權(quán)利要求書: 1.場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:包括依次設(shè)置的進樣系統(tǒng)、成形系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng),
進樣系統(tǒng)包括依次連接的斗式提升機和行星攪拌裝置,還包括進樣系統(tǒng)移動平臺,斗式提升機和行星攪拌裝置均設(shè)置于進樣系統(tǒng)移動平臺上;
成型系統(tǒng)包括依次設(shè)置的真空擠出機、第一傳送帶及第二傳送帶、切磚臺、第一移動平臺以及第二移動平臺,第一傳送帶的上方設(shè)有用于將磚坯從擠出機切斷的第一切刀,切磚臺的上方設(shè)有用于將條狀磚坯切成塊狀磚坯的第二切刀,第二傳送帶位于切磚臺的一側(cè);
真空擠出機位于第一移動平臺,第一傳送帶以及切磚臺位于第二移動平臺,行星攪拌裝置的出料口與真空擠出機的進料口連接;
熱處理系統(tǒng)包括干燥爐、微波加熱爐、冷卻室、窯車軌道和熱處理系統(tǒng)移動平臺,窯車軌道依次穿過干燥爐、微波加熱爐和冷卻室,并將其串聯(lián)起來,干燥爐、微波加熱爐、冷卻室、窯車軌道位于熱處理移動平臺上,干燥爐、微波加熱爐均分別設(shè)有廢氣出口;
尾氣處理系統(tǒng)包括有氧燃燒裝置、噴淋塔和尾氣處理系統(tǒng)移動平臺,有氧燃燒裝置和噴淋塔位于尾氣處理系統(tǒng)移動平臺上,有氧燃燒裝置包括依次連接的風機、過濾器和燃燒室,燃燒室內(nèi)部安裝有催化床層,干燥爐、微波加熱爐的廢氣出口連接有氧燃燒裝置的進氣口,有氧燃燒裝置的出氣口與噴淋塔的進氣口相連;
微波加熱爐在窯車軌道的長度方向的前端和后端均分別設(shè)有第二升降式爐門,微波加熱爐的爐體為三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為
氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼,微波加熱爐的爐體內(nèi)安裝微波發(fā)生器、微波加熱爐熱電偶、蒸汽噴霧管和第二陶瓷卡扣,微波加熱爐的底部設(shè)有第二升降托板,第二陶瓷卡扣設(shè)置于第二升降托板的上方的微波加熱爐的側(cè)壁上,微波加熱爐的頂部設(shè)有第二廢氣出口,第二廢氣出口與有氧燃燒裝置的進氣口連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:第一傳送帶的上方設(shè)有第一光電感應器,第一光電感應器位于第一傳送帶的傳送方向的末端,第一光電感應器用于感應從擠出機擠出的磚坯位置,并發(fā)送信號以控制第一切刀的動作,切磚臺的上方設(shè)有第二光電感應器,第二光電感應器位于切磚臺的末端,第二光電感應器用于感應磚坯的位置,并發(fā)送信號以控制第二切刀的動作。
3.按照權(quán)利要求1所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:斗式提升機包括提升斗、提升軌道以及驅(qū)動提升斗運動的提升斗驅(qū)動裝置,提升斗驅(qū)動裝置驅(qū)動提升斗沿提升軌道運動;行星攪拌裝置包括機殼、機蓋、行星盤以及行星盤驅(qū)動裝置,機殼和機蓋配合形成一個容置空間,行星盤位于容置空間內(nèi),行星盤包括主軸、攪拌鏟組件以及碾輪組件,行星盤驅(qū)動裝置驅(qū)動行星盤繞連接于機蓋的主軸轉(zhuǎn)動,攪拌鏟組件和碾輪組件繞主軸順時針旋轉(zhuǎn),機殼設(shè)有進料斗,進料斗位于提升軌道的一端。
4.按照權(quán)利要求1所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:干燥爐在窯車軌道的長度方向的前端和后端均分別設(shè)有第一升降式爐門,干燥爐的爐體為三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼,干燥爐的爐體內(nèi)安裝干燥爐電阻絲、干燥爐熱電偶和第一陶瓷卡扣,干燥爐的前部設(shè)有第一進氣口,干燥爐的底部設(shè)有第一升降托板,第一陶瓷卡扣設(shè)置于第一升降托板的上方的干燥爐的側(cè)壁上,干燥爐的頂部設(shè)有第一廢氣出口,第一廢氣出口與有氧燃燒裝置的進氣口連接。
5.按照權(quán)利要求4所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:第一升降托板的上表面設(shè)有軌道,當?shù)谝簧低邪逦挥诘撞繒r軌道與窯車軌道對接,使窯車可以移動到第一升降托板上,第一升降托板上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。
6.按照權(quán)利要求1所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:第二升降托板的上表面設(shè)有軌道,當?shù)诙低邪逦挥诘撞繒r軌道與窯車軌道對接,使窯車可以移動到第二升降托板上,第二升降托板上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。
