一种污染土治理设备的制作方法

本申请涉及污染土壤治理技术领域，尤其涉及一种污染土治理设备。

背景技术：

随着工业的发展，国内土壤污染问题日益严峻，土壤污染问题得不到根治；近年来，随着与土壤污染相关法律法规的实施，国家对土壤污染的治理和管控将更加严格。

目前针对土壤重金属超标的土地治理时，主要采用混合土壤修复剂对重金属污染物进行稳定固化处理，实现对土壤的修复。修复剂主要采用粉剂或液体剂，或者两者混合掺入污染土壤，修复剂与土壤重金属离子发生反应形成不易溶于水、酸、碱的化合物，防止重金属离子对水或土壤造成污染。以往应用修复剂治理重金属土壤污染时，均采用露天晾晒，破碎筛分，露天搅拌，回填养护的形式，缺点在于占地面积大，扬尘不可控，二次污染严重等；各地方政府已经意识到这种治理方法的危害性；在环境治理的高标准要求下，需要有新的设备来满足土壤修复治理需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种污染土治理设备。

本申请提供了一种污染土治理设备，包括电控系统、封闭式混料单元以及与所述封闭式混料单元连通的：粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元、物料输出单元、除尘单元，所述粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元均与所述封闭式混料单元的第一端连通，所述物料输出单元、除尘单元均与所述封闭式混料单元的第二端连通；所述封闭式混料单元、粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元、物料输出单元均与所述电控系统连接；还包括框架，所述电控系统、封闭式混料单元、粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元、除尘单元均安装在所述框架上。

在一些实施例中，所述粉剂输入单元安装在用于监测粉剂用量的物料监测组件上，所述物料监测组件与所述框架连接；所述原料输入单元设有在线水分仪和原料控量组件，所述封闭式混料单元的第二端设有用于检测土壤性能的目标值监测组件，所述物料监测组件、在线水分仪、原料控量组件、目标值监测组件均与所述电控系统连接。

在一些实施例中，所述物料监测组件与所述框架柔性连接。

在一些实施例中，所述粉剂输入单元包括阶梯式供料仓，所述阶梯式供料仓的多个料仓顺序连通且连通处均设有电控阀门，所述电控阀门均与所述电控系统连接；所述阶梯式供料仓的相邻料仓之间均连接有恒气压除尘风道；所述物料监测组件设置在所述阶梯式供料仓的第一个料仓上；所述粉剂输入单元还包括：设置在所述阶梯式供料仓的最后一个料仓内的变频供料机、连接在所述阶梯式供料仓的最后一个料仓与所述封闭式混料单元之间的风送料管，所述变频供料机与所述电控系统连接；在所述阶梯式供料仓的最后一个料仓内、且位于所述变频供料机下方设有接口，所述接口与空压机管道连接。

在一些实施例中，所述水剂输入单元为设置在所述封闭式混料单元内的喷淋组件，所述喷淋组件与所述电控系统连接以控制喷淋量或切换喷淋介质。

在一些实施例中，所述原料输入单元包括料斗、连接在所述料斗与所述封闭式混料单元之间的咬合破碎机，所述在线水分仪设置在所述料斗上，所述原料控量组件设置在所述料斗与所述咬合破碎机之间、或设置在所述咬合破碎机与所述封闭式混料单元之间。

在一些实施例中，所述除尘单元包括顺序连接的除尘风机、除尘风管、除尘箱，所述除尘风机与所述封闭式混料单元连接。

在一些实施例中，所述封闭式混料单元包括搅拌仓和设置在所述搅拌仓内的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶片。

