TWI826319B - 高濃度污染土壤深度清洗技術 - Google Patents
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Abstract
一種高濃度污染土壤深度清洗技術，包含一進料步驟、一洗選步驟、一第一分離步驟、一第二分離步驟、一逆洗步驟，及一廢水處理步驟。該逆洗步驟是接收完成該第二分離步驟的砂水，將砂水由上方導入一逆洗槽，並將清水由該逆洗槽的下方注入形成逆洗狀態，並將砂水中清洗乾淨的洗淨砂由該逆洗槽的底部排出，洗除的泥料則藉上升水流溢流，並收集至一廢水處理單元。藉由該逆洗步驟，使得油污染濃度高且含泥量低的污土也可以適用於水洗工法，進而擴大處理的污土油品濃度範圍。
Description
本發明是關於一種污染土壤清洗方法，特別是指一種高濃度污染土壤深度清洗技術。
隨著工業發展迅速，相關產業所產生之廢棄物均可能造成土壤不同程度的油品污染，使得土壤污染更加嚴重，隨著愛護地球的意識不斷高漲及法令日趨嚴謹下，土壤污染漸漸被重視，並成為環保工作重要的一環。
土壤污染可分為重金屬污染、油品污染及其他污染(如多氯聯苯等)，現今處理的方式有離場處理(掩埋、固化、安定化、熱處理等)、現地處理(酸洗、水洗)等一系列處理程序，以達到減量化、安定化、無害化、資源化等目標。
當油品污染土壤時可利用物理水洗或化學水洗等兩種處理方式，以將受污染的土壤進行清洗，令污染物濃度能降低到處理基準，以降低對人體及環境的危害。舉以化學水洗來說，會在污染土壤中加入水與界面活性劑，以促進油脂與水分子之交互相融，使油污較易於清除，但長時間下來使用界面活性劑清除油污所花費之成本甚鉅，且後續廢水的處理亦是重大難題，而不具經濟效益。
而物理水洗主要為將土壤置於泥砂分離機內，並於機器內透過渦旋水流將土壤中的泥料與砂料分離。分離後，泥料與水混合形成污水排出而取得砂料，因此須進一步處理污水始可用於下次泥砂分離。然而，此種單次泥砂分離易使泥料與砂料的分離成效不佳，砂料除了殘留有泥料外，亦帶有其他污染物而無法達到品質要求。另外，若是土壤中的含油濃度高且含泥量低時，使用物理水洗方式的成效更低。
因此，本發明之目的，即在提供一種不需添加界面活性劑，又能提高清潔效果的高濃度污染土壤深度清洗技術。
本發明高濃度污染土壤深度清洗技術，包含一進料步驟、一洗選步驟、一第一分離步驟、一第二分離步驟、一逆洗步驟，及一廢水處理步驟。該進料步驟是將污染土壤倒入一進料斗，並經由輸送帶輸送至一洗選機。該洗選步驟是於該洗選機中加水與污染土壤混合攪拌。該第一分離步驟是接收完成該洗選步驟的污染土壤，並經由一震動篩分離出石料，以及剩餘的泥砂水。該第二分離步驟是接收完成該第一分離步驟的泥砂水，並經由一漩流分離器將泥砂水分離為含有粒徑較大之砂料的砂水，以及含有粒徑較小之泥料的泥水，其中，泥水會排放至一廢水處理單元，砂水則進入下一步驟。該逆洗步驟是接收完成該第二分離步驟的砂水，將砂水由上方導入一逆洗槽，並將清水由該逆洗槽的下方注入形成逆洗狀態，並將砂水中清洗乾淨的洗淨砂由該逆洗槽的底部排出，洗除的泥料則藉上升水流溢流，並收集至該廢水處理單元。該廢水處理步驟是將該廢水處理單元內的含泥廢水經由沉澱、分離、壓濾後獲得污泥餅，而壓濾後產生的壓濾液可以在前述步驟內重複使用。
本發明的另一技術手段，是在於該高濃度污染土壤深度清洗技術還包含一位於該第二分離步驟與該逆洗步驟之間的緩衝步驟，先將完成該第二分離步驟的砂水以重力方式導入一暫存槽，再由該暫存槽將砂水抽送至該逆洗槽。
本發明的另一技術手段，是在於該逆洗槽為上寬下窄的錐狀結構，並具有一位於中央的逆洗區，及一位於該逆洗區外側的回收區，該逆洗步驟是將砂水由該逆洗區上方導入，清水則是以一輸送管伸入該逆洗區的下方進行注水，洗除的泥料則藉上升水流由該逆洗區溢流至該回收區，再收集至該廢水處理單元。
本發明的另一技術手段，是在於該高濃度污染土壤深度清洗技術還包含一在該逆洗步驟之後的脫水步驟，該脫水步驟是將由該逆洗槽的底部排出已清洗乾淨的洗淨砂進行脫水後堆置，而脫水後的泥水會排放至該廢水處理單元。
