一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统及方法，属于污染土壤修复技术领域。所述系统包括第一搅拌混合装置、气化反应器、第二搅拌混合装置、脱附反应器和筛分器。脱水污泥在气化反应器中热解炭化形成污泥炭，利用污泥炭多孔隙吸附和吸收微波助加热的特点，与有机污染土壤混合的过程中可有效促进土壤中污染物的脱附，并吸附其中的有机物，在后续脱附反应器的微波加热过程中，污泥炭上吸附的有机物以气体形式挥发，剩下的污泥炭重新返回到第一搅拌混合装置和第二搅拌混合装置参与污泥炭化和有机物吸附。将污泥处理和有机污染土壤治理相结合，达到以废治废的目的，污泥炭在脱吸附后可以循环利用，降低成本。

System and method for repairing organic pollution soil by sludge microwave gasification residue target

The invention discloses a system and a method for repairing organic pollution soil by sludge microwave gasification residue, belonging to the technical field of contaminated soil remediation. The system comprises a first stirring mixing device, a gasification reactor, a second stirring mixing device, a desorption reactor and a sieving device. Sludge pyrolysis in the gasification reactor carbonization sludge formation of porous carbon, adsorption and absorption characteristics of microwave assisted heating using sludge carbon, organic pollution and soil mixing process can effectively promote the pollutants in soil and organic matter adsorption desorption, the desorption process of microwave heating reactor in the follow-up. Organic carbon on the adsorption of sludge in the form of gas volatilization, the remaining sludge carbon back into the first mixing device and mixing device second in sludge carbonization and adsorption of organic compounds. The treatment of sludge treatment and soil organic pollution combined to achieve the purpose of treating waste by waste, sludge removal in carbon adsorption can be recycled, reducing the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统及方法
本专利技术涉及污染土壤修复
，具体涉及一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统及方法。
技术介绍
