一种疏浚淤泥与铬污染土壤协同处置设备的制作方法

1.本实用新型涉及污染土壤修复技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种疏浚淤泥与铬污染土壤协同处置设备。


背景技术：

2.我国是金属铬和铬盐的生产大国，生产过程排放的铬渣和废水导致的土壤六价铬污染高达数百万方，成为日益严重的环境问题。目前铬污染土壤常用的治理方法为，通过加入还原剂将六价铬还原为毒性相对较小的三价铬，降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性。该方法常采用硫酸亚铁或多硫化物等化学试剂作为还原剂还原固定六价，但是化学药剂的使用会导致土壤、地下水二次污染，长期稳定性差的缺陷，需要研发一套新的六价铬污染土壤修复技术。
3.在航道疏通、河湖生态治理中产生的疏浚污泥具有以下特点：(1)矿物组成以粘土矿物为主，主要成分为sio2、al2o3、fe2o3、cao和mgo，吸附性强；(2)由于长期接受有机质沉积和处于厌氧环境，自身具有丰富的腐植酸等有机质，是天然的电子供体库；(3)疏浚淤泥含水率高达90％以上，呈泥浆状。因此河湖疏浚淤泥可利用性很高，可作为六价铬污染土壤还原稳定化的天然修复药剂。传统的淤泥脱水过程缓慢，大量淤泥的堆积所导致的土地占用和环境破坏问题不容忽视。目前尚未有利用疏浚污泥修复铬污染土壤的专业化处置设备，本技术利用河湖疏浚淤泥和铬污染土壤二者自身特性，设计了一种河湖疏浚淤泥和六价铬污染的土壤协同处置设备，应用于铬污染土壤的修复和淤泥资源化利用。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是提供一种疏浚淤泥与铬污染土壤协同处置设备，利用天然还原特性还原固定土壤中的六价铬，减少重金属六价铬的危害，同时实现疏浚淤泥的资源化利用。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种疏浚淤泥与铬污染土壤协同处置设备，包括：
6.铬污染土壤预处理模块，其包括土壤破碎筛分机、土壤平铺传送带和土壤改性加药系统，所述土壤破碎筛分机上部具有初进料口，中部为粉碎仓，用于将从初进料口输进的铬污染土壤进行粉碎，所述土壤破碎筛分机下部为孔径为10mm的筛网，所述土壤破碎筛分机下部设置有汇集漏斗，其出口为扁平状以均匀分散粉碎后的铬污染土壤，所述汇集漏斗出口位于所述土壤平铺传送带的正上方，所述土壤平铺传送带正上方还设置有土壤改性加药系统的药剂喷洒喷头，其喷出的土壤改性药剂为质量分数为10～30％的草酸或柠檬酸溶液；
7.协同处理模块，其包括修复反应搅拌罐和碱性固化调节剂添加装置，所述修复反应搅拌罐上部具有铬污染土壤进料口、疏浚淤泥进料口和碱性固化调节剂进料口，所述铬污染土壤进料口位于所述土壤平铺传送带输送端头的正下方，所述修复反应搅拌罐内部设
置有搅拌杆，所述修复反应搅拌罐下部设置有排出口，其通过管道连接污泥螺杆泵，所述碱性固化调节剂添加装置包括碱性固化调节剂储存罐和粉料运送机，所述粉料运送机将碱性固化调节剂储存罐内的碱性固化调节剂输送至碱性固化调节剂进料口并输送至修复反应搅拌罐内，所述碱性固化调节剂的组成是质量比为1:1～2:1的生石灰和轻烧氧化镁粉末混合物。
8.优选的是，所述粉碎仓为圆柱形结构且上部筒壁均匀分布有尖刺突出，所述粉碎仓的下部筒壁为孔径为10mm的钢板筛网，所述粉碎仓中心设置有旋转飞轮，其通过外部的电机驱动转动，所述旋转飞轮外周环向均匀分布有重锤，所述粉碎仓通过支撑杆支撑固定。
9.优选的是，所述土壤平铺传送带宽度为1～2m。
10.优选的是，所述土壤改性加药系统包括药剂储存罐、增压泵、流量调节阀和药剂喷洒喷头，所述药剂储存罐内装有土壤改性药剂，所述药剂储存罐通过管道连接有多个药剂喷洒喷头，其沿土壤平铺传送带的长度方向间隔设置，所述药剂储存罐的管道上设置有增压泵和流量调节阀。
11.优选的是，所述疏浚淤泥进料口处设置有孔径为8cm的筛网。
12.本实用新型至少包括以下有益效果：
13.(1)使用本实用新型的设备同时处置了六价铬污染土壤和疏浚淤泥，实现铬污染土壤和疏浚淤泥的安全填埋处置，达到以废治污的目的，同时减少环境中六价铬的毒害和疏浚淤泥占地的影响；
14.(2)由于淤泥中丰富的有机质、所添加的碱性固化调节剂和所设计的抗氧化填埋系统三者的共同作用，能够长期维持土壤中铬的稳定，杜绝固化后铬的再迁移或活化，减少铬的环境危害；
15.(3)由于六价铬的还原剂为天然淤泥，减少了化学修复药剂的使用，针对六价铬污染土壤修复处理效率高，具有成本低、绿色环保的优势，适合在六价铬污染土壤处置工程中推广应用。