本發明的另一技術手段，是在於該廢水處理單元包括一用以收集泥水的泥水池、一連通於該泥水池的沉澱池、一連通該沉澱池的污泥槽、一連通該污泥槽的壓濾機，及一連通該沉澱池的清水池，該清水池為前述各步驟的水液來源。
本發明的另一技術手段，是在於該泥水池內的含泥廢水會輸送至該沉澱池，經沉澱後將上方的澄清液體導流至該清水池，沉澱的污泥則輸送至該污泥槽。
本發明的另一技術手段，是在於該第一分離步驟中，石料的粒徑是大於2公釐，砂料的粒徑是大於0.075公釐。
本發明之功效在於，藉由該逆洗步驟，使得油污染濃度高且含泥量低的污土也可以適用於水洗工法，進而擴大處理的污土油品濃度範圍。而在一般範圍內的污土則是可以提升洗淨砂的乾淨程度，提高產品品質。
有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號作表示。以下實施方式所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前、後、底、頂等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明，而非對本發明加以限制。
參閱圖1，為本發明高濃度污染土壤深度清洗技術之較佳實施例，包含一進料步驟11、一洗選步驟12、一第一分離步驟13、一第二分離步驟14、一緩衝步驟15、一逆洗步驟16、一脫水步驟17，及一廢水處理步驟18。要說明的是，本較佳實施例是將上述各步驟需要使用的設備直接設置在一需要處理污土的區域旁，因此不需要再將污土運輸至其他地區進行處理。另外，本較佳實施例是設置一套處理量達250噸/小時的污染土壞清洗系統，但實際實施時可以視處理量進行調整，不以此為限。由於上述各步驟需要使用的設備並非本發明之重點，因此在以下的內容中不贅述其細部結構。
該進料步驟11是以卡車將污染土壤倒入一進料斗21，污染土壤經由進料斗掉落於輸送帶上，再經由輸送帶輸送至一洗選機22。該洗選步驟12是於該洗選機22中加水與污染土壤混合攪拌。其中，該洗選機22內設置有拍漿，可將結塊之物料打散，並以螺旋轉動方式將大顆粒的砂石物料輸送至該洗選機22的出口。同時，細顆粒的物料同樣隨著水流移動至該洗選機22的出口。
該第一分離步驟13是接收完成該洗選步驟12的污染土壤，並經由一震動篩23分離出石料，以及剩餘的泥砂水。於本較佳實施例中，該第一分離步驟13是以該震動篩23將大顆粒物料細分成粒徑大於2公釐的石料。石料由篩網上方瀝乾後出料堆置，而粒徑小於2公釐的物料則與水混合形成泥砂水進入下一步驟。
該第二分離步驟14是接收完成該第一分離步驟13的泥砂水，並經由一篩砂機24(或稱為漩流分離器)將泥砂水分離為含有粒徑較大之砂料的砂水，以及含有粒徑較小之泥料的泥水。更詳細地說，該篩砂機24可以將泥砂分為粒徑大於0.075公釐的砂料，以及粒徑小於0.075公釐的泥料。泥料與水流形成泥水，因水流慣性由該篩砂機24的上方排放至一廢水處理單元3，砂料則因為顆粒重力作用會在該篩砂機24的下方聚集形成砂水進入下一步驟。
接下來，該緩衝步驟15是先將完成該第二分離步驟14的砂水以重力方式導入一暫存槽25，再由該暫存槽25將砂水抽送至一逆洗槽26進行該逆洗步驟16。該暫存槽25提供一緩衝作用，避免大量的砂水直接進入該逆洗槽26進行該逆洗步驟16而影響逆洗效率。