随着国家对工业转型升级和环境保护要求的提高，城市中退役或搬迁的农药厂，化工厂等工业区块出现大批有机污染土壤。目前我国土壤有机污染呈现如下特点：1、污染面积增加明显，一些地区土壤污染由局部开始呈连续分布；2、污染物种类增加，复合污染特点日益突出；3、污染物含量呈增加趋势；土壤有机污染程度与区域经济发达程度具有一定相关性。由于污染土壤中的有机物易挥发，严重危害周围居民的健康，如多环芳烃作为典型土壤有机污染物属于强致癌物质、有机氯类污染物以其毒性强、生物可降解性差而备受关注，有机污染土壤难修复，阻碍土地的再次利用。现有有机污染土壤修复方法可分为物理、化学和生物三种类型，其中热脱附方法因具有速度快，彻底治理等优点成为城市尤其是居民区土壤治理的首选方法，但是热脱附法一般对挥发性较强的物质处理效果较好，成本较高，主要体现在需要对土壤的加热和放热的过程，热量利用率低。中国专利申请(申请号201410628444.X)公开了一种有机污染土壤的修复方法，热脱附后的土壤具有很高的温度，可以用来制砖，节约了大量的能量。热脱附产生的废气经过净化后进行燃烧，燃烧所产生的能量对传送带进行加热，大大增加了热解析的效率。又如中国专利(申请号201310586047.6)公开了一种针对土壤有机砷污染的联合微波氧化复合修复系统及方法。城镇污水污泥是城镇污水处理的副产品，由于污水处理厂出厂的湿污泥含水率一般在85％左右，不能直接进入垃圾填埋场，其他方法如焚烧，消化等处理费用较高而推广困难。污泥中富含氮磷等土壤增肥需要的元素，但如不经处理直接农用，具有消化周期长，可能出现二次污染的问题。中国专利申请(申请号200910241334.7)公开了一种利用剩余活性污泥修复多环芳烃污染土壤的方法，利用秸秆和污泥堆肥进行土壤修复，但是该方法反应周期较长。中国专利(申请号201410327227.7)公开了一种微波辐照湿污泥干化热解连续反应装置及方法。微波(频率2.45GHz)热解污泥技术的研究近年来逐渐深入，是一种非常有效的资源化处理污泥的方法。微波热解污泥不需要预先对污泥进行干燥，可直接把污泥(约含80％水分)混合添加剂放入微波炉反应器中热解，大大减少了能量和时间消耗，且微波热解污泥显著减少固体质量，为进一步的处理提供方便。
技术实现思路
本专利技术提供了一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统，将污泥处理和污染土壤治理有机结合，实现以废治废，降低治理成本。一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统，包括：第一搅拌混合装置，将活性炭或污泥炭与脱水污泥搅拌混合，得到污泥混合物；气化反应器，将污泥混合物中的脱水污泥气化和炭化，得到污泥炭和气化气；第二搅拌混合装置，将污泥炭和有机污染土壤混合，得到土壤混合物；脱附反应器，对土壤混合物进行微波加热，去除污染土壤中的挥发性有机物；筛分器，对经微波加热的土壤混合物进行筛分，得到污泥炭和洁净土壤，污泥炭部分返回第一搅拌混合装置和第二搅拌混合装置。本专利技术系统中，气化反应器与脱附反应器均为具有微波发生装置的保温反应腔。脱水污泥在气化反应器中热解炭化形成污泥炭，该污泥炭具有多孔结构，在与有机污染土壤混合的过程中可有效促进土壤中污染物的脱附，并吸附其中的有机物，在后续脱附反应器的微波加热过程中，污泥炭上吸附的有机物以气体形式挥发，剩下的污泥炭重新返回到第一搅拌混合装置和第二搅拌混合装置参与污泥炭化和有机物吸附。所述第一搅拌混合装置设有两个进料口，分别与第一传送带和污泥仓连接，所述第一传送带连接给料分配器，活性炭或污泥炭从给料分配器中经第一传送带送入第一搅拌混合装置。污泥仓内的污泥由螺杆泵驱动向第一搅拌混合装置中输送。本专利技术可通过调整第一传送带和螺杆泵的运行速率来控制给料量。所述第二搅拌混合装置同样设有两个进料口，分别与第二传送带和气化反应器的出料口连接，所述第二传送带与污染土壤源连接，由于气化反应器产生的污泥炭量可控，本专利技术通过调整第二传送带的给料速率即可保证污染土壤与污泥炭的配料比。所述给料分配器与筛分器连接，筛分器得到的污泥炭存入给料分配器中。给料分配器具有两个出料口，其中一个连接第一传送带，向第一搅拌混合装置中提供活性炭或污泥炭；另一个连接第二传送带，向第二搅拌混合装置中补给污泥炭，两个出料口分别按照设定的程序出料。本专利技术系统在运行初始，需向给料分配器中投加少量活性炭，当筛分器分离出的污泥炭能够满足第一搅拌混合装置内设定的质量比之后，即可停止活性炭投料。所述气化反应器和脱附反应器内均设有输送带，在输送带前端上方设有进料斗，在输送带后端下方设有出料口，所述进料斗底部具有开关阀门。所述进料斗的进口连通位于其上方的搅拌混合装置的出料口，当搅拌混合装置内的污泥混合物或土壤混合物按质量比混合均匀之后，进料斗底部的开关阀门开启，混合物料进入反应器内，运行微波发生装置进行微波加热处理。