一种挥发性有机物－重金属复合污染土的碳化修复处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种挥发性有机物－重金属复合污染土的碳化修复处理系统，该系统包括：预处理装置、污染监测装置、搅拌蒸压装置、掺混装置、粒化装置、碳化装置和收集处理装置。通过上述装置依次工作，完成复合污染土中有机物的挥发、污染土与固化剂的均匀掺混及固化污染土颗粒的快速碳化；特设多个监测装置与集合控制器，根据监测出的有机物成分和浓度及重金属成分和含量，结合温度和含水率的监测结果，来调节加热时间、固化剂掺量和碳化时间，从而达到最优工作效率；整个系统更具流程化，系统操作简捷、经济安全、连续作业率高，生产出的碳化污染土颗粒硬度大、强度高、浸出率低，可用作路基、机场跑道、工程回填料等，具有巨大的工程建设意义。

A carbonization repair treatment system for volatile organic compounds heavy metal contaminated soil

The invention discloses a carbonization remediation and treatment system for VOC-heavy metal compound polluted soil, which comprises a pretreatment device, a pollution monitoring device, a stirring and autoclaving device, a mixing device, a granulating device, a carbonization device and a collection and treatment device. Through the above-mentioned devices, the volatilization of organic compounds in compound contaminated soils, the uniform mixing of contaminated soils and solidifying agents, and the rapid carbonization of solidified contaminated soils are accomplished in turn. The monitoring results can be used to adjust heating time, curing agent content and carbonization time, so as to achieve the optimal working efficiency; the whole system is more streamlined, the operation of the system is simple, economic and safe, high continuous operating rate, produced carbonized contaminated soil particle hardness, high strength, low leaching rate, can be used as subgrade, Airport runway. Engineering backfill has great significance in engineering construction.

【技术实现步骤摘要】
一种挥发性有机物-重金属复合污染土的碳化修复处理系统所属领域本专利技术公开了一种挥发性有机物-重金属复合污染土的碳化修复处理系统，属于生态环境修复领域装置类，具体是对污染土中挥发性有机物和重金属污染物的处理。
技术介绍
土壤作为人类赖以生存的非再生资源，土壤中的有毒、有害残留物及其污染积累已成为当前社会各界最关注的环境问题之一。在长期的矿山开采、冶炼、化工等工业化进程中，大面积的工矿企业用地出现了严重的土壤污染问题，且以一种不容忽视的速度和趋势在全国蔓延。随着我国产业结构调整和城市化进程的快速推进，一些地理位置优越的污染企业被迫关停或搬迁，迫切需要重新规划为商业用地和住宅用地，然而企业搬迁后遗留的污染场地被暴露出来，如重金属污染场地、有机污染场地和复合污染场地。传统的污染企业在长期工业生产过程中，由于工艺简单、试剂组成复杂，也往往引起企业场地出现有机-重金属复合污染。复合污染土是指土壤中共存有两种或两种以上的污染物，且污染物浓度达到或超过国家土壤环境质量标准或水平，复合污染土形式多样，主要包括有机复合污染、重金属复合污染及有机和重金属复合污染等。