在一些实施例中，所述搅拌仓的侧壁上设有送料喷口，所述粉剂输入单元通过所述送料喷口与所述封闭式混料单元连通。

在一些实施例中，所述搅拌仓设有视窗，所述视窗可拆卸以形成检修窗口。

在一些实施例中，所述封闭式混料单元倾斜设置，所述封闭式混料单元的第二端高于所述封闭式混料单元的第一端；所述封闭式混料单元的倾斜角度可调节。

本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

采用封闭式混料单元，混料过程物料不暴露；除尘单元可以及时将封闭式混料单元内的多余气体与飞扬的粉尘带走，物料输出无粉尘飞扬；框架的设置使得整个污染土治理设备组装为一体，整体结构紧凑，占地面积小，占用空间小；粉剂输入单元与水剂输入单元单独设置，由电控系统控制，可实现粉剂、水剂等不同形式的修复剂的单独添加或同时添加，水剂输入单元还可以用来加水，调整搅拌混合物的含水量，能够适应各种工况的污染土治理。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所述污染土治理设备的侧视图；

图2为本申请实施例所述污染土治理设备的俯视图。

其中，1、料仓；2、电控阀门；3、物料监测组件；4、变频供料机；5、风送料管；6、在线水分仪；7、原料控量组件；8、咬合破碎机；9、喷淋组件；10、粗混段；11、送料喷口；12、精混段；13、除尘风机；14、除尘风管；15、除尘箱；16、电控系统；17、恒气压除尘风道；18、视窗；19、目标值监测组件；20、框架。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1和图2所示，本申请提供了一种污染土治理设备，包括电控系统16、封闭式混料单元以及与所述封闭式混料单元连通的：粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元、物料输出单元、除尘单元，所述粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元均与所述封闭式混料单元的第一端连通，所述物料输出单元、除尘单元均与所述封闭式混料单元的第二端连通；所述封闭式混料单元、粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元、物料输出单元均与所述电控系统16连接；还包括框架20，所述电控系统16、封闭式混料单元、粉剂输入单元、水剂输入单元、原料输入单元、除尘单元均安装在所述框架20上。

具体来说，粉剂输入单元、水剂输入单元用于向封闭式混料单元内加入不同物理状态的土壤修复剂，水剂输入单元也可以用来加水；待处理的土壤则经原料输入单元送入，搅拌混合后经物料输出单元送出；除尘单元可以将封闭式混合单元内的粉尘及时除去。混料单元封闭，混料过程无扬尘；水剂与粉剂独立输送，可根据需要选择使用一种或两种组合使用，同时水剂输入单元还可以用来添加水以调节封闭式混料单元内的土壤含水量；物料输出单元与除尘单元均设置在封闭式混料单元的第二端，除尘单元不仅可以除尘，还可以实现泄压功能，降低封闭式混料单元内的压力，有效防止物料输出过程中发生扬尘，避免二次污染。

如图1和图2所示，就是将所有能够集中安装的部件均集中固定在该框架20上，部件之间结构紧凑，设备占地面积小，占用空间小，各部件组装位置固定，安装方便；当然也可以对污染土治理设备进行整体搬运，适用于短距离搬迁，比如调整或更换摆放位置等。

在一些实施例中，所述粉剂输入单元安装在用于监测粉剂用量的物料监测组件3上，所述物料监测组件3与所述框架20连接；所述原料输入单元设有在线水分仪6和原料控量组件7，所述封闭式混料单元的第二端设有用于检测土壤性能的目标值监测组件19，所述物料监测组件3、在线水分仪6、原料控量组件7、目标值监测组件19均与所述电控系统16连接。

具体来说，电控系统16根据在线水分仪6和原料控量组件7反馈的数据进行计算，实时调整粉剂输入单元的粉剂掺入量，原料由原料输入单元送入，在线水分仪6采集含水率后再由原料控量组件7根据电控系统16设定参数控制原料投入量。如果需要调整混合物含水率或者需要掺入液体剂，电控系统16根据设定值以及在线水分仪6和原料控量组件7的反馈数据，控制喷淋组件9实时调整喷入量来改变目标含水率或者液体剂掺入量。电控系统16读取目标值监测组件19的监测数据，实时根据目标值和设定值的反馈控制原料控量组件7调整原料投入量，保证处理混合物各指标满足设计要求。