7.按照權(quán)利要求1所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,其特征在于:冷卻室為沿窯車軌道長度方向的兩端敞開結(jié)構(gòu),冷卻室的頂部設(shè)有引風機,引風機與干燥爐的第一進氣口連通,冷卻室的側(cè)壁設(shè)有第三陶瓷卡扣,冷卻室的底部設(shè)有第三升降托板,第三陶瓷卡扣設(shè)置于第三升降托板的上方,第三升降托板的上表面設(shè)有軌道,當?shù)谌低邪逦挥诘撞繒r軌道與窯車軌道對接,使窯車可以移動到第三升降托板上,第三升降托板上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。
8.采用權(quán)利要求1?7任意一項所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的治理方法,其特征在于:包括以下幾個步驟:將進樣系統(tǒng)、成形系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)分別通過進樣系統(tǒng)移動平臺、第一移動平臺、第二移動平臺、熱處理系統(tǒng)移動平臺、尾氣處理系統(tǒng)移動平臺移動至需要進行重金屬污染土壤治理的現(xiàn)場,通過將重金屬污染土壤與煤矸石按質(zhì)量比2:1~3:1加入進樣系統(tǒng),經(jīng)行星攪拌裝置的粉碎、攪拌和加濕后,然后,輸送至成型系統(tǒng)完成壓制成型、切坯和碼坯;之后,由窯車沿窯車軌道將磚坯輸送至干燥爐中,在55℃~
75℃溫度下干燥2~3h;再輸送至微波加熱爐中,在900℃~1100℃溫度下加熱4~5h;最后輸送至冷卻室經(jīng)冷卻后得到再生材料,干燥爐和微波加熱爐產(chǎn)生的廢氣引入尾氣處理系統(tǒng)先經(jīng)過有氧燃燒裝置進行有氧燃燒,再經(jīng)過噴淋塔過濾、吸收然后達標排放。
9.按照權(quán)利要求8所述的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的治理方法,其特征在于:噴淋塔采用高錳酸鉀和石灰水作為噴淋液,用于除去常規(guī)的酸性氣體及污染土壤煅燒過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性重金屬。
說明書: 場地重金屬污染土壤治理設(shè)備及其治理方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及危險固體廢物處理領(lǐng)域,特別是涉及場地重金屬污染土壤治理設(shè)備及其治理方法。背景技術(shù)[0002] 近年來,隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城市的發(fā)展變遷,污染企業(yè)面臨搬遷或關(guān)閉。由于企業(yè)設(shè)備陳舊、工業(yè)“三廢”排放技術(shù)和管理手段不完善,使一些有毒有害重金屬污染物進入了地基土和地下水,致使企業(yè)原址場地成為工業(yè)污染場地。如在經(jīng)濟發(fā)達的珠三角地區(qū),曾密布的五金、化工、鋼鐵等企業(yè)的廠區(qū),其土壤均受到了嚴重的重金屬污染,嚴重影響了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、威脅人們的身體健康、制約了經(jīng)濟的發(fā)展。因此,場地重金屬污染土壤的修復,已成為影響人民生活、城市規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展得一個重大問題。[0003] 目前,重金屬污染治理技術(shù)主要可以分為物理修復技術(shù)如水泥固化、塑料材料包容;化學修復如藥劑穩(wěn)定技術(shù);生物修復如植物萃取、微生物修復等。由于工業(yè)廠區(qū)重金屬污染呈點狀污染的特點,即同一廠區(qū)不同地點存在受污染和不受污染的情況,受污染的土壤其污染程度也不盡相同。同時,考慮到土地二次開發(fā)利用等經(jīng)濟因素,要求土壤修復周期不能過長。然而,淋洗修復技術(shù)會產(chǎn)生大量的淋洗廢液,處理不當會造成嚴重的二次污染;植物萃取修復深度僅為根際范圍,且修復周期長,通常需要五年以上的修復時間;微生物修復對土壤條件要求較高,受環(huán)境因素限制較大,應用范圍較窄。因此,淋洗技術(shù)、植物萃取、微生物修復等方法其修復周期、效果都難以滿足當前重金屬污染場地土壤修復的要求。