16.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.附图标记说明：
[0019]1‑
初进料口，2
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粉碎仓，3
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上部筒壁，4
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旋转飞轮，5
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重锤，6
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下部筒壁，7
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汇集漏斗，8
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出料口，9
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土壤平铺传送带，10
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药剂储存罐，11
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土壤改性药剂，12
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增压泵，13
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流量调节阀，14
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药剂喷洒喷头，15
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铬污染土壤进料口，16
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疏浚淤泥进料口，17
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碱性固化调节剂进料口，18
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粉料运送机，19
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碱性固化调节剂储存罐，20
‑
修复反应搅拌罐，21
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搅拌杆，22
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污泥螺杆泵，23
‑
碱性固化调节剂。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0021]
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0022]
如图1所示，本实用新型提供一种疏浚淤泥与铬污染土壤协同处置设备，包括：
[0023]
铬污染土壤预处理模块，其包括土壤破碎筛分机、土壤平铺传送带9和土壤改性加药系统，所述土壤破碎筛分机上部具有初进料口1，中部为粉碎仓2，用于将从初进料口1输进的铬污染土壤进行粉碎，所述土壤破碎筛分机下部为孔径为10mm的筛网，所述土壤破碎筛分机下部设置有汇集漏斗7，其出口为扁平状以均匀分散粉碎后的铬污染土壤，所述土壤平铺传送带9宽度为1～2m，可稳定输送土壤，所述汇集漏斗7出口位于所述土壤平铺传送带9的正上方，所述土壤平铺传送带9正上方还设置有土壤改性加药系统的药剂喷洒喷头14，其喷出的土壤改性药剂11为质量分数为10～30％的草酸或柠檬酸溶液，土壤改性药剂11施用于铬污染土壤中，使得土壤ph值降低至2～5，破坏土壤中铁氧化物和碳酸盐矿物，使得碳酸盐结合态和铁氧化物结合态的六价铬能够溶出，使得后续土壤六价铬去除更彻底；
[0024]