若不对污染土进行有效修复治理，污染物将通过大气、土壤或地下水等途径危害环境和人类健康，严重阻碍了城市的建设步伐。尽管国内外对两种类型的单独污染土及不同重金属复合污染土进行了大量研究，提出了相应的修复方法与技术，但由于土壤污染现状的多元化和复杂化，有机物和重金属间的相互作用及污染问题的复杂性和不确定性往往加剧污染风险。近年来，国内外在污染土壤的物理修复、化学修复和生物修复等方面取得了快速发展，有些技术已经进入到商业化实用阶段并取得了显著效果。在这几种常见修复技术中，物理修复是通过物理方法去除污染物，包括挖掘填埋、电动修复和热解吸技术等；化学修复是根据土壤中污染物的化学性质而采取措施，包括土壤淋洗、固化/稳定化等；生物修复指通过植物或微生物的新陈代谢将土壤中的污染物降解为二氧化碳、水或其他无公害物质，包括植物修复和微生物修复。对于有机污染土常采用植物/微生物修复、氧化/还原、气相抽提、焚烧、化学淋洗及电动修复等；对于重金属污染土常采用化学稳定/固定、植物修复、化学淋洗和电动修复等；而对于有机物-重金属复合污染土，传统技术常采用植物修复、土壤淋洗和电动修复等。植物修复特别适应于以重金属为主的酸性复合污染土，其优点是成本低、使用范围广，但对有机物降解率低、处理周期长；化学淋洗具有提取率高、重金属和有机物修复效果好等优点，对于弱结合态的氢氧化物、氧化物和碳酸盐等具有很好的修复效果，但淋洗剂消耗量大、成本高，在土壤中难以降解、易形成二次污染；电动修复是在土壤-液相体系中插入电极，通入直流电使污染物在电场作用下向电极迁移富集并发生氧化还原反应，具有操作简单、适用于低渗透性土壤等优点，但该技术依赖于污染物的溶解度和迁移性，不适于非极性有机物、易破坏土壤结构。热解吸技术是一种高效的土壤修复技术，具有操作简单、处理效率高等优点，适用于汞等半挥发性金属污染土，处理后的土壤性质变化大、成本高。固化/稳定化技术主要通过吸附、沉淀、络合、氧化还原等化学手段将重金属污染物包裹或固定起来，进而降低污染物的迁移能力，达到减小污染物扩散的目的，该技术经济高效，更适合中度污染土。针对挥发性有机污染土，常采用化学氧化法和物理抽提法去除，但氧化还原法在处理过程中易造成二次污染，物理抽提法去除不彻底、所用能源源于电网，与自然环境不协调，均存在一定局限性。关于有机物-重金属复合污染土修复方法，目前已有很多报道，如专利技术专利(申请号200910219623.7和200910219798.8)提供了一种利用EGTA柠檬酸+水杨酸强化植物修复镉-多环芳烃污染土技术，但该法仅针对一种重金属镉且对多环芳烃的去除率低(＜30％)；专利技术专利(申请号：201010558286.7)提供了一种使用十二烷基苯磺酸钠和乙二胺二琥铂酸来淋洗修复有机物-重金属复合污染土的方法，但仅适用于氯苯和三氯乙烯类有机污染物，且所用化学剂对污染土的生态环境存在潜在风险；专利技术专利(申请号201310129100.X)提供了一种修复有机物与重金属复合污染土的光化学法，但需连续翻动土壤来增大污染土的光催化降解率，处理对象是低浓度农药和除草剂，且被还原为低价或单质的重金属仍会进一步氧化为高价金属离子；专利技术专利(申请号：201710053063.7)公开了一种重金属-有机物复合污染土壤的修复技术和工艺，但该方法需要修建淋洗坡、使用淋洗液和微生物降解，修复工期长且易引起二次污染；专利技术专利(申请号：201010582316.8)公开了一种太阳能异位修复挥发性有机污染土的装置，但该装置工作条件受太阳照射影响，不适用于重金属污染土。因此，针对我国有机物-重金属复合污染场地的修复需求和土壤污染特点，及在现有经验技术相比国外落后、修复成本高、周期长和效率低等条件下，开展污染场地再利用前的修复治理、研究高效快速且环境友好的复合污染修复技术十分必要，研制具有自主知识产权的复合污染土修复装置，对我国生态环境改善和社会健康发展具有重要意义。
技术实现思路
技术问题：为克服现有复合污染土修复处理过程中的不足之处，本专利技术的目的旨在提供一种经济高效、去除率高、可规模化应用的挥发性有机物-重金属复合污染土的碳化修复处理系统，以实现挥发性有机物-重金属复合污染土和二氧化碳在工程建设中的资源化再利用。技术方案：为了实现上述目的，我们公开了一种挥发性有机物-重金属复合污染土的碳化修复处理系统，其特征在于，该处理系统包括：预处理装置、污染监测装置、搅拌蒸压装置、掺混装置、粒化装置、碳化装置和收集处理装置。所述预处理装置中设置有污染监测装置，预处理装置下部设有计量斗，计量斗的下部设有进料阀，计量斗的底部与搅拌蒸压装置的顶部密封连接。所述搅拌蒸压装置的下部紧贴有水浴吸热板，水浴吸热板底部设有电加热板，搅拌蒸压装置的顶部设置有温度传感器和抽风机A，搅拌蒸压装置的侧面下部通过输料管A与掺混装置的侧面中部连接，所述输料管A上设有第一控制阀和水分传感器，所述抽风机A通过导管与收集处理装置A相连，抽风机A与收集处理装置A之间的导管上设有第二控制阀。