[0004] 固化/穩(wěn)定化技術(shù)主要是通過改變重金屬在土壤中的賦存形態(tài)使重金屬固定,阻止其在環(huán)境中的遷移和擴散,從而降低重金屬的毒害程度。相對其他修復方法,固化/穩(wěn)定化技術(shù)由于成本較低、施工方便、修復時間短、環(huán)境長期安全性好,被廣泛應用于重金屬污染場地的治理。其中,高溫固化處理成為近年來較為常用的固化/穩(wěn)定化方式,如水泥回轉(zhuǎn)窯處理和磚塊化處理。該技術(shù)是將重金屬污染土壤作為原材料的一部分經(jīng)高溫燒制成水泥或者磚塊,這個過程不僅可將重金屬固定到穩(wěn)定的礦物結(jié)構(gòu)中,排除了重金屬滲漏的風險,轉(zhuǎn)換成的產(chǎn)品還可以用做路基或建筑材料,實現(xiàn)了污染土壤的無害化和資源化處理。[0005] 傳統(tǒng)的高溫固化處理技術(shù)受場地限制,需要將重金屬污染土壤運輸?shù)焦潭▓龅剡M行修復,運輸成本較高,并且可能造成運輸過程中的沿途污染及場地污染;工藝繁瑣,設(shè)備自動化程度低,增加了人力成本;磚體壓制成型工藝不夠完善,磚塊成型效果差,廢品率高;傳統(tǒng)爐窯加熱不均勻,且無法實現(xiàn)溫度的精準控制,容易造成欠火或過燒,影響磚體質(zhì)量;
加熱效率低,能耗較大;尾氣污染物控制不足,特別是以污染土壤為原材料時,會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機質(zhì)和重金屬污染物,這些污染物無法被完全去除,將可能造成嚴重的二次污染。
發(fā)明內(nèi)容[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的之一是:提供一種更為便捷、能耗更低的自動化高溫處置設(shè)備,以環(huán)境友好型方式實現(xiàn)重金屬污染土壤的無害化、資源化處置。[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的之二是:提供一種治理方法,其能夠降低重金屬污染土壤處理成本,防止二次污染,以環(huán)境友好型方式實現(xiàn)重金屬污染土壤的無害化、資源化處置。[0008] 為了達到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:[0009] 場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,包括依次設(shè)置的進樣系統(tǒng)、成形系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng),[0010] 進樣系統(tǒng)包括依次連接的斗式提升機和行星攪拌裝置,還包括進樣系統(tǒng)移動平臺,斗式提升機和行星攪拌裝置均設(shè)置于進樣系統(tǒng)移動平臺上;[0011] 成型系統(tǒng)包括依次設(shè)置的真空擠出機、第一傳送帶及第二傳送帶、切磚臺、第一移動平臺以及第二移動平臺,第一傳送帶的上方設(shè)有用于將磚坯從擠出機切斷的第一切刀,切磚臺的上方設(shè)有用于將條狀磚坯切成塊狀磚坯的第二切刀,第二傳送帶位于切磚臺的一側(cè);真空擠出機位于第一移動平臺,第一傳送帶以及切磚臺位于第二移動平臺,行星攪拌裝置的出料口與真空擠出機的進料口連接;[0012] 熱處理系統(tǒng)包括干燥爐、微波加熱爐、冷卻室、窯車軌道和熱處理系統(tǒng)移動平臺,窯車軌道依次穿過干燥爐、微波加熱爐和冷卻室,并將其串聯(lián)起來,干燥爐、微波加熱爐、冷卻室、窯車軌道位于熱處理移動平臺上,干燥爐、微波加熱爐均分別設(shè)有廢氣出口;[0013] 尾氣處理系統(tǒng)包括有氧燃燒裝置、噴淋塔和尾氣處理系統(tǒng)移動平臺,有氧燃燒裝置和噴淋塔位于尾氣處理系統(tǒng)移動平臺上,有氧燃燒裝置包括依次連接的風機、過濾器和燃燒室,燃燒室內(nèi)部安裝有催化床層,干燥爐、微波加熱爐的廢氣出口連接有氧燃燒裝置的進氣口,有氧燃燒裝置的出氣口與噴淋塔的進氣口相連。[0014] 進一步,第一傳送帶的上方設(shè)有第一光電感應器,第一光電感應器位于第一傳送帶的傳送方向的末端,第一光電感應器用于感應從擠出機擠出的磚坯位置,并發(fā)送信號以控制第一切刀的動作,切磚臺的上方設(shè)有第二光電感應器,第二光電感應器位于切磚臺的末端,第二光電感應器用于感應磚坯的位置,并發(fā)送信號以控制第二切刀的動作。[0015] 進一步,斗式提升機包括提升斗、提升軌道以及驅(qū)動提升斗運動的提升斗驅(qū)動裝置,提升斗驅(qū)動裝置驅(qū)動提升斗沿提升軌道運動;行星攪拌裝置包括機殼、機蓋、行星盤以及行星盤驅(qū)動裝置,機殼和機蓋配合形成一個容置空間,行星盤位于容置空間內(nèi),行星盤包括主軸、攪拌鏟組件以及碾輪組件,行星盤驅(qū)動裝置驅(qū)動行星盤繞連接于機蓋的主軸轉(zhuǎn)動,攪拌鏟組件和碾輪組件繞主軸順時針旋轉(zhuǎn),機殼設(shè)有進料斗,進料斗位于提升軌道的一端。[0016] 進一步,干燥爐在窯車軌道的長度方向的前端和后端均分別設(shè)有第一升降式爐門,干燥爐的爐體為三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼,干燥爐的爐體內(nèi)安裝干燥爐電阻絲、干燥爐熱電偶和第一陶瓷卡扣,干燥爐的前部設(shè)有第一進氣口,干燥爐的底部設(shè)有第一升降托板,第一陶瓷卡扣設(shè)置于第一升降托板的上方的干燥爐的側(cè)壁上,干燥爐的頂部設(shè)有第一廢氣出口,第一廢氣出口與有氧燃燒裝置的進氣口連接。