該逆洗步驟16是接收該暫存槽25內的砂水，將砂水由上方導入該逆洗槽26，並將清水由該逆洗槽26的下方注入形成逆洗狀態，使得附著在砂料上的泥料能儘量被洗除至水中，並將砂水中清洗乾淨的洗淨砂由該逆洗槽26的底部排出，由砂料上洗除下來的泥料則藉上升水流溢流，並收集至該廢水處理單元3。更詳細地說，配合參閱圖2，該逆洗槽26為上寬下窄的錐狀結構，並具有一位於中央的逆洗區261，及一位於該逆洗區261外側的回收區262，該逆洗步驟16是將砂水由該逆洗區261上方導入，清水則是以一輸送管263伸入該逆洗區261的下方進行注水，由砂料上洗除下來的泥料則藉上升水流由該逆洗區261溢流至該回收區262，再收集至該廢水處理單元3。也就是說，該逆洗步驟16是將附著在砂料上泥料更進一步進行除泥，使得粒徑大於0.075公釐的砂料會沉降至逆洗槽26的底部後排出，而由砂料洗除下來粒徑小於0.075公釐的泥料則藉上升水流由該逆洗區261溢流至該回收區262，再收集至該廢水處理單元3。要特別說明的是，前述各步驟中提到之石料、砂料、泥料的粒徑大小，僅為本較佳實施例所應用的數值，實際實施時，可以視污染土壤的組成進行數值範圍的調整，不以此為限。
該脫水步驟17是將由該逆洗槽26的底部排出已清洗乾淨的洗淨砂經由一脫水篩27進行脫水後堆置，而脫水後的泥水會排放至該廢水處理單元3。
該廢水處理步驟18是將前述各步驟收集至該廢水處理單元3內的含泥廢水經由沉澱、分離、壓濾後獲得污泥餅，而壓濾後產生的壓濾液可以在前述步驟內重複使用。
要進一步說明的是，於本較佳實施例中，該廢水處理單元3包括一用以收集泥水的泥水池31、一連通於該泥水池31的沉澱池32、一連通該沉澱池32的污泥槽33、一連通該污泥槽33的壓濾機34，及一連通該沉澱池32的清水池35。
前述各步驟所產生的含泥廢水會先收集至該泥水池31內，再由該泥水池31輸送至該沉澱池32。在該沉澱池32中，經過加藥、混凝及沉澱後使污泥沉澱，經沉澱後將上方的澄清液則導流至該清水池35內，沉澱的污泥則輸送至該污泥槽33。
該污泥槽33用以暫時貯存蓬鬆的污泥，可緩衝沉澱池32與壓濾機34之間的污泥量。於本較佳實施例中，該污泥槽33內污泥先以低壓泵輸送至壓濾機34，當壓濾機34的壓力達到設定數值後再自動切換至空氣泵，以壓縮空氣來壓送污泥至所需之壓力後，再以隔膜板逆壓達到預計之污泥餅含水率，最後再將污泥餅由該壓濾機34排出，再以輸送帶輸送至外部堆置，並進行後續處理作業。壓濾後產生的壓濾液則導流至該清水池35回收使用。
該清水池35為前述各步驟的水液來源。該清水池35內的水液不足時可另外再進行補水，以維持系統正常運作。
本案申請人要強調的是，在混合有石料、砂料、泥料的污土內，由於油主要是吸附於泥料中，因此當污土的含油濃度高且含泥量低時，泥會因為吸附大量的油而導致含油量極高，所以經由水洗方式分離出來的砂需要更進一步的降低含泥量(從一般的2.5%降至0.5%)，否則，即使分離出來的砂只是附著極少量的泥，但會因為泥的含油量極高無法通過檢驗而無法再次利用。
因此，本發明是使用土壤清洗減量理論，藉由用水清洗，達到將污染土壤粒徑分離以及污染物富集的效果。清洗本身並不會去除污染物，但是因為污染物大多被細顆粒(泥土，或稱坋黏土)吸附，只要將細顆粒收集即有污染物富集的效果，再進行後續處理。相對的，可以使得粗顆粒(石料/砂料)更為乾淨而能直接回填，達到減量的目的。
綜合以上所述，本發明高濃度污染土壤深度清洗技術，透過增加該逆洗步驟，以逆洗方式將附著於砂上的泥再次洗除，進一步降低砂的含泥量，可以擴大污土的處理種類，在一般污染的情況下，提高洗淨砂的產品品質，而在極端污染的情況下，亦能確保洗淨砂可以通過檢驗標準而能再次回填或利用。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11:進料步驟
12:洗選步驟
13:第一分離步驟
14:第二分離步驟
15:緩衝步驟
16:逆洗步驟
17:脫水步驟
18:廢水處理步驟
21:進料斗
22:洗選機
23:震動篩
24:篩砂機
25:暫存槽
26:逆洗槽
261:逆洗區
262:回收區
263:輸送管
27:脫水篩
3:廢水處理單元
31:泥水池
32:沉澱池
33:污泥槽
34:壓濾機
35:清水池
圖1是一示意圖，為本發明高濃度污染土壤深度清洗技術之較佳實施例；及
圖2是一示意圖，為該較佳實施例中，一逆洗槽的示意結構。
11:進料步驟
12:洗選步驟
13:第一分離步驟
14:第二分離步驟
15:緩衝步驟
16:逆洗步驟
17:脫水步驟
18:廢水處理步驟
