一，也无法解决修复过程中产生的尾气和废水。
中国专利201910332008.0公开了一种智能一体化土壤修复设备及修复方法，该设备的破碎筛分***、修复材料分步投加***和液体投加***的输出端均与混匀搅拌***的输出端相连接，混匀搅拌***的输出端混匀输送***的输出端，混匀输送***的输出端连接处***。其修复方法步骤为：1)确定所需投加的修复材料和水量；2)计算所需修复材料和液体的使用量；3)启动各***；4)向破碎筛分***中加入土壤，使土壤和修复材料、液体材料或者水均匀混匀和反应，修复后的土壤送至养护区；5)将修复后的土壤取样检测，检测合格完成修复。该发明能够实现重金属污染土壤、固废、污泥等物料的高效固化稳定化修复，对重金属复合污染土壤具有良好的修复效果。但该发明中可以修复的土壤种类相对单一，只能适合可以进行固化/稳定化修复的土壤，应用场景极其有限。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种多功能多模式一体化土壤异位修复***及方法，可灵活使用不同工艺应对重金属、有机物或其复合污染，且具备强化耦合技术手段。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的技术方案之一提供了一种多功能多模式一体化土壤异位修复***，包括一体化修复装置、液体药剂储罐和固体药剂储罐，所述一体化修复装置包括修复筒体、以及横向布置在修复筒体内的搅拌桨，所述修复筒体的底部还布置有气体进口，在气体进口处还设有气体流化分布器，所述修复筒体的顶部还设有液体进料口、固体进料口和排气口，所述液体进料口和固体进料口分别连通所述液体药剂储罐和所述固体药剂储罐，所述修复筒体的底部还设有出料口。此处，“气体流化分布器”即传统的“气体分布器”。
进一步的，所述的修复筒体内还设有连接所述液体进料口的液体喷淋管。
进一步的，所述的搅拌桨通过水平横置的搅拌轴转动安装在修复筒体内，所述搅拌轴还与外部的搅拌驱动件相连接。此处，搅拌驱动件可以为搅拌电机。
进一步的，所述的修复筒体外壁还设有换热夹套，在换热夹套上还设有夹套循环液进口和夹套循环液出口。
进一步的，所述的排气口还依次连接旋风分离器、引风机和气水分离器，所述旋风分离器的底部粗颗粒出口还返回连接至待修复土壤处，所述的气水分离器的出口还引出两条支路，其中一条连接尾气处理装置，另一条连接水处理装置。具体的，旋风分离器的小分离土壤颗粒粒径大小为5μm，其底部的粗颗粒出口可将颗粒直接排放到待修复土壤处。而尾气处理装置可以采用本领域常用的活性炭吸附设备，也可以是其他如RTO/TO或RCO/CO等复合形式的设备，目的为使得气体达到相关排放标准，本发明对其具体结构不做保护要求，同样的，水处理装置也采用的是本领域常用的处理重金属废水或有机污染物废水的设备，主要为了将尾水处理至达标后排放。
进一步的，所述的气体进口还依次连接进气阀、空气加热器和进气风机。此处空气加热器可以采用包括但不限为电极加热、红外加热、电阻加热、水加热等加热形式，加热温度和功率可以根据工艺需求进行调节，遵循工艺方便、成本节约的原则。
进一步的，所述的固体药剂储罐和修复筒体之间还设有固体进料器。固体进料器采用本领域常用的固体物料的进料设备，其进料方式可以采用螺旋进料结构或者震动进料结构，可以根据***工作需求调整进料速率。
进一步的，所述的液体药剂储罐和修复筒体之间还设有液体进料泵和进液阀。
进一步的，所述出料口的下方还设有收集槽，该收集槽上设有土壤排料阀，所述收集槽还依次连接过滤机进料阀、过滤机进料泵和过滤机构。具体的，过滤机构可以采用板框过滤机、布袋过滤机等过滤设备，所选过滤设备具有自动卸料功能最佳。同时，过滤机构的过滤精度最高可达到1μm。
本发明的技术方案之二提供了一种多功能多模式一体化土壤异位修复方法，其基于如上所述的修复***，该方法分为药剂法修复污染土壤模式、热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式、淋洗法修复重金属污染土壤模式，所述药剂法修复污染土壤模式分为固化稳定化药剂修复重金属污染土壤和氧化还原药剂修复有机物污染土壤两种模式，