物料监测组件3可以是电子秤等，比如将整个阶梯式供料仓安装在物料监测组件3上，每次添加粉剂时进行称量，确定添加到阶梯式供料仓内的粉剂添加量。

在一些实施例中，所述物料监测组件3与所述框架20柔性连接。柔性连接可以减少框架20等外界震动对物料监测值的影响。

在一些实施例中，所述粉剂输入单元包括阶梯式供料仓，所述阶梯式供料仓的多个料仓1顺序连通且连通处均设有电控阀门2，所述电控阀门2均与所述电控系统16连接；所述阶梯式供料仓的相邻料仓1之间均连接有恒气压除尘风道17；所述物料监测组件3设置在所述阶梯式供料仓的第一个料仓1上；

所述粉剂输入单元还包括：设置在所述阶梯式供料仓的最后一个料仓1内的变频供料机4、连接在所述阶梯式供料仓的最后一个料仓1与所述封闭式混料单元之间的风送料管5，所述变频供料机4与所述电控系统16连接；在所述阶梯式供料仓的最后一个料仓1内、且位于所述变频供料机4下方设有接口，所述接口与空压机管道连接。

具体来说，如图1所示，阶梯式供料仓由多个料仓1从上到下顺次设置，按照粉剂的流动方向，最上面的为第一个料仓1，最底下的为最后一个料仓1；料仓1之间粉剂流通处设置电控阀门2，随时控制各处粉剂的流通量；恒气压除尘风道17则可以保持相邻料仓1之间压力平衡，保证粉剂能够顺利落入下一级料仓1，避免因压差过大造成料仓1内粉尘飞扬。变频供料机4设置在最后一个料仓1内，用于将粉剂推送至风送料管5的入口处，变频供料机4下方接口与空压机连接，利用高压、高流速的气流将粉剂送至封闭式混料单元内；接口位于变频供料机4下方，确保所有粉剂都能够被带走，料仓1内无死角。由于采用空压机送料，最后一个料仓1内的压力要明显高于外界气压，为避免泄压过程出现粉尘飞扬现象。

采用阶梯式供料仓，相邻料仓1放料时，首先利用恒气压除尘风道17连通，相邻两个料仓之间压力平衡后，开启对应的电控阀门2，完成相邻两个料仓1之间的粉料输送后，关闭该电控阀门2与对应的恒气压除尘风道17；接通下一个恒气压除尘风道17平衡压力，然后打开对应的电控阀门2放料，按照这种方式，在料仓1之间进行逐级放料，先平衡压力再放料，放料过程无粉尘飞扬；恒气压除尘风道17逐个连通，料仓1内的压力逐级减小，实现逐级泄压，使最顶部的料仓1内的压力与外界压力持平，不会出现粉尘飞扬现象。阶梯式供料仓的料仓1上下分布，占地面积小。

变频供料机4工作频率可变，可根据实际需要进行调节，一般采用螺旋推进器，料仓1底部制成截面为v型的结构，螺旋推进器设置在料仓1底部，将粉剂向一个方向推送，避免粉剂积聚在料仓1内形成死角。

在一些实施例中，所述水剂输入单元为设置在所述封闭式混料单元内的喷淋组件9，所述喷淋组件9与所述电控系统16连接以控制喷淋量或切换喷淋介质。

具体来说，就是在需要添加液态修复剂时，通过电控系统16控制喷淋组件9，向封闭式混料单元内的物料喷液态的修复剂；当然如果需要，也可以向物料喷水，提升物料含水量；喷淋组件9喷射介质的切换、喷射量的控制都由电控系统16完成，粉剂与水剂可以单独添加，也可以同时添加，喷淋组件9也可以用来加水，可以适应不同情况的土壤污染治理。