[0017] 進一步,第一升降托板的上表面設(shè)有軌道,當?shù)谝簧低邪逦挥诘撞繒r軌道與窯車軌道對接,使窯車可以移動到第一升降托板上,第一升降托板上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。當窯車沿軌道移動到第一升降托板中心時,第一升降托板上升,第一卡扣將窯車卡住,第一升降托板下降。[0018] 進一步,微波加熱爐在窯車軌道的長度方向的前端和后端均分別設(shè)有第二升降式爐門,微波加熱爐的爐體為三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼,微波加熱爐的爐體內(nèi)安裝微波發(fā)生器、微波加熱爐熱電偶、蒸汽噴霧管和第二陶瓷卡扣,微波加熱爐的底部設(shè)有第二升降托板,第二陶瓷卡扣設(shè)置于第二升降托板的上方的微波加熱爐的側(cè)壁上,微波加熱爐的頂部設(shè)有第二廢氣出口,第二廢氣出口與有氧燃燒裝置的進氣口連接。[0019] 進一步,第二升降托板的上表面設(shè)有軌道,當?shù)诙低邪逦挥诘撞繒r軌道與窯車軌道對接,使窯車可以移動到第二升降托板上,第二升降托板上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。當窯車沿軌道移動到第二升降托板中心時,第二升降托板上升,第二卡扣將窯車卡住,第二升降托板下降。[0020] 進一步,冷卻室為沿窯車軌道長度方向的兩端敞開結(jié)構(gòu),冷卻室的頂部設(shè)有引風機,引風機與干燥爐的第一進氣口連通,冷卻室的側(cè)壁設(shè)有第三陶瓷卡扣,冷卻室的底部設(shè)有第三升降托板,第三陶瓷卡扣設(shè)置于第三升降托板的上方,第三升降托板的上表面設(shè)有軌道,當?shù)谌低邪逦挥诘撞繒r軌道與窯車軌道對接,使窯車可以移動到第三升降托板上,第三升降托板上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。窯車沿軌道移動到第三升降托板中心時,第三升降托板上升,第三卡扣將窯車卡住,第三升降托板下降。[0021] 采用場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的治理方法,包括以下幾個步驟:將進樣系統(tǒng)、成形系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)分別通過進樣系統(tǒng)移動平臺、第一移動平臺、第二移動平臺、熱處理系統(tǒng)移動平臺、尾氣處理系統(tǒng)移動平臺移動至需要進行重金屬污染土壤治理的現(xiàn)場,通過將重金屬污染土壤與煤矸石按質(zhì)量比2:1~3:1加入進樣系統(tǒng),經(jīng)行星攪拌裝置的粉碎、攪拌和加濕后,然后,輸送至成型系統(tǒng)完成壓制成型、切坯和碼坯;之后,由窯車沿窯車軌道將磚坯輸送至干燥爐中,在55℃~75℃溫度下干燥2~3h;再輸送至微波加熱爐中,在900℃~1100℃溫度下加熱4~5h;最后輸送至冷卻室經(jīng)冷卻后得到再生材料,干燥爐和微波加熱爐產(chǎn)生的廢氣引入尾氣處理系統(tǒng)先經(jīng)過有氧燃燒裝置進行有氧燃燒,再經(jīng)過噴淋塔過濾、吸收然后達標排放。[0022] 噴淋塔采用高錳酸鉀和石灰水作為噴淋液,用于除去常規(guī)的酸性氣體及污染土壤煅燒過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性重金屬。[0023] 總的說來,本發(fā)明具有如下優(yōu)點:[0024] 1.本發(fā)明便于移動和組裝,占地面積小,可搭建于目標污染場地,減少運輸成本,降低二次污染的風險。同時,本發(fā)明整個工藝均為自動化運行,減少了人力成本。[0025] 2.本發(fā)明構(gòu)建了行星式攪拌進樣方式,提供了自動化磚坯擠壓成型工藝,適用于各類重金屬污染土壤,處理效率高,成型效果好。[0026] 3.本發(fā)明提供了微波加熱和高溫蒸汽相結(jié)合的加熱方式,加熱迅速,熱慣性小,溫度易于控制。微波加熱器、爐窯等本身不會被加熱或大量吸熱,顯著降低設(shè)備能耗。[0027] 4.本發(fā)明提供了有氧燃燒裝置,改進了尾氣處理工藝,能有效防止高溫固化過程出現(xiàn)揮發(fā)性重金屬和有機物的二次污染。附圖說明[0028] 圖1是本發(fā)明場地重金屬污染土壤治理設(shè)備總體結(jié)構(gòu)示意圖。[0029] 圖2是本發(fā)明場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的進樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0030] 圖3是圖2中A向的結(jié)構(gòu)示意圖。