协同处理模块，其包括修复反应搅拌罐20和碱性固化调节剂添加装置，所述修复反应搅拌罐20为长圆柱状，罐体上部有3个进料口，分别为铬污染土壤进料口15、疏浚淤泥进料口16和碱性固化调节剂进料口17，疏浚淤泥进料口16中有孔径8cm的网板，以过滤去除淤泥中的垃圾及大石块等杂物，所述铬污染土壤进料口15位于所述土壤平铺传送带9输送端头的正下方，所述修复反应搅拌罐20内部的中部设置有横向搅拌杆21，用于混合淤泥和土壤，所述修复反应搅拌罐20下部设置有土壤排出口，其通过管道连接污泥螺杆泵22，可抽出罐体内土壤，所述碱性固化调节剂添加装置包括碱性固化调节剂储存罐19和粉料运送机18，所述粉料运送机18将碱性固化调节剂储存罐19内的碱性固化调节剂23输送至碱性固化调节剂进料口17并输送至修复反应搅拌罐20内，所述碱性固化调节剂23的组成是质量比为1:1～2:1的生石灰和轻烧氧化镁粉末混合物，它们能与淤泥内水分反应形成氢氧化钙和氢氧化镁的固结物，一方面长期维持修复后土壤的碱性环境，另一方面加速反应物脱水，固化淤泥和土壤的混合物。
[0025]
在另一种技术方案中，所述粉碎仓2为圆柱形结构且上部筒壁3均匀分布有尖刺突出，所述粉碎仓2的下部筒壁6为孔径为10mm的钢板筛网，所述粉碎仓2中心设置有旋转飞轮4，其通过外部的电机驱动转动，所述旋转飞轮4外周环向均匀分布有重锤5，可随旋转飞轮4高速转动，击碎土壤，所述粉碎仓2通过支撑杆支撑固定。
[0026]
在另一种技术方案中，所述土壤改性加药系统包括药剂储存罐10、增压泵12、流量调节阀13和药剂喷洒喷头14，所述药剂储存罐10内装有土壤改性药剂11，所述药剂储存罐10通过管道连接有多个药剂喷洒喷头14，其沿土壤平铺传送带9的长度方向间隔设置，所述药剂储存罐10的管道上设置有增压泵12和流量调节阀13。
[0027]
本实用新型的设备具体工作流程如下：
[0028]
当装置运行时，挖掘出的铬污染土壤经过六价铬污染土壤预处理模块进行预处理。首先，污染土壤通过初进料口1进入土壤破碎筛分机的粉碎仓2内，在粉碎仓2内高速运
动的重锤5和粉碎仓2筒壁的联合作用下，铬污染土壤被击碎，满足粒径小于10mm的颗粒从下部筒壁6漏出汇集至出料口8。随后，土壤颗粒经出料口8均匀铺散在土壤平铺传送带9上进行运输。在土壤运输过程中，土壤平铺传送带9上部的药剂喷洒喷头14向土壤均匀洒入土壤改性药剂11，使得土壤ph值降低至2～5，完成土壤预处理。
[0029]
预处理后的土壤经过淤泥还原稳定化铬污染土壤模块即协同处理模块进一步处置。首先，铬污染土壤和疏浚淤泥分别经过其对应的进料口进入修复反应搅拌罐20，在罐内搅拌杆21的作用下淤泥和铬污染土壤充分接触反应，土壤中六价铬被淤泥中有机质还原为稳定、无毒的三价铬并沉淀固定在土壤中。搅拌反应0.5～1h后，还原固化反应达到平衡，此时，打开碱性固化调节剂添加装置的粉料运送机18，将碱性固化调节剂23加入搅拌罐内，继续搅拌反应0.5h。最后，打开搅拌罐底部的污泥螺杆泵22，将修复完成的土壤排出罐体。排出罐体的土壤可安全填埋，也可用于路基等建筑材料用途。
[0030]
实施例
[0031]
为了对本技术技术方案的技术特征和效果有更加清楚的理解，下面结合附图并以利用湖泊疏浚淤泥处置某铬盐场污染土壤为例对本技术做详细具体的说明。
[0032]
首先对该湖泊疏浚淤泥进行理化性质的分析测定，测定结果表明，疏浚淤泥浸出液中砷、铅含量均低于0.01mg/l，六价铬、镉和汞的含量未检出，无其他有害物质溶出；且淤泥有机质含量在8～10％，有机质含量丰富，满足淤泥直接利用的条件。
[0033]
在铬污染场地清挖出铬污染土壤，挖掘出的铬污染土壤经过六价铬污染土壤预处理模块进行预处理。首先，污染土壤通过初进料口1进入土壤破碎筛分机的粉碎仓2内，在粉碎仓2内高速运动的重锤5和粉碎仓2的上部筒壁3的联合作用下，铬污染土壤被击碎，满足粒径小于10mm的颗粒从下部筒壁6漏出由汇集漏斗7汇集至出料口8。随后，土壤颗粒经出料口8均匀铺散在土壤平铺传送带9上进行运输。在土壤运输过程中，土壤平铺传送带9上部的药剂喷洒喷头14向土壤均匀洒入土壤改性药剂11，使得土壤ph值降低至2～5，完成土壤预处理。
[0034]
预处理后的土壤经过淤泥还原稳定化铬污染土壤模块进一步处置。首先，铬污染土壤和疏浚淤泥分别经过铬污染土壤进料口15、疏浚浚淤泥进料口16进入修复反应搅拌罐20，在罐内搅拌杆21的作用下淤泥和铬污染土壤充分接触反应，土壤中六价铬被淤泥中有机质还原为稳定、无毒的三价铬并沉淀固定在土壤中。搅拌反应0.5～1h后，还原固化反应达到平衡，此时，打开碱性固化调节剂添加装置的粉料运送机18，将碱性固化调节剂23通过碱性固化调节剂进料口17加入修复反应搅拌罐20内，继续搅拌反应0.5h。最后，打开修复反应搅拌罐20底部的污泥螺杆泵22，将修复完成的土壤排出修复反应搅拌罐20罐体后装入运输车，直接运送至危废填埋场进行填埋处置。
[0035]
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。