所述掺混装置的顶部设有固化剂储粉罐、固化剂储液罐和抽风机B，固化剂储粉罐的底部和固化剂储液罐的底部均与掺混装置的顶部密封连接，固化剂储粉罐的顶部和固化剂储液罐的顶部均与空压机相连接，固化剂储粉罐的下部设有流量阀A，固化剂储液罐的下部设有流量阀B，所述掺混装置的顶部还设有雾化喷头，且雾化喷头与固化剂储液罐的底部密封连接，所述流量阀A和流量阀B均位于掺混装置的外部，所述抽风机B通过导管与收集处理装置A相连，抽风机B与收集处理装置A之间的导管上设有第三控制阀。所述掺混装置的底部通过输料管B与粒化装置连接，且所述输料管B上设有第四控制阀；所述粒化装置通过输料管C与碳化装置密封连接，所述输料管C上设有第五控制阀和动力泵。所述碳化装置中设有振动筛，碳化装置的顶部与水浴吸热板和电加热板紧贴，振动筛与出料管一端相连，在碳化装置外的出料管上设有出料阀，出料管的另一端与储料养护装置密封连接。所述碳化装置的一侧通过通气管与二氧化碳气罐密封连接，且导气管上设有调压阀。所述收集处理装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挥发性有机物‑重金属复合污染土的碳化修复处理系统，其特征在于，该处理系统包括：预处理装置、污染监测装置、搅拌蒸压装置、掺混装置、粒化装置、碳化装置和收集处理装置。所述预处理装置中设有污染监测装置，预处理装置下部设有计量斗，计量斗的下部设有进料阀，计量斗的底部与搅拌蒸压装置的顶部密封连接。所述搅拌蒸压装置的下部紧贴有水浴吸热板，水浴吸热板底部设有电加热板，搅拌蒸压装置的顶部设置有温度传感器和抽风机A，搅拌蒸压装置的侧面下部通过输料管A与掺混装置的侧面中部连接，所述输料管A上设有第一控制阀和水分传感器，所述抽风机A通过导管与收集处理装置A相连，抽风机A与收集处理装置A之间的导管上设有第二控制阀。所述掺混装置的顶部设有固化剂储粉罐、固化剂储液罐和抽风机B，固化剂储粉罐的底部和固化剂储液罐的底部均与掺混装置的顶部密封连接，固化剂储粉罐的顶部和固化剂储液罐的顶部均与空压机相连接，固化剂储粉罐的下部设有流量阀A，固化剂储液罐的下部设有流量阀B，所述掺混装置的顶部还设有雾化喷头，且雾化喷头与固化剂储液罐的底部密封连接，所述流量阀A和流量阀B均位于掺混装置的外部，所述抽风机B通过导管与收集处理装置A相连，抽风机B与收集处理装置A之间的导管上设有第三控制阀。所述掺混装置的底部通过输料管B与粒化装置连接，且所述输料管B上设有第四控制阀；所述粒化装置通过输料管C与碳化装置密封连接，所述输料管C上设有第五控制阀和动力泵。所述碳化装置中设有振动筛，碳化装置的顶部与水浴吸热板和电加热板紧贴，振动筛与出料管一端相连，在碳化装置外的出料管上设有出料阀，出料管的另一端与储料养护装置密封连接。所述碳化装置的一侧通过通气管与二氧化碳气罐密封连接，且导气管上设有调压阀。所述收集处理装置B通过导管与碳化装置的底部密封连接，且导管上设有第六控制阀。...

【技术特征摘要】
1.一种挥发性有机物-重金属复合污染土的碳化修复处理系统，其特征在于，该处理系统包括：预处理装置、污染监测装置、搅拌蒸压装置、掺混装置、粒化装置、碳化装置和收集处理装置。所述预处理装置中设有污染监测装置，预处理装置下部设有计量斗，计量斗的下部设有进料阀，计量斗的底部与搅拌蒸压装置的顶部密封连接。所述搅拌蒸压装置的下部紧贴有水浴吸热板，水浴吸热板底部设有电加热板，搅拌蒸压装置的顶部设置有温度传感器和抽风机A，搅拌蒸压装置的侧面下部通过输料管A与掺混装置的侧面中部连接，所述输料管A上设有第一控制阀和水分传感器，所述抽风机A通过导管与收集处理装置A相连，抽风机A与收集处理装置A之间的导管上设有第二控制阀。所述掺混装置的顶部设有固化剂储粉罐、固化剂储液罐和抽风机B，固化剂储粉罐的底部和固化剂储液罐的底部均与掺混装置的顶部密封连接，固化剂储粉罐的顶部和固化剂储液罐的顶部均与空压机相连接，固化剂储粉罐的下部设有流量阀A，固化剂储液罐的下部设有流量阀B，所述掺混装置的顶部还设有雾化喷头，且雾化喷头与固化剂储液罐的底部密封连接，所述流量阀A和流量阀B均位于掺混装置的外部，所述抽风机B通过导管与收集处理装置A相连，抽风机B与收集处理装置A之间的导管上设有第三控制阀。所述掺混装置的底部通过输料管B与粒化装置连接，且所述输料管B上设有第四控制阀；所述粒化装置通过输料管C与碳化装置密封连接，所述输料管C上设有第五控制阀和动力泵。所述碳化装置中设有振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡光华，刘松玉，杜广印，邵光辉，赵志峰，黄容聘，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32