[实用新型]一种辐流式内循环流化床土壤重金属洗脱装置

说明书

技术领域

本实用新型专利属于重金属污染土壤化学修复技术领域，具体涉及一种辐流式内循环流化床土壤重金属洗脱装置，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辐流式内循环流化床土壤重金属洗脱装置。该装置可以实现土壤重金属洗脱的连续运行，同时，可以实现土液自动分离，进而回收洗脱后的清洁土壤。

实用新型专利的技术方案如下：

一种辐流式内循环流化床土壤重金属洗脱装置，其特征在于所述装置由重金属洗脱区、泥液分离一区、泥液分离二区三部分组成，其中，重金属洗脱区由洗脱液入口（1）、受污土壤入口（2）、内循环筒（3）、传动轴承（4）、导流叶轮（5）、导流板（6）、电机（7）七部分组成；泥液分离一区水流方向是下向流，泥液分离二区水流方向是上向流；泥液分离一区与重金属洗脱区是同心圆结构，深2.6米，直径1.2米，且外壁底部开孔；泥液分离二区与重金属洗脱区是同心圆结构，深2.2米，直径1.6米；重金属洗脱区是内径0.8米、深3.0米的不锈钢圆筒结构，圆筒内部靠近底部0.2-1.7米处的中心位置安装内径0.3米、高1.5米的内循环筒（3），同时，内循环筒（3）内中心线位置安装传动轴承（4）、导流叶轮（5），并将传动轴（4）顶端与电机（7）相连；在不锈钢圆筒底部预埋两个直径50mm的U-PVC管分别作为洗脱液入口（1）和受污土壤入口（2）；导流板（6）直径为0.3m，可安装在内循环筒正上方20cm和不锈钢圆筒顶部10cm处两个位置，分别实现土壤重金属流化洗脱和沉积土壤排出两个功能。

本实用新型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受污土壤加入量调节，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）、装置整体实现了土液自动分离，方便了清洁土壤的回收和富含重金属洗液的后续集中处理；（3）、装置结构紧凑，节省了占地面积；（4）、内循环流化床的设置强化了土壤颗粒的摩擦碰撞和土液混合程度，提高了重金属清洗效率；（5）、辐流式设计方式使得外围水流上升流速变小，提高了土液分离效果。

附图说明

图1是该装置的整体示意图；图2是装置A-A剖面图。

图中：1—洗脱液入口；2—受污土壤入口；3—内循环筒；4—传动轴承；5—导流叶轮；6—导流板；7—电机；8—泥斗；9—排泥管；10—重金属洗脱区；11—泥液分离一区；12—泥液分离二区。

具体实施方式

参见图1-图2，该装置由重金属洗脱区、泥液分离一区、泥液分离二区三部分组成，其中，重金属洗脱区由洗脱液入口（1）、受污土壤入口（2）、内循环筒（3）、传动轴承（4）、导流叶轮（5）、导流板（6）、电机（7）七部分组成。首先，加工一内径0.8米、深3.0米的不锈钢圆筒，圆筒表面做防腐处理，圆筒内部靠近底部0.2-1.7米处的中心位置安装内径0.3米、高1.5米的内循环筒（3），同时，内循环筒（3）内中心线位置安装传动轴承（4）、导流叶轮（5），并将传动轴（4）顶端与电机（7）相连；在不锈钢圆筒底部预埋两个直径50mm的U-PVC管分别作为洗脱液入口（1）和受污土壤入口（2），且管口伸出泥液分离二区外壁20cm；导流板（6）为直径0.3m的平滑圆弧状结构，装置开始运行阶段，内循环流化床重金属洗脱区底部沉积的土壤较少，导流板（6）安装在内循环筒正上方20cm处，随着运行时间的延长，内循环流化床重金属洗脱区底部沉积的土壤逐渐增多，此时将导流板（6）安装于不锈钢圆筒顶部10cm处，将沉积的土壤排出，之后再将导流板（6）重新安装在内循环筒正上方20cm处。其次，泥液分离一区与重金属洗脱区是同心圆结构，直径1.2米，高2.6米，外壁底部开孔。再次，泥液分离二区与重金属洗脱区也是同心圆结构，直径1.6米，高2.2米，富含重金属的洗脱液由泥液分离二区顶部排出；同时，泥液分离二区底部倾斜，做成深度为1.0米的泥斗，运行一段时间后，清洁土壤由泥斗的排泥管排出。