其中，药剂法修复污染土壤模式的具体过程为：
(1)固体药剂进料：先启动搅拌桨至设定转速，再将固体药剂储罐中的固体状的固化稳定化药剂或氧化还原药剂、以及待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
(2)水相药剂进料：在固体药剂进料同时，再从液体药剂储罐中往修复筒体中进行水相的固化稳定化药剂或氧化还原药剂的喷淋进料；
(3)当完成固体药剂和水相药剂进料后，搅拌混合达到设定时间，即完成土壤修复；此处通过固体药剂进料与水相药剂进料相配合，可以防止进料过程扬尘过大，也可以提高混合效率。
热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式的具体过程为：
1)对修复筒体进行预热，并启动搅拌桨至设定转速，将待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
2)当待修复土壤进料结束后，从气体进口的气体流化分布器向修复筒体内的土壤通气，并使得土壤达到微流化状态(此处“微流化”是指土壤颗粒达到流化状态，但并未达到沸腾状态，该状态可以通过设备进料口观察也可以在进气口添加压力表观察压力变化，当处于微流化状态时，表压为零)，以加速污染物的脱附，土壤修复过程中，打开排气口并对尾气尾水进行处理；
淋洗法修复重金属污染土壤模式的具体过程为：
(a)进料：启动搅拌桨至设定转速，将待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
(b)搅拌淋洗：完成土壤进料后，将淋洗液从液体药剂储罐中向修复筒体进行喷淋进料，直至达到设定液固比，得到浆状固液混合物并继续搅拌；
(c)固液分离并出料：搅拌淋洗完成后，浆状固液混合物排出并进行固液分离，得到修复土壤。
进一步的，所述药剂法修复污染土壤模式、热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式、淋洗法修复重金属污染土壤模式之间还可以相互耦合，并形成耦合强化修复模式，所述耦合强化修复模式包括药剂修复强化耦合模式和淋洗修复重金属强化耦合模式。
更进一步的，所述药剂修复强化耦合模式为：
固体药剂进料：先启动搅拌桨至设定转速，再将固体药剂储罐中的固体状的固化稳定化药剂或氧化还原药剂、以及待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
水相药剂进料：在固体药剂进料同时，再从液体药剂储罐中往修复筒体中进行水相的固化稳定化药剂或氧化还原药剂的喷淋进料；
当完成固体药剂和水相药剂进料后，继续从气体进口的气体流化分布器向修复筒体内的土壤通气，并使得土壤达到微流化状态，以强化土壤修复效果；
所述淋洗修复强化耦合模式为：
启动搅拌桨至设定转速，将待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
完成土壤进料后，将淋洗液从液体药剂储罐中向修复筒体进行喷淋进料，直至达到设定液固比，得到浆状固液混合物并继续搅拌；
接着，从气体进口的气体流化分布器向修复筒体内的土壤通气，并使得浆状固液混合物达到曝气状态(此处“微流化”是指土壤颗粒达到流化状态，但并未达到沸腾状态，该状态可以通过设备进料口观察也可以在进气口添加压力表观察压力变化，当处于微流化状态时，表压为零)，以强化土壤修复效果。
另外，本发明对上述土壤修复过程中所用到的可以是氧化还原药剂，可以是有机或者无机的药剂，具体药剂形式和污染土壤污染物有关联，均为本领域的常规使用的试剂，不属于本发明的设计点。另外，本发明修复过程为常温常压，并无其它要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)集成针对重金属、有机物或其复合污染土壤修复功能于一体的智能化可移动装备***，涉及技术工艺包括但不限于固化稳定化技术、氧化还原技术、热解析技术、气相抽提技术及淋洗技术等，装备集成度高、适应范围广。
(2)***可灵活进行多模式切换，根据工艺要求可调动特定的修复模块运行，且通过加强传热传质等手段实现多种修复技术的强化耦合.
