[发明专利]一种滚筒式土壤重金属洗脱系统

说明书

技术领域

本发明专利属于重金属污染土壤化学修复技术领域，具体涉及一种滚筒式土壤重金属洗脱系统，尤其适用于重度重金属污染土壤的异位修复。

背景技术

土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要基础。自20世纪20年代以来，由于工业的发展，金属的产量明显增加，由此产生的重金属环境污染问题也随之出现，许多国家开始面临着土壤污染严重阻碍农业生产的问题。据报道，我国受重金属污染的耕地已达3亿亩，且重金属污染已出现工业向农业转移、城区向农村转移、地表向地下转移、上游向下游转移，从水土污染向食品链转移，由污染逐步积累进入污染突发性、连锁性、区域性爆发的态势。因此，寻求经济高效的土壤重金属污染治理技术迫在眉睫。

目前，土壤重金属污染的修复方法主要有物理修复、化学修复和生物修复等方法。与其他修复方法相比，化学修复方法具有治理效果稳定、周期短、治理彻底等优点，尤其适用于重度污染土壤的快速治理。专利文献CN102225425A “一种修复重金属污染土壤的淋洗方法”报道了一种重金属污染土壤的化学修复方法，然而，该方法还停留在在实验室阶段；专利文献CN101704017A“从土壤中萃取重金属离子的方法及其装置”提出了一种针对镉、铬、铜、汞、铅等元素污染土壤的重金属萃取方法，但该方法同样处于实验室阶段。针对土壤重金属污染集中爆发的现状，开发适应生产需求的土壤重金属洗脱技术非常重要。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种与生产技术需求接轨的滚筒式土壤重金属洗脱系统。该系统可以实现土壤重金属洗脱的连续运行，同时，可以实现重金属洗脱液回用、洗脱液与土壤分离等功能。

发明专利的技术方案如下：

一种滚筒式土壤重金属洗脱系统，其特征在于：所述系统由滚筒（1）、土液分离装置（2）、洗脱液净化装置（4）、洗脱液储池（6）、液体流量计（9）、洗脱液补充池（7）、絮凝剂储池（8）、受污土壤储池（10）和土壤计量输送装置（11）组成；滚筒（1）长度5米，倾角10°，直径1米，内做防腐衬里，并安装三角螺纹状结构；所安装三角螺纹状结构大径0.95米，小径0.35米，螺距0.25米；土液分离装置（2）位于滚筒（1）末端下方，长度1米，宽度1米，深0.5米；泥斗（3）倾角60°，深0.5米；土液混合物进入土液分离装置（2）依靠重力自动完成土液分离；洗脱液净化装置（4）分为絮凝区和沉淀分离区两部分，洗脱液自流进入洗脱液净化装置（4）后，首先与絮凝剂混合，然后絮体自动汇集于重金属富集斗（5），净化后的洗脱液自流进入洗脱液储池（6）；洗脱液储池（6）内的存储液体为净化后的洗脱液与原洗脱液的混合物，且净化后回用的洗脱液占总存储液体的90%；90%的洗脱液可循环使用，土壤重金属洗脱效率可达70%以上。

本发明专利的主要优点如下：（1）、实现了土壤重金属洗脱的连续运行，且洗脱时间、单位时间土壤洗脱量均可以通过滚筒转速调节，可满足不同污染类型土壤重金属快速洗脱的操作条件要求；（2）、系统实现了洗脱液零排放，解决了洗脱液的二次污染问题，洗脱液处理后可就地回用；（3）、系统实现了土液自动分离，方便了所处理土壤的后续利用以及富含重金属沉积物的集中处置。

附图说明

图1是该装置的整体示意图；图2是滚筒A-A剖面图。

图中：1—滚筒；2—土液分离装置；3—泥斗；4—洗脱液净化装置；5—重金属富集斗；6—洗脱液储池；7—洗脱液补充池；8—絮凝剂储池；9—液体流量计； 10—受污土壤储池；11—土壤计量输送装置。

具体实施方式

参见图1-图2，该系统由滚筒（1）、土液分离装置（2）、洗脱液净化装置（4）、洗脱液储池（6）、液体流量计（9）、洗脱液补充池（7）、絮凝剂储池（8）、受污土壤储池（10）和土壤计量输送装置（11）组成。首先，选取一段长度5米，直径1米的铁质管材，并在管材内部均匀涂设防腐衬里，之后在管材内部安装三角螺纹状结构，所安装三角螺纹状结构大径0.95米，小径0.35米，螺距0.25米；其次，将加工好的滚筒（1）固定在带传动装置的铰支座上，并使得安装倾角为10°。第三，在滚筒（1）末端安装土液分离装置（2），使得经滚筒（1）处理的土壤和洗脱液混合物自流进入土液分离装置（2），并且将土液分离装置（2）分为下向流和上向流两格，充分利用土壤和洗脱液的重力差实现土液自动分离，并将净化后的土壤汇集于泥斗（3）；土液分离装置（2）长1米，宽1米，深0.5米；泥斗（3）倾角60°，深0.5米。第四，构建标高低于土液分离装置（2）的洗脱液净化装置（4），使得富含重金属的洗脱液自流进入洗脱液净化装置（4），洗脱液净化装置（4）分为两格，分别承担絮凝和沉淀的作用，并在底部设置重金属富集斗（5），以存储富含重金属的沉积物。第五，构建标高低于洗脱液净化装置（4）的洗脱液储池（6），使得净化过后的洗脱液全部自流进入洗脱液储池（6），同时洗脱液储池（6）连接洗脱液补充池（7），以补充操作过程中损失的洗脱液，同时，洗脱液储池（6）内置耐腐蚀泵，将洗脱液定量输入滚筒（1）的进口。第六，构建受污土壤储池（10），以存储运输过来的受污土壤，受污土壤储池（10）连接土壤计量输送装置（11），将受污土壤定量输送至滚筒（1）的进口。