[0031] 圖4是本發(fā)明場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的成型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0032] 圖5是圖4中B向的結(jié)構(gòu)示意圖。[0033] 圖6是本發(fā)明場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的熱處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0034] 圖7是本發(fā)明場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的尾氣處理系統(tǒng)示意圖。[0035] 其中圖1至圖7中包括有:[0036] 1?1為提升斗、1?2為提升軌道;[0037] 2?1為機蓋、2?2為噴淋管、2?3為進料斗、2?4為機殼、2?5為電機、2?6為攪拌鏟組件、2?6?1為攪拌鏟支架、2?6?2為第一攪拌鏟組、2?6?3為第二攪拌鏟組、2?6?4為第一副軸、2?6?5為第二副軸、2?7為碾輪組件、2?7?1為第一碾輪、2?7?2為第二碾輪、2?7?3為第一刮料板、2?7?4為第二刮料板、2?7?5為碾輪支架、2?8為卸料篩、2?9為主軸;
[0038] 3?1為真空擠出機、3?1?1為攪拌室、3?1?2為真空室、3?1?3為擠出室、3?1?4為擠出機電機、3?1?5為攪拌軸、3?1?6為擠出軸;3?2為第一傳送帶、3?2?1為第一切刀、3?2?2為第一光電感應器;3?3為切磚臺、3?3?1為第二切刀、3?3?2為第二光電感應器、3?3?3為推板;3?4為第一移動平臺;3?5為第二移動平臺;3?6為第二傳送帶、3?6?1為機械臂;3?7為條狀磚坯;3?8為塊狀磚坯;
[0039] 4?1為窯車、4?2為窯車軌道、4?3為干燥爐、4?3?1為第一升降式爐門、4?3?2為干燥爐電阻絲、4?3?3為干燥爐熱電偶、4?3?4為第一陶瓷卡扣、4?3?5為第一進氣口、4?3?6為第一升降托板、4?3?7為第一廢氣出口、4?4為微波加熱爐、4?4?1為第二升降式爐門、4?4?2為微波發(fā)生器、4?4?3為微波加熱爐熱電偶、4?4?4為蒸汽噴霧管、4?4?5為第二陶瓷卡扣、4?4?6為第二升降托板、4?4?7為第二廢氣出口、4?5為冷卻室、4?5?1為引風機、4?5?2為第三陶瓷卡扣、4?5?3為第三升降托板、4?6為熱處理系統(tǒng)移動平臺;
[0040] 5?1為有氧燃燒裝置、5?1?1為風機、5?1?2為過濾器、5?1?3為燃燒室、5?2為噴淋塔、5?3為尾氣處理系統(tǒng)移動平臺。具體實施方式[0041] 下面來對本發(fā)明做進一步詳細的說明。[0042] 實施例1、[0043] 如圖1至圖7所示,場地重金屬污染土壤治理設(shè)備,包括依次設(shè)置的進樣系統(tǒng)、成形系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng),進樣系統(tǒng)包括依次連接的斗式提升機和行星攪拌裝置,還包括進樣系統(tǒng)移動平臺,斗式提升機和行星攪拌裝置均設(shè)置于進樣系統(tǒng)移動平臺上。成型系統(tǒng)包括依次設(shè)置的真空擠出機3?1、第一傳送帶3?2、切磚臺3?3、第一移動平臺3?4以及第二移動平臺3?5,第一傳送帶3?2的上方設(shè)有用于將磚坯從擠出機切斷的第一切刀3?2?1,切磚臺3?3的上方設(shè)有用于將條狀磚坯3?7切成塊狀磚坯3?8的第二切刀3?3?1;真空擠出機3?1位于第一移動平臺3?4,第一傳送帶3?2以及切磚臺3?3位于第二移動平臺3?5,行星攪拌裝置的出料口與真空擠出機3?1的進料口連接。熱處理系統(tǒng)包括干燥爐4?3、微波加熱爐4?
4、冷卻室4?5、窯車軌道4?2和熱處理系統(tǒng)移動平臺4?6,窯車軌道4?2依次穿過干燥爐4?3、微波加熱爐4?4和冷卻室4?5,并將其串聯(lián)起來,干燥爐4?3、微波加熱爐4?4、冷卻室4?5、窯車軌道4?2位于熱處理移動平臺上,干燥爐4?3、微波加熱爐4?4均分別設(shè)有廢氣出口。尾氣處理系統(tǒng)包括有氧燃燒裝置5?1、噴淋塔5?2和尾氣處理系統(tǒng)移動平臺5?3,有氧燃燒裝置5?
1和噴淋塔5?2位于尾氣處理系統(tǒng)移動平臺5?3上,有氧燃燒裝置5?1包括依次連接的風機5?
1?1、過濾器5?1?2和燃燒室5?1?3,燃燒室5?1?3內(nèi)部安裝有催化床層,干燥爐4?3、微波加熱爐4?4的廢氣出口連接有氧燃燒裝置5?1的進氣口,有氧燃燒裝置5?1的出氣口與噴淋塔5?2的進氣口相連。有氧燃燒裝置5?1采用三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼。連接干燥爐4?3和微波加熱爐4?4的廢氣出口的尾氣管、助燃空氣管與風機5?1?1相連,風機5?1?1與過濾器5?1?2相連,過濾器5?1?2與燃燒室5?1?3相連。燃燒室5?