(3)***附有尾气、尾水以及固液分离设备，可以根据需求实现无污染快速修复土壤的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为一体化修复装置的结构示意图；
图中标记说明：
1-排气口，2-夹套循环液出口，3-液体进料口，4-搅拌驱动件，5-换热夹套，6-气体流化分布器，7-机架，8-收集槽，9-气体进口，10-搅拌轴，11-夹套循环液进口，12-搅拌桨，13-液体喷淋管，14-固体进料口，15-一体化修复装置，16-固体进料器，17-固体药剂储罐，18-排气阀，19-进液阀，20-液体进料泵，21-液体药剂储罐，22-引风机，23-气水分离器，24-分离器出液阀，25-尾气处理装置，26-水处理装置，27-旋风分离器，28-进气风机，29-空气加热器，30-进气阀，31-卸料阀，32-土壤排料阀，33-过滤机进料阀，34-过滤机进料泵，35-过滤机构，36-过滤机出液阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
需要说明，本发明实施方式或实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施方式或实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种多功能多模式一体化土壤异位修复***，可参见图1和图2所示，包括一体化修复装置15、液体药剂储罐21和固体药剂储罐17，所述一体化修复装置15包括修复筒体、以及横向布置在修复筒体内的搅拌桨12，所述修复筒体的底部还布置有气体进口9，在气体进口9处还设有气体流化分布器6，所述修复筒体的顶部还设有液体进料口3、固体进料口14和排气口1，所述液体进料口3和固体进料口14分别连通所述液体药剂储罐21和所述固体药剂储罐17，所述修复筒体的底部还设有出料口。
在一些具体的实施方式中，所述的修复筒体内还设有连接所述液体进料口3的液体喷淋管13。
在一些具体的实施方式中，所述的搅拌桨12通过水平横置的搅拌轴10转动安装在修复筒体内，所述搅拌轴10还与外部的搅拌驱动件4相连接。此处，搅拌驱动件4可以为搅拌电机。
在一些具体的实施方式中，所述的修复筒体外壁还设有换热夹套5，在换热夹套5上还设有夹套循环液进口11和夹套循环液出口2。
在一些具体的实施方式中，所述的排气口1还依次连接旋风分离器27、引风机22和气水分离器23，所述旋风分离器27的底部粗颗粒出口还返回连接至待修复土壤处，所述的气水分离器23的出口还引出两条支路，其中一条连接尾气处理装置25，另一条连接水处理装置26。具体的，旋风分离器27的小分离土壤颗粒粒径大小为5μm，其底部的粗颗粒出口可将颗粒直接排放到待修复土壤处。而尾气处理装置25可以采用本领域常用的活性炭吸附设备，也可以是其他如RTO/TO或RCO/CO等复合形式的设备，目的为使得气体达到相关排放标准，本发明对其具体结构不做保护要求，同样的，水处理装置26也采用的是本领域常用的处理重金属废水或有机污染物废水的设备，主要为了将尾水处理至达标后排放。
在一些具体的实施方式中，所述的气体进口9还依次连接进气阀30、空气加热器29和进气风机28。此处空气加热器29可以采用包括但不限为电极加热、红外加热、电阻加热、水加热等加热形式，加热温度和功率可以根据工艺需求进行调节，遵循工艺方便、成本节约的原则。
在一些具体的实施方式中，所述的固体药剂储罐17和修复筒体之间还设有固体进料器16。固体进料器16采用本领域常用的固体物料的进料设备，其进料方式可以采用螺旋进料结构或者震动进料结构，可以根据***工作需求调整进料速率。
在一些具体的实施方式中，所述的液体药剂储罐21和修复筒体之间还设有液体进料泵20和进液阀19。
