一种一体化高效全自动污染土壤修复设备及修复方法技术

本发明专利技术提供了一种一体化高效全自动土壤修复设备及修复方法，包括筛分给料系统、送料系统、加药系统、搅拌混匀系统、出料系统和控制系统；所述筛分给料系统设有第一出料口、所述加药系统设有出药口，所述第一出料口和出药口依次位于送料系统的上方，所述送料系统的落料口位于搅拌混匀系统的进料口上方；所述搅拌混匀系统的第二出料口位于出料系统的上料端。本发明专利技术可自动化控制污染土壤与修复材料和药剂的投加等过程，精确控制各组分投加量、投加速度和混合搅拌过程，确保修复药剂、材料和土壤反应充分；采用过硫酸钠作为氧化剂，硫酸亚铁和氧化钙作为活化剂，进行分步投加混匀搅拌处理，可通过化学氧化实现土壤中石油烃的高效和快速降解。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化高效全自动污染土壤修复设备及修复方法
本专利技术属于污染土壤修复
，具体涉及一种一体化高效全自动污染土壤修复设备及修复方法。
技术介绍
近年来工业的快速发展和城市规模的不断扩大，给土壤带来了严重的污染，威胁了人们的身体健康及生命安全。采用先进的修复设备及高效的修复方法使遭受污染的土壤恢复正常功能已成为当今环境科学界的一项重要任务。目前，我国有大量的污染地块需要开展污染土壤的修复工作，但是我国的土壤修复产业还处于初步阶段，缺乏具有自主知识产权的高效修复设备及修复技术的研发。因此，针对不同类型的污染土壤，研发一体化高效全自动土壤修复设备，并形成相应的修复技术方法，对于我国生态文明建设具有重要的意义。中国专利文献CN110116128A公开了一种土壤修复设备及修复方法，其包括破碎筛分系统、修复材料分步投加系统、液体投加系统、混匀搅拌系统、混匀输送系统、出料系统。其中，破碎筛分系统、修复材料分步投加系统和液体投加系统的输出端均与混匀搅拌系统的输入端相连接。该设备破碎筛分系统中设有土壤箱及破碎筛分装置，土壤箱的出料口直接与混匀搅拌系统输入端相连接。但是，由于该设备中破碎筛分系统并没有对污染土壤输出量的控制设备，将导致无法精准控制进入混匀搅拌系统中的污染土方量，导致后续修复材料或修复药剂投加时无法按设定添加比例与土壤混合，从而可能导致污染土壤修复不能完全达标或造成修复材料过量投加。该设备中液体投加系统仅能通过混匀搅拌系统中的加压喷头将液体喷出，其中，加压喷头是以20-30cm的间距等距分布在混匀搅拌系统的旋转轴上。但是，实际现场修复过程中为了保证药剂的反应活性，需要进行现场多种材料或液体配制成药剂，该液体投加系统无法实现现场配制药剂；另外，仅通过旋转轴上有限个数的加压喷头无法保证投加液体药剂与污染土壤均匀接触反应。该设备中混匀搅拌系统实际工作中是修复材料和修复液体一并与污染土混合、搅拌，而实际修复过程中，根据污染物性质和反应机理，多种修复材料和液体还可能是先投加混合产生反应，产生的化学产物再进行污染物的去除。例如，采用过硫酸盐氧化有机物时往往需要进一步添加铁盐进行活化。该设备无法做到分步投加多种药剂后再混合反应。该设备中多个复杂系统集合在一个可行走的基座上，在大规模、长时间修复过程中，不利于设备的检修和维护。该修复设备及方法主要针对重金属污染土壤提出了修复方法，而对于受有机物污染土壤，由于污染物性质的差异较大，在土壤中的行为状态也不同，所以在修复材料选取、投加量、混匀搅拌时间等修复方法上存在显著差别。基于该专利提供方法无法实现有机污染土壤的修复。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术问题，提供了具备可自动控制的集合污染土壤与修复材料和药剂投加、输送、搅拌混匀、出料于一体的修复设备及方法，该设备及修复方法可应用于有机物石油烃污染土壤的高效氧化修复，修复效果良好。本专利技术采用的技术方案为：一种一体化高效全自动土壤修复设备，包括筛分给料系统、送料系统、加药系统、搅拌混匀系统、出料系统和控制系统；所述筛分给料系统设有第一出料口、所述加药系统设有出药口，所述第一出料口和出药口依次位于送料系统的上方，所述送料系统的落料口位于搅拌混匀系统的进料口上方；所述搅拌混匀系统设有第二出料口，所述第二出料口位于出料系统的上料端处；所述筛分给料系统、送料系统、加药系统、搅拌混匀系统和出料系统均分别与控制系统电联。进一步地，所述加药系统包括1套或多套修复材料加药子系统和修复药剂加药子系统，并可根据修复需求进行不同的组合和排序。