1?3中部設(shè)有催化床層,頂部設(shè)有出氣口與噴淋塔5?2相連。
[0044] 如圖4所示,第一傳送帶3?2的上方設(shè)有第一光電感應器3?2?2,第一光電感應器3?2?2位于第一傳送帶3?2的傳送方向的末端,第一光電感應器3?2?2用于感應從擠出機擠出的磚坯位置,并發(fā)送信號以控制第一切刀3?2?1的動作,切磚臺3?3的上方設(shè)有第二光電感應器3?3?2,第二光電感應器3?3?2位于切磚臺3?3的末端,第二光電感應器3?3?2用于感應磚坯的位置,并發(fā)送信號以控制第二切刀3?3?1的動作。切磚臺3?3的一側(cè)設(shè)有第二傳送帶
3?6,切磚臺3?3的另外一側(cè)設(shè)有推板3?3?3,第二傳送帶3?6的運動方向垂直于第一傳送帶
3?2,推板3?3?3的運動方向與第二傳送帶3?6的運動方向相同,第二傳送帶3?6位于第二移動平臺3?5。第二傳送帶3?6的上方設(shè)有用于移動磚坯的機械臂3?6?1。第一移動平臺3?4和第二移動平臺3?5均分別設(shè)有鎖止裝置。真空擠出機3?1包括攪拌室3?1?1、真空室3?1?2、擠出室3?1?3以及驅(qū)動裝置,攪拌室3?1?1與真空室3?1?2連通,真空室3?1?2與擠出室3?1?3連通,攪拌室3?1?1內(nèi)設(shè)有攪拌軸3?1?5,擠出室3?1?3設(shè)有擠出軸3?1?6,擠出機電機3?1?4驅(qū)動攪拌軸3?1?5和擠出軸3?1?6轉(zhuǎn)動。
[0045] 如圖2、圖3所示,斗式提升機包括提升斗1?1、提升軌道1?2以及驅(qū)動提升斗1?1運動的提升斗1?1驅(qū)動裝置,提升斗1?1驅(qū)動裝置驅(qū)動提升斗1?1沿提升軌道1?2運動;行星攪拌裝置包括機殼2?4、機蓋2?1、行星盤以及行星盤驅(qū)動裝置,機殼2?4和機蓋2?1配合形成一個容置空間,行星盤位于容置空間內(nèi),行星盤包括主軸2?9、攪拌鏟組件2?6以及碾輪組件2?7,行星盤驅(qū)動裝置驅(qū)動行星盤繞連接于機蓋2?1的主軸2?9轉(zhuǎn)動,攪拌鏟組件2?6和碾輪組件2?7繞主軸2?9順時針旋轉(zhuǎn),機殼2?4設(shè)有進料斗2?3,進料斗2?3位于提升軌道1?2的一端。
攪拌鏟組件2?6包括攪拌鏟支架2?6?1、第一攪拌鏟組2?6?2和第二攪拌鏟組2?6?3,攪拌鏟支架2?6?1通過主軸2?9轉(zhuǎn)動連接于機蓋2?1,第一攪拌鏟組2?6?2和第二攪拌鏟組2?6?3分別轉(zhuǎn)動連接于攪拌鏟支架2?6?1的兩端。第一攪拌鏟組2?6?2包括第一副軸2?6?4和三個呈等邊三角形排列的攪拌鏟,第一攪拌鏟組2?6?2的三個攪拌鏟繞第一副軸2?6?4逆時針轉(zhuǎn)動,第二攪拌鏟組2?6?3包括第二副軸2?6?5以及三個呈等邊三角形排列的攪拌鏟,第二攪拌鏟組2?6?3的三個攪拌鏟繞第二副逆時針軸轉(zhuǎn)動。碾輪組件2?7包括碾輪支架2?7?5、第一碾輪2?7?1和第二碾輪2?7?2,碾輪支架2?7?5通過主軸2?9轉(zhuǎn)動連接于機蓋2?1,第一碾輪2?
7?1、第二碾輪2?7?2分別轉(zhuǎn)動連接于碾輪支架2?7?5的兩端。碾輪支架2?7?5設(shè)有第一刮料板2?7?3和第二刮料板2?7?4,第一刮料板2?7?3和第二刮料板2?7?4均靠近機殼2?4的內(nèi)壁設(shè)置,第一刮料板2?7?3靠近第一碾輪2?7?1設(shè)置,第二刮料板2?7?4靠近第二碾輪2?7?2設(shè)置。機殼2?4的底部設(shè)有卸料篩2?8。行星盤驅(qū)動裝置為電機2?5,電機2?5設(shè)置于機蓋2?1的上方。行星盤的上方設(shè)有噴淋管2?2。噴淋管2?2設(shè)置于機蓋2?1的內(nèi)側(cè),沿機蓋2?1周向設(shè)置。噴淋管2?2設(shè)有若干個出水口,若干個出水口等間距設(shè)置。
[0046] 如圖6所示,干燥爐4?3在窯車軌道4?2的長度方向的前端和后端均分別設(shè)有第一升降式爐門4?3?1,干燥爐4?3的爐體為三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼,干燥爐4?3的爐體內(nèi)安裝干燥爐電阻絲4?3?2、干燥爐熱電偶4?3?3和第一陶瓷卡扣4?3?4,干燥爐4?3的前部設(shè)有第一進氣口4?3?5,干燥爐4?3的底部設(shè)有第一升降托板4?3?6,第一陶瓷卡扣4?3?4設(shè)置于第一升降托板4?3?6的上方的干燥爐4?3的側(cè)壁上,干燥爐4?3的頂部設(shè)有第一廢氣出口4?3?7,第一廢氣出口4?3?7與有氧燃燒裝置5?1的進氣口連接。第一升降托板4?3?6的上表面設(shè)有軌道,當?shù)谝簧低邪??3?6位于底部時軌道與窯車軌道4?2對接,使窯車4?1可以移動到第一升降托板4?3?6上,第一升降托板4?3?6上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。微波加熱爐4?4在窯車軌道4?2的長度方向的前端和后端均分別設(shè)有第二升降式爐門4?4?1,微波加熱爐4?4的爐體為三層保溫結(jié)構(gòu),由內(nèi)而外分別為氧化鋁纖維板、氧化鋁毯和金屬外殼,微波加熱爐4?4的爐體內(nèi)安裝微波發(fā)生器4?4?2、微波加熱爐熱電偶4?4?3、蒸汽噴霧管4?4?4和第二陶瓷卡扣4?4?5,微波加熱爐4?4的底部設(shè)有第二升降托板4?4?6,第二陶瓷卡扣4?4?5設(shè)置于第二升降托板4?4?6的上方的微波加熱爐4?4的側(cè)壁上,微波加熱爐4?4的頂部設(shè)有第二廢氣出口4?4?7,第二廢氣出口4?4?7與有氧燃燒裝置5?1的進氣口連接。