在一些具体的实施方式中，所述出料口的下方还设有收集槽8，该收集槽8上设有土壤排料阀32，所述收集槽8还依次连接过滤机进料阀33、过滤机进料泵34和过滤机构35。具体的，过滤机构35可以采用板框过滤机、布袋过滤机等过滤设备，所选过滤设备具有自动卸料功能最佳。同时，过滤机构35的过滤精度最高可达到1μm。
本发明还提供了一种多功能多模式一体化土壤异位修复方法，其基于如上所述的修复***，该方法分为药剂法修复污染土壤模式、热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式、淋洗法修复重金属污染土壤模式，所述药剂法修复污染土壤模式分为固化稳定化药剂修复重金属污染土壤和氧化还原药剂修复有机物污染土壤两种模式，
其中，药剂法修复污染土壤模式的具体过程为：
(1)固体药剂进料：先启动搅拌桨12至设定转速，再将固体药剂储罐17中的固体状的固化稳定化药剂或氧化还原药剂、以及待修复土壤从固体进料口14加入至修复筒体中；
(2)水相药剂进料：在固体药剂进料同时，再从液体药剂储罐21中往修复筒体中进行水相的固化稳定化药剂或氧化还原药剂的喷淋进料；
(3)当完成固体药剂和水相药剂进料后，搅拌混合达到设定时间，即完成土壤修复；
热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式的具体过程为：
1)对修复筒体进行预热，并启动搅拌桨12至设定转速，将待修复土壤从固体进料口14加入至修复筒体中；
2)当待修复土壤进料结束后，从气体进口9的气体流化分布器6向修复筒体内的土壤通气，并使得土壤达到微流化状态(此处“微流化”是指土壤颗粒达到流化状态，但并未达到沸腾状态，该状态可以通过设备进料口观察也可以在进气口添加压力表观察压力变化，当处于微流化状态时，表压为零)，以加速污染物的脱附，土壤修复过程中，打开排气口1并对尾气尾水进行处理；
淋洗法修复重金属污染土壤模式的具体过程为：
(a)进料：启动搅拌桨12至设定转速，将待修复土壤从固体进料口14加入至修复筒体中；
(b)搅拌淋洗：完成土壤进料后，将淋洗液从液体药剂储罐21中向修复筒体进行喷淋进料，直至达到设定液固比，得到浆状固液混合物并继续搅拌；
(c)固液分离并出料：搅拌淋洗完成后，浆状固液混合物排出并进行固液分离，得到修复土壤。
在一些具体的实施方式中，所述药剂法修复污染土壤模式、热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式、淋洗法修复重金属污染土壤模式之间还可以相互耦合，并形成耦合强化修复模式，所述耦合强化修复模式包括药剂修复强化耦合模式和淋洗修复重金属强化耦合模式。
更进一步的，所述药剂修复强化耦合模式为：
固体药剂进料：先启动搅拌桨12至设定转速，再将固体药剂储罐17中的固体状的固化稳定化药剂或氧化还原药剂、以及待修复土壤从固体进料口14加入至修复筒体中；
水相药剂进料：在固体药剂进料同时，再从液体药剂储罐21中往修复筒体中进行水相的固化稳定化药剂或氧化还原药剂的喷淋进料；
当完成固体药剂和水相药剂进料后，继续从气体进口9的气体流化分布器6向修复筒体内的土壤通气，并使得土壤达到微流化状态，以强化土壤修复效果；
所述淋洗修复强化耦合模式为：
启动搅拌桨12至设定转速，将待修复土壤从固体进料口14加入至修复筒体中；
完成土壤进料后，将淋洗液从液体药剂储罐21中向修复筒体进行喷淋进料，直至达到设定液固比，得到浆状固液混合物并继续搅拌；