21:進料斗
22:洗選機
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24:篩砂機
25:暫存槽
26:逆洗槽
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3:廢水處理單元
31:泥水池
32:沉澱池
33:污泥槽
34:壓濾機
35:清水池
Claims (7)
- 一種高濃度污染土壤深度清洗技術，包含： 一進料步驟，將污染土壤倒入一進料斗，並經由輸送帶輸送至一洗選機； 一洗選步驟，於該洗選機中加水與污染土壤混合攪拌； 一第一分離步驟，接收完成該洗選步驟的污染土壤，並經由一震動篩分離出石料，以及剩餘的泥砂水； 一第二分離步驟，接收完成該第一分離步驟的泥砂水，並經由一漩流分離器將泥砂水分離為含有粒徑較大之砂料的砂水，以及含有粒徑較小之泥料的泥水，其中，泥水會排放至一廢水處理單元，砂水則進入下一步驟； 一逆洗步驟，接收完成該第二分離步驟的砂水，將砂水由上方導入一逆洗槽，並將清水由該逆洗槽的下方注入形成逆洗狀態，並將砂水中清洗乾淨的洗淨砂由該逆洗槽的底部排出，洗除的泥料則藉上升水流溢流，並收集至該廢水處理單元；及 一廢水處理步驟，將該廢水處理單元內的含泥廢水經由沉澱、分離、壓濾後獲得污泥餅，而壓濾後產生的壓濾液可以在前述步驟內重複使用。
- 如請求項1所述的高濃度污染土壤深度清洗技術，還包含一位於該第二分離步驟與該逆洗步驟之間的緩衝步驟，先將完成該第二分離步驟的砂水以重力方式導入一暫存槽，再由該暫存槽將砂水抽送至該逆洗槽。
- 如請求項1所述的高濃度污染土壤深度清洗技術，其中，該逆洗槽為上寬下窄的錐狀結構，並具有一位於中央的逆洗區，及一位於該逆洗區外側的回收區，該逆洗步驟是將砂水由該逆洗區上方導入，清水則是以一輸送管伸入該逆洗區的下方進行注水，洗除的泥料則藉上升水流由該逆洗區溢流至該回收區，再收集至該廢水處理單元。
- 如請求項1所述的高濃度污染土壤深度清洗技術，還包含一在該逆洗步驟之後的脫水步驟，該脫水步驟是將由該逆洗槽的底部排出已清洗乾淨的洗淨砂進行脫水後堆置，而脫水後的泥水會排放至該廢水處理單元。
- 如請求項1所述的高濃度污染土壤深度清洗技術，其中，該廢水處理單元包括一用以收集泥水的泥水池、一連通於該泥水池的沉澱池、一連通該沉澱池的污泥槽、一連通該污泥槽的壓濾機，及一連通該沉澱池的清水池，該清水池為前述各步驟的水液來源。
- 如請求項5所述的高濃度污染土壤深度清洗技術，其中，該泥水池內的含泥廢水會輸送至該沉澱池，經沉澱後將上方的澄清液體導流至該清水池，沉澱的污泥則輸送至該污泥槽。
- 如請求項1所述的高濃度污染土壤深度清洗技術，其中，於該第一分離步驟中，石料的粒徑是大於2公釐，砂料的粒徑是大於0.075公釐。
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|---|---|---|---|---|
| CN113000585A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-22 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种有机氯农药污染土壤的复合催化氧化降解方法及装置 |
| CN115007635A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-06 | 上海梵龄环境工程有限公司 | 一种重金属污染土壤异位淋洗修复线及其修复工艺 |
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2023
- 2023-05-16 TW TW112118031A patent/TWI826319B/zh active
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