在一些实施例中，所述原料输入单元包括料斗、连接在所述料斗与所述封闭式混料单元之间的咬合破碎机8，所述在线水分仪6设置在所述料斗上，所述原料控量组件7设置在所述料斗与所述咬合破碎机8之间、或设置在所述咬合破碎机8与所述封闭式混料单元之间。

具体来说，料斗可以盛放较多的原料，实现连续送料；在线水分仪6实施检测料斗内原料的含水量以便电控系统16及时进行调整；咬合破碎机8可以将原料粉碎，方便原料在封闭式混料单元的均匀搅拌；原料控量组件7用于检测送入封闭式混料单元内的原料量，因此可以设置在料斗与封闭式混料单元之间的任意位置，比如设置在咬合破碎机8上游或下游，只要能实现准确计量即可，方便控制修复剂的添加量。

在一些实施例中，所述除尘单元包括顺序连接的除尘风机13、除尘风管14、除尘箱15，所述除尘风机13与所述封闭式混料单元连接。

具体来说，除尘风机13将封闭式混料单元内的气体及时抽出，抽出气体经除尘风管14进入除尘箱15，回收气体中的粉尘，可以有效避免扬尘现象。

在一些实施例中，所述封闭式混料单元包括搅拌仓和设置在所述搅拌仓内的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶片。

具体来说，就是在一个封闭式搅拌仓内设置搅拌轴，搅拌轴带动搅拌叶片旋转，进而实现对搅拌仓内原料与修复剂的搅拌与混合；改变搅拌叶片的倾角、设置方向、叶片结构、叶片密集程度等，可以带来不同的搅拌效果；可以据此将搅拌仓划分为粗混段10和精混段12，粗混段10靠近封闭式混料单元的第一端，实现原料、粉剂、液体剂、水等的初步混合；靠近封闭式混料单元第二端的部分设置为精混段12，增强搅拌混合能力，让原料与修复剂等充分混合。粗混段10持续有物料添加，会对搅拌轴转动构成一定的阻力，因此采用搅拌阻力较小的搅拌叶片，实现初步混合；精混段12无外界物料添加，搅拌环境较稳定，搅拌轴不受外界影响，搅拌叶片的搅拌阻力可以适当增强，因此采用搅拌能力更强的搅拌叶片，实现精确混合。这样设置可以保持搅拌轴各处受力相对均匀，保护搅拌轴与轴承。

在一些实施例中，所述搅拌仓的侧壁上设有送料喷口11，所述粉剂输入单元通过所述送料喷口11与所述封闭式混料单元连通。

具体来说，就是将粉剂的送料喷口11设置在搅拌仓的侧壁上，而不是与搅拌轴相对的端部；比如将送料喷口11设置在搅拌仓的上半部，送料喷口11就不会被原料堵塞，粉剂喷入后扩散面积达，分布更均匀；高压气流可以快速排走，不会出现气流被阻挡造成震动等现象。

在一些实施例中，所述搅拌仓设有视窗18，所述视窗18可拆卸以形成检修窗口。

具体来说，如图2所示，视窗18设置在搅拌仓的顶部，使用过程中可以通过视窗18观察搅拌仓内部的搅拌情况，比如查看喷淋组件9的工作状态、原料的外观状态等；视窗18一般采用强度较高的有机玻璃板，以便能够承受较高的压差与气流冲击。视窗18可拆卸，即在需要维修时，将视窗18拆下，就可以作为检修窗口使用；由于视窗18内外压差加大，因此视窗18与搅拌仓连接处要做好密封。

在一些实施例中，所述封闭式混料单元倾斜设置，所述封闭式混料单元的第二端高于所述封闭式混料单元的第一端；所述封闭式混料单元的倾斜角度可调节。

具体来说，如图1所示，封闭式混料单元在靠近第一端的位置与框架20铰接，在靠近第二端的位置与可伸缩的杆件的一端铰接，杆件另一端与框架20交接，通过调整杆件的长度，就可以调节整个封闭式混料单元的倾斜角度；倾斜角度与大，越有利于物料混合，但搅拌轴与搅拌叶片受到的阻力会越大，可根据原料的性质选择合适的倾角，以获得最佳的混合搅拌效果。