为了保证微波有效穿透进混合物料内部，物料需均匀堆放并厚度不宜过大。作为优选，距离输送带上方8-15cm设有对输送的物料进行定型的刮板。混合物料从进料斗落入输送带前端，随着输送带传动，刮板推开物料堆使其按照设定的厚度均匀分散在输送带上，然后经过微波辐照，物料均匀升温并达到充分反应。处理得到的固体产物经出料口排出进入下一道工序。脱附反应器的出料口连接水冷却螺旋输送器，经微波处理的土壤混合物在输送过程中得到冷却，并进入筛分器，利用物质之间的密度差异进行振动筛分。所述筛分器具有上部的轻质出口和下部的重质出口，分离得到的污泥炭从轻质出口排出，修复后的洁净土壤从重质出口排出。本专利技术系统中产生的气化气和挥发性有机物如果直接排向大气，无疑增加了大气污染，因此，本专利技术在系统中增设废气处理装置。作为优选，所述系统包括与气化反应器的出气口连接的冷凝器，冷凝器的液相出口连接储液罐。所述冷凝器为水冷式冷凝器。微波加热污泥产生的气化气经管路进入冷凝器，分相后得到的液体从下端的液相出口流入储液罐，不凝的气体从上端的出气口排出。为减少气化气的不凝气体和脱附出的挥发性有机物中的有害成分，可以进一步地进行燃烧反应。作为优选，所述系统包括与冷凝器的出气口连接的燃烧器，所述脱附反应器的出气口同样连接燃烧器。冷凝器的出气口通过管路和气化气引风机连接燃烧器，不凝气体作为燃料；脱附反应器的出气口通过管路和脱附气引风口连接燃烧器，挥发性有机物作为给风。两者在燃烧器中发生燃烧反应产生高温的烟气。为达到排放标准，需要对烟气进一步净化。作为优选，所述系统还包括通过气体分配阀门连接燃烧器的洗涤塔，所述气体分配阀门具有两个出气口，其中一个出气口连接洗涤塔，另一出气口连接脱附反应器的进气口。经气体分配阀门分流后，部分热烟气通过管路通入脱附反应器作为吹扫气体，以提高脱附反应器的反应温度，并带走脱附反应释放的挥发性有机物，其余的烟气通过管路进入洗涤塔，洗涤塔上部装有洗涤液雾化喷头，对烟气进行喷洒，洗涤液的雾化液滴同烟气中的污染物反应，使烟气达到排放标准，最后经引风机和烟囱排出。本专利技术还提供了一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统，其特征在于，包括：第一搅拌混合装置，将活性炭或污泥炭与脱水污泥搅拌混合，得到污泥混合物；气化反应器，将污泥混合物中的脱水污泥气化和炭化，得到污泥炭和气化气；第二搅拌混合装置，将污泥炭和有机污染土壤混合，得到土壤混合物；脱附反应器，对土壤混合物进行微波加热，去除污染土壤中的挥发性有机物；筛分器，对经微波加热的土壤混合物进行筛分，得到污泥炭和洁净土壤，污泥炭部分返回第一搅拌混合装置和第二搅拌混合装置。

【技术特征摘要】
1.一种污泥微波气化残渣靶向修复有机污染土壤的系统，其特征在于，包括：第一搅拌混合装置，将活性炭或污泥炭与脱水污泥搅拌混合，得到污泥混合物；气化反应器，将污泥混合物中的脱水污泥气化和炭化，得到污泥炭和气化气；第二搅拌混合装置，将污泥炭和有机污染土壤混合，得到土壤混合物；脱附反应器，对土壤混合物进行微波加热，去除污染土壤中的挥发性有机物；筛分器，对经微波加热的土壤混合物进行筛分，得到污泥炭和洁净土壤，污泥炭部分返回第一搅拌混合装置和第二搅拌混合装置。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括与气化反应器的出气口连接的冷凝器，冷凝器的液相出口连接储液罐。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，包括与冷凝器的出气口连接的燃烧器，所述脱附反应器的出气口同样连接燃烧器。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，包括通过气体分配阀门连接燃烧器的洗涤塔，所述气体分配阀门具有两个出气口，其中一个出气口连接洗涤塔，另一出气口连接脱附反应器的进气口。5.一种污泥微波气化残渣靶向修复有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昆柏，温俊明，戴前进，金祥福，高全喜，段德超，张明，盛浩，王春秀，
申请(专利权)人：浙江博世华环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33