[发明专利]一种土壤粒径快速分级装置及方法

说明书

本发明涉及一种土壤粒径快速分级装置及方法，装置包括筒体、竖直设置在筒体内部并将筒体分割成原浆部和滤液部的过滤介质、设置在原浆部中间的搅拌单元、设置在筒体原浆部侧壁的泥浆进口和回流液出口以及设置在筒体滤液部侧壁的细粒径土壤出口，所述泥浆进口和回流液出口均与原浆槽连接，所述筒体顶部设有排气口。与现有技术相比，本发明具有结构简单，操作方便，在较大的固液比条件下获得较高的分级精度，用水量少，且可更换过滤介质规格并能实现多级串联使用，实现连续多范围土壤颗粒粒径的分级目的，满足不同工况生产要求。

技术领域

本发明涉及属于污染土壤修复技术领域，具体涉及一种土壤粒径快速分级装置及方法。

背景技术

随着城市化和产业转移进程的加快，我国城市工业企业搬迁或遗留的污染场地数量与日俱增，场地污染土壤已成为我国许多大中城市土地资源安全再利用的限制因素。场地污染土壤修复的研究和实践已成为我国环境治理领域的重要内容。

土壤性质研究是土壤学的重要内容，而土壤的粒径分布，作为其主要的物理性质，对土壤的水力特性、肥效发挥等功能性，起着重要作用。在污染土壤修复技术领域，一般而言，颗粒较细的粘粒组分对污染物的吸持能力强，因此土壤污染物往往聚集在土壤细粒组分上，为了强化土壤修复效果，常需要进行土壤粒径分级。比如，传统土壤洗涤/淋洗技术未对土壤进行粒径分级，而相应的土壤修复效率往往偏低。

目前常用的土壤粒径分级方法有筛分法、重力沉降法等，但是该操作对细粒径土壤的分级以及获得大量的细粒径土壤等，存在效率低下、精度较低等问题。

专利“土壤的净化方法”(201080068053.7)提供的土壤净化方法，主要在“脱水前处理工序”后通过“干式分级”、“干式磁选工序”将污染土壤中的细粒组分加以去除。该工序需向土壤中加入脱水剂使其含水率在10％(质量比)以下，使用一定孔径的筛网(如2mm、0.5mm和0.15mm)将土壤分为砂砾、粗粒土壤和细粒土壤，继而采用干式磁选从筛分出的粗粒土壤中将细粒土壤筛选出来，经过干式磨碎、比重筛选等过程后逐步分离细粒土壤组分，并将细粒土壤组分进行处理。但这种干式处理方式的分离效率不高，细颗粒土壤组分往往黏附在砂砾、粗粒土壤的颗粒表面上而得不到有效分离。

专利“一种土壤分级筛选装置”(201720016667.X)提供的土壤分级筛选装置，通过构造出“S形”三级通道，借助重力以及振动输送过程中在每个通道内设置“筛选板”，实现土壤颗粒的分级筛选过程。该设备通过三个S形分布的通道，能够将土壤进行分级筛选，操作简单，减少工作量和劳动力。但装置处理过程中，更加细小的土壤颗粒吸附作用强，无法仅在振动和自身重力作用下与黏附的大颗粒区分开来通过筛分孔道，分离精度低；同时当目标颗粒粒度较小时，振动筛分过程会产生较大粉尘，容易污染生产环境。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分级效率及精度良好的土壤粒径快速分级装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种土壤粒径快速分级装置，该装置包括筒体、竖直设置在筒体内部并将筒体分割成原浆部和滤液部的过滤介质、设置在原浆部中间的搅拌单元、设置在筒体原浆部侧壁的泥浆进口和回流液出口以及设置在筒体滤液部侧壁的细粒径土壤出口，所述泥浆进口和回流液出口均与原浆槽连接，所述筒体顶部设有排气口。

由于传统湿法抽滤过程极易在过滤介质上形成滤饼架桥，导致小颗粒土壤也无法滤出，降低分级效率，本发明在形成滤饼一侧表面增加高速搅拌，在过滤介质表面形成一定剪切力大大延缓了滤饼的形成过程；同时过滤介质的竖直放置，也有效降低了滤饼在过滤介质表面的附着性，对滤饼在过滤介质表面的堆积也具有一定的阻碍作用。同时，通过调节过滤介质孔径和材质，可快速实现不同粒径土壤的快速分级操作。

同时，由于本申请设置了回流液出口，可使得原浆部的泥浆与原浆槽形成循环，可避免筒体原浆部内泥浆浓度快速升高，造成过滤的强化过程降低，滤速变慢，过滤介质表面易架桥等影响。