下面再整体介绍一下污染土治理设备的工作过程：

阶梯式供料仓由电控阀门2间隔连接固定在物料监测组件3上，阶梯式供料仓优选由上、中、下三个料仓1构成，在交替放料之前经恒气压除尘风道17进行气压卸荷和除尘，在保证在相邻两个料仓1的气压稳定的状态中放料，防止料仓1之间气压不同而造成冲击，有效控制扬尘；物料监测组件3与框架20柔性连接减少外界震动对物料监测值的影响；变频供料机4安装在阶梯式供料仓最下方的料仓1内，由电控系统16根据在线水分仪6和原料控量组件7的反馈数据进行计算，实时调整变频供料机4的频率以达到粉剂的设定掺入量；空压机向最底部料仓1内输送高压、高速气流，将粉剂经由风送料管5送入粗混段10，由送料喷口11喷出使粉剂与原料初步混合；原料由漏斗经在线水分仪6采集含水率后，再由原料控量组件7根据电控系统16的设定参数控制原料投入量，原料经咬合破碎机8细化后进入粗混段10；如果需要调整混合物的含水率或者需要掺入液体剂，电控系统16根据设定值以及在线水分仪6和原料控量组件7反馈的数据计算，并控制喷淋组件9的实时喷入量来调整目标含水率或者液体剂掺入量；物料粗混后，推入精混段12进行高速精细化混合后排出；电控系统16实时读取目标值监测组件19的数据，并根据目标值和设定值的反馈，控制原料控量组件7调整原料投入量，保证处理后混合物各项指标满足设计要求；在外接空压机气流将粉剂带入粗混段10后，搅拌仓内的多余气体和少量粉尘经除尘风机13排出，除尘风机13出风口由除尘风管14与除尘箱15连接，保证物料排出的同时无扬尘产生；框架20为各部件和系统提供安装固定的基础，保证整套设备的稳固；视窗18可在作业过程中实时观察搅拌仓内部工作情况，同时视窗18可拆卸，可以作为检修窗口使用。

总体来说，粉剂输送、原料添加、水剂添加、混合搅拌等操作都是在封闭环境下进行的；虽然粉剂是通过高压、高速气流带入搅拌仓内的，但除尘单元的设置，可以将搅拌仓内的粉尘及时除去，与修复剂混合后的原料输出后无粉尘飞扬现象；阶梯式供料仓可以实现逐级泄压，不会出现因压差过大泄压而导致粉尘飞扬的现象；扬尘可控，不造成二次污染；框架20以及阶梯式供料仓的设置使得整个污染土治理设备结构紧凑，占地面积小，方便组装，可以进行小距离内的整体搬迁。

下面提供一个实施例以验证本设备的效果：某砒霜厂遗址，含砷危险废物污染场地及尾矿，该地块污染特征为复合式污染，主要目标污染物为砷、镉、汞、锑，目标污染物具体情况如表1所示：

表1

依据该项目的场地环境调查与风险评估，该地块的修复目标：

1、该地块目标污染物的修复目标值为砷70.0mg/kg、镉7.0mg/kg、汞5.0mg/kg、锑70.0mg/kg；

2、污染土壤经固化/稳定化处理后，目标污染物硫酸硝酸法浸出浓度须严格于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(gb5085.3-2007)标准限值要求的十倍标准；水平振荡法浸出浓度须达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)ⅲ类水标准限值要求，因此确定目标污染物修复目标值如表2所示：

表2

经本申请所述污染土治理设备处理后，土壤各项目标值均达到了表2所列参数的要求。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。