[发明专利]一种重金属污染土壤淋洗修复系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤淋洗修复系统及方法，属于土壤重金属污染治理领域，具体涉及一种重金属污染土壤淋洗修复系统及方法。

背景技术

土壤污染是由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。随着我国经济的高速发展，粗放型的经济增长模式导致土壤污染状况严重恶化。根据2014年全国土壤污染状况调查公报，我国16.1％的国土面积受到污染，19.4％的耕地受到污染，约三分之一受调查的工业场地受到污染。土壤污染类型以重金属污染为主，有机物污染次之，复合型污染比重较小。导致土壤污染的重金属主要包括镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌和镍，调查公报显示这些重金属点位超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％，由于土壤中重金属具有隐蔽性、累积性、滞后性且毒性较强和易被生物吸收的特点，因此针对土壤重金属污染修复工作刻不容缓。

重金属污染土壤的修复主要有三种方法。第一种是对污染土壤进行安全填埋处置，这种方式占地面积较大。第二种是对污染土壤进行固化稳定化，使活化态的重金属转变为稳定态，降低其在土壤中的迁移性、生物可利用性。这种途径可以降低土壤中重金属的毒害，但随着环境因子的改变，重金属固化稳定化的过程有可能逆向进行，导致修复不彻底。第三种是去除土壤中的重金属。植物修复可以实现重金属的清除，国内对植物修复技术研究也较多，但对于有些高浓度重金属污染的土壤，如不进行前处理降低重金属的浓度和毒性，植物修复通常是不可行的。而淋洗技术能够高效、无二次风险、彻底地去除污染土壤中的重金属，既可单独修复小面积的重金属污染土壤，也可作为前处理技术与其他修复方法联合应用，得到越来越广泛的应用。

土壤淋洗技术根据处理方式不同分为原位淋洗和异位淋洗。原位淋洗法是直接将淋洗剂注入土壤中，在下游将淋洗液抽提出土壤表面，然后对淋洗液进行处理，如此持续进行，直到土壤环境质量达到相关标准。异位淋洗是将污染土壤挖掘出，投入淋洗设备中，采用淋洗液清洗去除或转移浓缩土壤中的污染物，最后处理含污染物的淋洗液或减量后的浓缩泥饼。该技术可用于重金属污染土壤以及多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药等持久性有机污染土壤的修复治理。

尽管土壤淋洗法具有长效性、易操作性和高渗透性等优点，但是也存在2个主要缺点：一是淋洗法需要消耗大量的水来配制淋洗液；二是大量淋出液需要处理。淋出液中富含重金属与淋洗剂的络合物，如果没有得到妥善处理，会对地下水存在污染风险。

发明内容

本发明主要目的是解决现有土壤淋洗技术中存在的重金属污染处理效率低下及成本高的技术问题，提供了一种重金属污染土壤淋洗修复系统及方法。本发明通过淋洗剂将重金属从土壤中转移到淋洗液中，再利用磁性介质作为吸附材料，快速吸附淋洗液中的各种金属离子，使得难以修复的重金属污染土壤得到迅速恢复。磁性介质在强磁场的作用下被吸附到三维顺磁金属链网中，通过金属链网的机械传动将磁介质带出并回收，提高磁种的利用率，降低修复成本。

本发明的上述目的主要是通过下述技术方案得以解决：

一种重金属污染土壤淋洗修复系统，包括：依次相连的土壤破碎系统、土壤泥砂石分离系统、超导磁分离系统、污泥脱水系统及回用水深化处理系统。

优化的，上述的一种重金属污染土壤淋洗修复系统，所述土壤破碎系统包括：土壤存储料仓、土壤破碎机及皮带机顺次连接组成。

所述土壤泥砂石分离系统包括：依次连接的圆筒回转筛、泥水混合搅拌池、水力旋流器、脱水筛；所述圆筒回转筛的进口与皮带机相连，其细料出口连接泥水混合搅拌池，粗料出口连接滚筒洗石机，滚筒洗石机粗料出口端与皮带机相连，滚筒洗石机底部设置的泥水收集槽出水端与脱水筛进料口相连。

所述超导磁分离系统包括：进口与水力旋流器轻介质出口端、脱水筛出水端相连的收集罐；所述收集罐连接混合罐；所述混合罐与磁介质进样器、磁介质提取机构相连，所述磁介质提取机构连接超导磁分离机。

所述污泥脱水系统包括：顺次相连的泥土沉淀池、泥土脱水机及洗涤用水池，其中泥土沉淀池进口端分别与磁分离罐体溢流口和排泥口相连，其出水端与洗涤用水池进口端相连，洗涤用水池出口端分别与泥水混合搅拌池和滚筒洗石机相连。