接着，从气体进口9的气体流化分布器6向修复筒体内的土壤通气，并使得浆状固液混合物达到曝气状态(此处“微流化”是指土壤颗粒达到流化状态，但并未达到沸腾状态，该状态可以通过设备进料口观察也可以在进气口添加压力表观察压力变化，当处于微流化状态时，表压为零)，以强化土壤修复效果。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种多功能多模式一体化智能土壤异位修复***，参考图1所示，***主要由一体化修复装置15、固体进料器16、固体药剂储罐17、排气阀18、进液阀19、液体进料泵20、液体药剂储罐21、引风机22、气水分离器23、分离器出液阀24、尾气处理装置25、水处理装置26、旋风分离器27、进气风机28、空气加热器29、进气阀30、卸料阀31、土壤排料阀32、过滤机进料阀33、过滤机进料泵34、过滤机构35以及过滤机出液阀36组成，所述一体化修复装置15包括排气口1，夹套循环液出口2，液体进料口3，搅拌驱动件4(即搅拌电机)，换热夹套5，气体流化分布器6，机架7，收集槽8，气体进口9，搅拌轴10，夹套循环液进口11，搅拌桨12，液体喷淋管13，固体进料口14。
一体化修复装置15的固体进料口14则分别与固态进料器和待修复土壤的进料通道相连接，可向一体机内部单独进修复土壤或固体药剂，也可二者混合进料，固态进料器和固体药剂储罐17相连；一体化修复装置15的液体进料口3与进液阀19相连接，而进液阀19、液体进料泵20、液体药剂储罐21三者相连接；一体化修复装置15的排气口1与排气阀18相连接，而排气阀18与旋风分离器27相连接；旋风分离器27与引风机22相连接，分离的固体可落入待修复土壤区；引风机22与气水分离器23相连接，气水分离器23分别与尾气处理装置25、水处理装置26相连接，气水分离器23和水处理装置26之间连接有分离器出液阀24；一体化修复装置15的气体进口9与进气阀30相连，进气风机28、空气加热器29、进气阀30依次相连接；一体化修复装置15的收集槽8分别与土壤排料阀32以及过滤机进料阀33相连接，过滤机进料阀33、过滤机进料泵34、过滤机构35以及过滤机出液阀36依次相连，过滤机出液阀36与水处理装置26相连。
本实施例中，所述一体化修复装置15为2轴卧式搅拌设备，处理能力约为500Kg/次，配有DN200出料口，DN200进液口(即液体进料口3)，DN25进气口(即气体进口9)和DN25排气口1等工艺口，外部筒壁有夹套结构，内部通导热油，筒体底部安装有6个流化进气结构(即6个气体流化分布器6)。
本实施例中，所述固态进料器形式上为螺旋进料结构，可以根据***工作需求调整螺旋旋转速率，从而将进料速率调整为0-50kg/min。
本实施例中，所述旋风分离器27放置于原料土壤处上方，最小分离土壤颗粒粒径大小为5μm。
本实施例中，所述空气加热器29形式为电阻加热，可将空气加热位密度控制在常温-80℃范围。
本实施例中，所述过滤机构35为板框过滤机，过滤精度最高可达到5μm，所选过滤机具有自动卸饼功能。
本实施例中，所述尾气处理装置25为活性炭吸附装置。
本实施例中，所述水处理装置26可以处理重金属废水，也可以处理含有机污染物的废水。
本实施例中，土壤污染物为Pb，污染浓约为2800mg/kg，采用固化稳定化强化耦合修复技术。提前设置好及搅拌速率为50r/min，药剂和土壤的质量比例3：100，总的固体药剂进料量为5kg。
本实施例的土壤异位修复方法采用的为药剂法修复污染土壤模式，其具体过程为：
(1)进待修复土壤及粉体药剂
开启搅拌驱动件4，合适进料速率控制在10kg/h-25kg/h，然后将固体药剂(工业硫代硫酸钠)和待修复土壤加入到固体进料口14中。
(2)喷洒固化稳定化药剂
固体物料进料同时，开启进液阀19、液体进料泵20从液体药剂储罐21中向一体化修复装置15中通过液体进料口3和液体喷淋管13进行喷淋溶液状固化稳定化药剂(石灰石，浓度为3wt％)，喷淋流量为25L/min，喷淋压力为0.6Mpa，当完成药剂喷洒量后，关停进液阀19和液体进料泵20。在上述待修复土壤和药剂添加完成后，同时开启进气风机28向土壤通气并使其达到微流化状态，加速药剂的混匀和传质扰动过程，加快固化稳定化修复。