进一步地，所述修复药剂加药子系统包括储液箱和淋药喷洒器，所述储液箱上设有加药管和加液管、储液箱内部设有第一搅拌器，所述储液箱借助出液管与淋药喷洒器相连，所述出液管上设有第一控制阀门和第一传输动力件，所述淋药喷洒器包括输液管和多个喷头，所述淋药喷洒器的喷头位于送料系统的上方，所述第一传输动力件是但不限于电动隔膜泵。进一步地，所述修复材料加药子系统包括储药箱、缓冲仓和出料管，所述储药箱借助带有第二控制阀门的管道与缓冲仓相连，所述缓冲仓借助第二传输动力件与出料管相连，所述出料管管口位于送料系统的上方，所述第二传输动力件为计量螺旋输送机。进一步地，所述筛分给料系统包括振动筛、储料箱、定量给料机和第一出料口，所述振动筛位于储料箱上口处，所述定量给料机与第一出料口相连，所述第一出料口底部带有格栅板。进一步地，所述搅拌混匀系统包括搅拌仓和第二搅拌器，所述第二搅拌器位于搅拌仓内，所述搅拌仓设有进料口和第二出料口；所述出料系统包括传输装置和自卸箱体，所述第二出料口位于传输装置的上料端，所述传输装置的出料端位于自卸箱体的上方，所述送料系统为皮带式传输装置。进一步地，所述控制系统主要有控制台及其计算机操作单元组成；其中，计算机操作单元又包括：筛分给料操作单元、送料操作单元、加药操作单元和混匀搅拌操作单元，通过在筛分给料系统、送料系统、加药系统、混匀搅拌系统中各设备安装控制和传感元件，并通过线缆或无线传输与各计算机操作单元相连接，实现对各设备运行、监测和调控的集成控制。进一步地，所述传输装置均为皮带式传输装置，所述搅拌仓的进料口带有可单向闭合的闸板，所述搅拌仓的底板为带有5°～10°倾角，所述第二出料口设有可自动开闭的闸板阀，所述第二搅拌器是但不限于双卧轴强制式搅拌机。一种高效全自动石油烃污染土壤修复方法，包括以下步骤：A、加药系统包括两个修复药剂加药子系统和一个修复材料加药子系统，其中第一个修复药剂加药子系统的储液箱中为质量分数为10％～20％的过硫酸钠溶液，第二个修复药剂加药子系统的储液箱中为质量分数为5％～10％的硫酸亚铁溶液；修复材料加药子系统中直接加入氧化钙粉末；B、将污染土壤投加到筛分给料系统，污染土壤经振动筛筛分后，细粒土壤经筛网进入储料箱，通过储料箱下部连接的定量给料机控制污染土壤的输出量，污染土壤经第一出料口被输送并分散到送料系统的皮带上，并随皮带传输；C、修复药剂加药子系统中的过硫酸盐溶液及硫酸亚铁溶液分别通过淋药喷洒器的喷头均匀喷洒到送料系统皮带上的污染土壤中，其中过硫酸钠溶液喷洒在前，硫酸亚铁溶液喷洒在后；最后修复材料加药子系统中的氧化钙通过出料管定量输送到送料系统皮带上的土壤中；D、依次投加完成过硫酸钠溶液、硫酸亚铁溶液和氧化钙粉末的污染土壤，通过送料系统输入到搅拌混匀系统中的搅拌仓中，搅拌充分后，通过第二出料口将第一次修复土壤传输到传输装置的皮带上；E、完成第一次修复的土壤经传输装置的皮带导向自卸箱体，达到自卸箱体装载容量后运至养护区开展养护，养护周期为4-10天；F、养护4-10天后对第一次修复的土壤进行取样测试，若土壤中石油烃含量达到修复目标值要求，则完成污染土壤修复；若仍不达标，则利用自卸箱体将未达标土壤运回至污染土壤暂存区，重复以上B、C、D、E步骤，对未达标土壤继续修复，直至修复后土壤中石油烃含量达到修复目标值。进一步地，所述步骤A中对于石油烃污染浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：包括筛分给料系统、送料系统(5)、加药系统、搅拌混匀系统、出料系统和控制系统(19)；所述筛分给料系统设有第一出料口(4)、所述加药系统设有出药口，所述第一出料口(4)和出药口依次位于送料系统(5)的上方，所述送料系统(5)的落料口位于搅拌混匀系统的进料口(21)上方；所述搅拌混匀系统设有第二出料口(23)，所述第二出料口(23)位于出料系统的上料端处；所述筛分给料系统、送料系统(5)、加药系统、搅拌混匀系统和出料系统均分别与控制系统(19)电联。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：包括筛分给料系统、送料系统(5)、加药系统、搅拌混匀系统、出料系统和控制系统(19)；所述筛分给料系统设有第一出料口(4)、所述加药系统设有出药口，所述第一出料口(4)和出药口依次位于送料系统(5)的上方，所述送料系统(5)的落料口位于搅拌混匀系统的进料口(21)上方；所述搅拌混匀系统设有第二出料口(23)，所述第二出料口(23)位于出料系统的上料端处；所述筛分给料系统、送料系统(5)、加药系统、搅拌混匀系统和出料系统均分别与控制系统(19)电联。