第二升降托板4?4?6的上表面設(shè)有軌道,當?shù)诙低邪??4?6位于底部時軌道與窯車軌道4?2對接,使窯車4?1可以移動到第二升降托板4?4?6上,第二升降托板4?4?6上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。冷卻室4?5為沿窯車軌道4?2長度方向的兩端敞開結(jié)構(gòu),冷卻室4?5的頂部設(shè)有引風機4?5?1,引風機4?5?1與干燥爐4?3的第一進氣口4?3?5連通,冷卻室4?5的側(cè)壁設(shè)有第三陶瓷卡扣4?5?2,冷卻室4?5的底部設(shè)有第三升降托板4?5?3,第三陶瓷卡扣4?5?2設(shè)置于第三升降托板4?5?3的上方,第三升降托板
4?5?3的上表面設(shè)有軌道,當?shù)谌低邪??5?3位于底部時軌道與窯車軌道4?2對接,使窯車4?1可以移動到第三升降托板4?5?3上,第三升降托板4?5?3上的軌道,為氧化鋁空心球材料的軌道。
[0047] 具體的本發(fā)明的場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的具體工作過程為:[0048] 1.以重金屬污染土壤添加一定配比的煤矸石為原料,原料經(jīng)斗式提升機輸送到行星攪拌裝置中。[0049] 2.電機2?5驅(qū)動行星盤繞主軸2?9轉(zhuǎn)動,帶動碾輪組件2?7和攪拌鏟組件2?6對原料進行破碎和攪拌,第一刮料板2?7?3和第二刮料板2?7?4將粘附在機殼2?4的內(nèi)壁上的原料撥到中間。噴淋管2?2通過控制噴淋量來調(diào)節(jié)原料濕度,混合好的原料經(jīng)過卸料篩2?8進入真空擠出裝置。[0050] 3.原料進入真空擠出機3?1,經(jīng)攪拌室3?1?1進一步攪拌后,進入真空室3?1?2排出原料中的空氣,最后進入擠出室3?1?3壓制成緊實的條狀磚坯3?7。[0051] 4.當擠出的條狀磚坯3?7達到設(shè)定長度后觸發(fā)第一光電感應器3?2?2,啟動第一切刀3?2?1將條狀磚坯3?7切斷,并由第一傳送帶3?2加速將切斷的條狀磚坯3?7輸送到切磚臺3?3,觸發(fā)第二光電感應器3?3?2,啟動第二切刀3?3?1將條狀磚坯3?7切成塊狀磚坯3?8,推板3?3?3將塊狀磚坯3?8推到第二傳送帶3?6上,同時啟動機械臂3?6?1將塊狀磚坯3?8轉(zhuǎn)移至窯車4?1。
[0052] 5.窯車4?1沿窯車軌道4?2向前移動,第一升降式爐門4?3?1升起,窯車4?1移動到干燥爐4?3中間位置時,第一升降托板4?3?6升起將窯車4?1推舉到設(shè)定高度,啟動第一陶瓷卡扣4?3?4將窯車4?1固定,干燥爐電阻絲4?3?2將爐膛溫度加熱到55℃~75℃,保持2~3h,由干燥爐熱電偶4?3?3來測定爐膛的溫度。[0053] 6.窯車4?1將干燥后的磚坯轉(zhuǎn)移到微波加熱爐4?4中,啟動微波發(fā)生器4?4?2,將爐膛溫度加熱到900℃~1100℃,保持4~5h,由微波加熱爐熱電偶4?4?3來測定爐膛的溫度。蒸汽噴霧管4?4?4每隔0.5~1h向爐內(nèi)噴射高溫蒸汽。
[0054] 7.窯車4?1將煅燒后的磚坯轉(zhuǎn)移到冷卻室4?5中,啟動引風機4?5?1將熱空氣引入干燥爐4?3中,用于對干燥爐4?3的熱空氣的補充,磚坯冷卻后得到最終產(chǎn)物。[0055] 8.風機5?1?1將干燥和煅燒過程產(chǎn)生的廢氣引入尾氣管,尾氣與助燃空氣混合后進入過濾器5?1?2除去粉塵,之后進入燃燒室5?1?3進行有氧燃燒除去有機廢氣并將揮發(fā)性重金屬氧化,燃燒后的氣體從噴淋塔5?2的進氣口進入噴淋塔5?2。[0056] 9.噴淋塔5?2除去尾氣中酸性氣體、惡臭氣體及氧化后的揮發(fā)性重金屬,處理達標后的尾氣從噴淋塔5?2的出氣口排出。由于金屬汞的熔點較低,易揮發(fā),難以被固化在磚坯內(nèi),本申請不適用于金屬汞污染的土壤。[0057] 實施例2、[0058] 采用場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的治理方法,包括以下幾個步驟:將進樣系統(tǒng)、成形系統(tǒng)、熱處理系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)分別通過進樣系統(tǒng)移動平臺、第一移動平臺3?4、第二移動平臺3?5、熱處理系統(tǒng)移動平臺4?6、尾氣處理系統(tǒng)移動平臺5?3移動至需要進行重金屬污染土壤治理的現(xiàn)場,通過將重金屬污染土壤與煤矸石按質(zhì)量比2:1~3:1加入進樣系統(tǒng),經(jīng)行星攪拌裝置的粉碎、攪拌和加濕后,然后,輸送至成型系統(tǒng)完成壓制成型、切坯和碼坯;之后,由窯車4?1沿窯車軌道4?2將磚坯輸送至干燥爐4?3中,在55℃~75℃溫度下干燥2~3h;再輸送至微波加熱爐4?4中,在900℃~1100℃溫度下加熱4~5h;最后輸送至冷卻室4?5經(jīng)冷卻后得到再生材料,干燥爐4?3和微波加熱爐4?4產(chǎn)生的廢氣引入尾氣處理系統(tǒng)先經(jīng)過有氧燃燒裝置5?1進行有氧燃燒,再經(jīng)過噴淋塔5?2過濾、吸收然后達標排放。噴淋塔5?