(3)出料
工作15min后，关闭所有设备及阀门，开启卸料阀31和土壤排料阀32，完成本批次修复工作，等待后续进料。
出料后的修复土壤静止48小时后，检测土壤中铅元素的浸出毒性。相较于简单的挖机搅拌均匀，该强化技术实施后重金属Pb的浸出浓度为56mg/kg，去除率为98％。
实施例2：
使用上述实施例1的***进行苯污染土壤的修复操作，污染浓度为120mg/kg，采用氧化修复耦合热解析/气相抽提的技术路线。
实施过程中具体包括以下步骤：
(1)设备预热及进料
首先打开换热夹套5上的夹套循环液进口11和夹套循环液出口2，对一体化修复装置15的设备筒体进行预热至60℃，然后开启搅拌电机，调整搅拌速率为150r/min，将待修复土壤500kg迅速加入到固体进料口14中。
(2)喷洒氧化药剂
固体物料进料同时，开启进液阀19、液体进料泵20从液体药剂储罐21中向一体化修复装置15中通过液体进料口3和液体喷淋管13进行喷淋NaS2O8/NaOH药剂，浓度分别为3‰/5‰，喷淋流量为20L/min，喷淋压力为0.8Mpa，当完成药剂喷洒量后，关停进液阀19和液体进料泵20。
(3)鼓入加热空气并开启气相抽提
固体物料进料结束后，开启进气风机28、空气加热器29和进气阀30，通过一体化修复装置15的气体流化分布器6向内部通入50℃的空气并使土壤达到微流化状态，打开排气阀18、引风机22、以及气水分离器23、分离器出液阀24、尾气处理装置25、水处理装置26。
(4)出料
当搅拌混合以及气相抽提时间达到30min后，关闭所有设备及阀门，开启卸料阀31和修复后土壤排料阀32，完成本批次修复工作，等待后续进料。
经过测试分析，修复土壤中的苯有机物从原来的120mg/kg降低为3.6mg/kg，有机物含量较原土壤下降了97％，达到快速高效修复目的。
实施例3：
与实施例2相比，绝大部分都相同，除了底部的气体进口9始终关闭，即土壤修复过程中不通气。
则过程中步骤(3)不再鼓入加热空气，直接进行气相抽提操作，具体为，固体物料进料结束后，打开排气阀18、引风机22、以及气水分离器23、分离器出液阀24、尾气处理装置25、水处理装置26。过程步骤(4)搅拌混合以及气相抽提时间需要达到达到30min后，抽检分析土壤中污染物含量：修复土壤中的苯有机物从原来的120mg/kg降低为41mg/kg，有机物含量较原土壤下降了65.8％，污染物含量仍然较高，需要继续搅拌和抽提工作。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种多功能多模式一体化土壤异位修复方法，其特征在于，该方法基于一体化土壤异位修复***实施，所述一体化土壤异位修复***包括一体化修复装置、液体药剂储罐和固体药剂储罐，所述一体化修复装置包括修复筒体、以及横向布置在修复筒体内的搅拌桨，所述修复筒体的底部还布置有气体进口，在气体进口处还设有气体流化分布器，所述修复筒体的顶部还设有液体进料口、固体进料口和排气口，所述液体进料口和固体进料口分别连通所述液体药剂储罐和所述固体药剂储罐，所述修复筒体的底部还设有出料口；
所述的修复筒体内还设有连接所述液体进料口的液体喷淋管；
所述的搅拌桨通过水平横置的搅拌轴转动安装在修复筒体内，所述搅拌轴还与外部的搅拌驱动件相连接；
所述的修复筒体外壁还设有换热夹套，在换热夹套上还设有夹套循环液进口和夹套循环液出口；
所述的排气口还依次连接旋风分离器、引风机和气水分离器，所述旋风分离器的底部粗颗粒出口还返回连接至待修复土壤处，所述的气水分离器的出口还引出两条支路，其中一条连接尾气处理装置，另一条连接水处理装置；
该方法分为药剂法修复污染土壤模式、热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式、淋洗法修复重金属污染土壤模式，所述药剂法修复污染土壤模式分为固化稳定化药剂修复重金属污染土壤和氧化还原药剂修复有机物污染土壤两种模式，