2.根据权利要求1所述一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：所述加药系统包括1套或多套修复材料加药子系统和修复药剂加药子系统，并可根据修复需求进行不同的组合和排序。


3.根据权利要求2所述一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：所述修复药剂加药子系统包括储液箱(6)和淋药喷洒器，所述储液箱(6)上设有加药管(7)和加液管(8)、储液箱(6)内部设有第一搅拌器(9)，所述储液箱(6)借助出液管与淋药喷洒器相连，所述出液管上设有第一控制阀门(10)和第一传输动力件(11)，所述淋药喷洒器包括输液管(12)和多个喷头(13)，所述淋药喷洒器的喷头(13)位于送料系统(5)的上方，所述第一传输动力件(11)是但不限于电动隔膜泵。


4.根据权利要求2所述一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：所述修复材料加药子系统包括储药箱(14)、缓冲仓(16)和出料管(18)，所述储药箱(14)借助带有第二控制阀门(15)的管道与缓冲仓(16)相连，所述缓冲仓(16)借助第二传输动力件(17)与出料管(18)相连，所述出料管(18)管口位于送料系统(5)的上方，所述第二传输动力件(17)为计量螺旋输送机。


5.根据权利要求1所述一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：所述筛分给料系统包括振动筛(2)、储料箱(1)、定量给料机(3)和第一出料口(4)，所述振动筛(2)位于储料箱(1)上口处，所述定量给料机(3)与第一出料口(4)相连，所述第一出料口(4)底部带有格栅板。


6.根据权利要求1所述一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：所述搅拌混匀系统包括搅拌仓(20)和第二搅拌器(22)，所述第二搅拌器(22)位于搅拌仓(20)内，所述搅拌仓(20)设有进料口(21)和第二出料口(23)；所述出料系统包括传输装置(24)和自卸箱体(25)，所述第二出料口(23)位于传输装置(24)的上料端，所述传输装置(24)的出料端位于自卸箱体(25)的上方，所述送料系统(5)为皮带式传输装置。


7.根据权利要求1所述一种一体化高效全自动土壤修复设备，其特征在于：所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，马丽莎，张威，王妍妍，宋乐，刘圣华，周顺江，孔祥科，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13