2采用高錳酸鉀和石灰水作為噴淋液,用于除去常規(guī)的酸性氣體及污染土壤煅燒過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性重金屬,例如砷。
[0059] 1.以湖南株洲某場地重金屬污染土壤修復為例,該場地土壤主要污染物為Pb、Cd、Zn、As。其中,Pb的最大濃度為12700mg/kg,Cd的最大濃度為1380mg/kg,Zn的最大濃度為30700mg/kg,As的最大濃度為2470mg/kg。將重金屬污染土壤與煤矸石按比2:1混合作為原料。
[0060] 2.參照采用場地重金屬污染土壤治理設(shè)備的治理方法將原料制成磚坯。[0061] 3.窯車4?1將所述磚坯輸送至干燥爐4?3中,在55℃、65℃、75℃分別干燥2h和3h;之后在微波加熱爐4?4中,于900℃、1000℃、1100℃分別加熱4h和5h。
[0062] 4.窯車4?1將磚坯輸送至冷卻室4?5冷卻,頂部引風機4?5?1將熱空氣引入干燥爐4?3中。
[0063] 5.干燥爐4?3和微波加熱爐4?4產(chǎn)生的廢氣進入尾氣處理系統(tǒng)。先經(jīng)過有氧燃燒裝置5?1除去尾氣中的有機氣體,再通過噴淋塔5?2。噴淋液選用高錳酸鉀和石灰水,用于除去常規(guī)的酸性氣體和揮發(fā)性重金屬,吸收率可達99%以上。[0064] 6.根據(jù)HJ/T299?2007固體廢棄物浸出毒性浸出方法,對燒結(jié)后的樣品進行浸出實驗。浸出液為質(zhì)量比2:1的濃硫酸與濃硝酸混合液,pH為3.2。稱取50g燒結(jié)以后的樣品于提取瓶中,加入1.5L浸出液,置于振蕩器上浸出18h。[0065] 7.根據(jù)實驗結(jié)果,在55℃~75℃、加熱2h~3h磚坯的干燥度接近一致,從節(jié)能的角度考慮,優(yōu)選的干燥溫度為55℃,干燥時間為2h。原重金屬污染土壤樣品浸出液中,Pb的最大濃度為3.64mg/L,Cd的最大濃度為31.82mg/L,Zn的最大濃度為82.35mg/L,As的最大濃度為180.26mg/L。根據(jù)《重金屬污染場地土壤修復標準》,重金屬污染場地土壤修復浸出濃度的標準限值Pb為0.05mg/L,Cd為0.005mg/L,Zn為2mg/L,As為0.1mg/L。燒結(jié)后的樣品浸出液中,四種重金屬的濃度均在0.001mg/L以下。重金屬固化率超過99.99%。[0066] 實施例3、[0067] 1.以湖南株洲某兩處場地重金屬污染土壤修復為例,甲場地土壤主要污染物分別為Pb、Cd、Zn、As,土壤樣品浸出液中最大濃度分別為Pb:3.64mg/L,Cd:31.82mg/L,Zn:82.35mg/L,As:180.26mg/L;乙場地主要污染物為Pb和Zn,土壤樣品浸出液中最大濃度分別為Pb:15.62mg/L,Zn:135.86mg/L。將甲、乙兩處場地污染土壤按質(zhì)量比1:3、1:5和1:7混合均勻。
[0068] 2.將混合好的土壤與煤矸石按質(zhì)量比2:1和3:1混合后作為原料。[0069] 3.磚坯成型過程參照實施例1。[0070] 4.窯車4?1將磚坯輸送至干燥爐4?3中,在55℃干燥2h;之后在微波加熱爐4?4,于1100℃煅燒5h。
[0071] 5.尾氣處理過程參照實施例2。[0072] 6.根據(jù)HJ/T299?2007固體廢棄物浸出毒性浸出方法,對燒結(jié)后的樣品進行浸出實驗。浸出過程參照實施例2。[0073] 7.不同配比處理的重金屬污染土壤,浸出液中的重金屬濃度均達到《重金屬污染場地土壤修復標準》。表明通過本發(fā)明可以對不同配比的重金屬污染土壤進行修復,重金屬均被完全固化在燒結(jié)材料中,不會滲濾出來。[0074] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式,但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
聲明:
“場地重金屬污染土壤治理設(shè)備及其治理方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)