其中，药剂法修复污染土壤模式的具体过程为：
(1)固体药剂进料：先启动搅拌桨至设定转速，再将固体药剂储罐中的固体状的固化稳定化药剂或氧化还原药剂、以及待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
(2)水相药剂进料：在固体药剂进料同时，再从液体药剂储罐中往修复筒体中进行水相的固化稳定化药剂或氧化还原药剂的喷淋进料；
(3)当完成固体药剂和水相药剂进料后，搅拌混合达到设定时间，即完成土壤修复；
热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式的具体过程为：
1)对修复筒体进行预热，并启动搅拌桨至设定转速，将待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
2)当待修复土壤进料结束后，从气体进口的气体流化分布器向修复筒体内的土壤通气，并使得土壤达到微流化状态，以加速污染物的脱附，土壤修复过程中，打开排气口并对尾气尾水进行处理；
淋洗法修复重金属污染土壤模式的具体过程为：
(a)进料：启动搅拌桨至设定转速，将待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
(b)搅拌淋洗：完成土壤进料后，将淋洗液从液体药剂储罐中向修复筒体进行喷淋进料，直至达到设定液固比，得到浆状固液混合物并继续搅拌；
(c)固液分离并出料：搅拌淋洗完成后，浆状固液混合物排出并进行固液分离，得到修复土壤；
所述药剂法修复污染土壤模式、热解析匹配气相抽提修复有机污染土壤模式、淋洗法修复重金属污染土壤模式之间还可以相互耦合，并形成耦合强化修复模式，所述耦合强化修复模式包括药剂修复强化耦合模式和淋洗修复重金属强化耦合模式；
所述药剂修复强化耦合模式为：
固体药剂进料：先启动搅拌桨至设定转速，再将固体药剂储罐中的固体状的固化稳定化药剂或氧化还原药剂、以及待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
水相药剂进料：在固体药剂进料同时，再从液体药剂储罐中往修复筒体中进行水相的固化稳定化药剂或氧化还原药剂的喷淋进料；
当完成固体药剂和水相药剂进料后，继续从气体进口的气体流化分布器向修复筒体内的土壤通气，并使得土壤达到微流化状态，以强化土壤修复效果；
所述淋洗修复强化耦合模式为：
启动搅拌桨至设定转速，将待修复土壤从固体进料口加入至修复筒体中；
完成土壤进料后，将淋洗液从液体药剂储罐中向修复筒体进行喷淋进料，直至达到设定液固比，得到浆状固液混合物并继续搅拌；
接着，从气体进口的气体流化分布器向修复筒体内的土壤通气，并使得浆状固液混合物达到曝气状态，以强化土壤修复效果。
2.根据权利要求1所述的一种多功能多模式一体化土壤异位修复方法，其特征在于，所述的气体进口还依次连接进气阀、空气加热器和进气风机；
所述的固体药剂储罐和修复筒体之间还设有固体进料器；
所述的液体药剂储罐和修复筒体之间还设有液体进料泵和进液阀。
3.根据权利要求1所述的一种多功能多模式一体化土壤异位修复方法，其特征在于，所述出料口的下方还设有收集槽，该收集槽上设有土壤排料阀，所述收集槽还依次连接过滤机进料阀、过滤机进料泵和过滤机构。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 固化/稳定化技术应用于重金属污染土壤修复的研究进展;周智全;徐欢欢;张丽;张玉歌;;广东化工;20170815(15);全文 * |
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