[发明专利]一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备及其方法

权利要求书

1.一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备，其特征在于，包括反应器（1）、斜板沉淀装置（5）和储蓄池（2）；所述反应器（1）为上部圆筒状、下部漏斗形的空心装置；反应器（1）内部垂直设有一块隔板（3），通过隔板（3）将反应器（1）内腔分为左腔室和右腔室，且左腔室和右腔室的上下均连通；

在隔板（3）与反应器（1）壁面之间的左腔室中设有兜网（4），且兜网（4）内装有供微生物富集生长的颗粒填料；在兜网（4）下方设有用于向左腔室进行曝气的旋流曝气装置，旋流曝气装置通过进气管道（8）与位于反应器（1）外部的气泵（12）相连，在进气管道（8）上设有用于控制管道开闭的第一阀门（17）；在反应器（1）中安装有第一pH检测器（14）与温度检测器（16）；反应器（1）底部设有排泥管道（9），排泥管道（9）上设有控制管道开闭的第二阀门（18）；

所述的反应器（1）的右腔室下部侧壁上开设有出水口，所述的储蓄池（2）上设有高于反应器（1）出水口的进水口，反应器（1）的出水口与储蓄池（2）的进水口之间通过斜板沉淀装置（5）连通，且斜板沉淀装置（5）与储蓄池（2）的进水口的连通位置设有控制进水口开度的活动隔板（7）；所述储蓄池（2）通过回流管道（10）与反应器（1）内部连通，且回流管道（10）上设有抽水泵（13），构成使淋滤酸液在反应器（1）和储蓄池（2）之间循环的回路；储蓄池（2）底部设有排水管道（11），排水管道（11）上设有第三阀门（19）；储蓄池（2）中设有第二pH检测器（15）；

所述的颗粒填料为生物质炭颗粒；

所述旋流曝气装置由旋流曝气头（6）构成，旋流曝气头（6）主体为若干十字交叉气管，每根十字交叉气管中的四条分支管道的一侧沿水平面方向顺时针或逆时针均匀打孔；开启气泵（12），使旋流曝气头（6）实现曝气与旋转，利用其产生的旋流气体驱动底泥混合液以隔板（3）为界，在反应器（1）的左腔室和右腔室之间循环流动。

2.如权利要求1所述的一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备，其特征在于：所述兜网（4）上的开孔尺寸小于填充的颗粒填料尺寸但大于污染物颗粒尺寸。

3.如权利要求1所述的一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备，其特征在于：所述的颗粒填料优选为竹炭颗粒。

4.如权利要求1所述的一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备，其特征在于：所述斜板沉淀装置（5）由若干平行的斜板构成，斜板从反应器（1）一侧向储蓄池（2）一侧倾斜向上。

5.如权利要求1所述的一种生物炭负载复合酸洗沉降一体化生物淋滤设备，其特征在于：所述活动隔板（7）以上下抽拉的方式设置于储蓄池（2）的进水口处，能够完全密闭储蓄池（2）的进水口。

6.一种基于如权利要求1～5任一所述淋滤设备的生物炭负载复合酸洗沉降方法，其特征在于，步骤如下：

1）向反应器（1）中加入由重金属污染底泥，然后再加入硫基质、淋滤功能菌以及淋滤用水，形成混合液；以生物质炭作为颗粒填料填充至密闭兜网（4）内；

2）开启气泵（12），使旋流曝气头（6）实现曝气与旋转，利用其产生的旋流气体驱动底泥混合液以隔板（3）为界，在反应器（1）的左腔室和右腔室之间循环流动；

3）当第一pH检测器（14）检测到反应器（1）内的pH低于阈值时，关闭气泵（12）停止曝气；打开活动隔板（7），使泥水混合物在斜板沉淀装置（5）的泥水分离作用下，底泥被沉降滞留于反应器（1）中，澄清的淋滤液进入储蓄池（2）；反应器（1）内的淋滤液排尽后，关闭活动隔板（7），打开第二阀门（18），将底部沉积的淋滤处理后的底泥通过排泥管道（9）排空；

4）向反应器（1）内重新加入受重金属污染的底泥，利用回流管道（10）及抽水泵（13）将储蓄池（2）中储存的淋滤液注入反应器（1），打开气泵（12）对新加入的底泥进行酸洗预处理；

5）当第一pH检测器（14）检测到反应器（1）内的淋滤液pH不再升高时，关闭气泵（12）停止曝气；打开活动隔板（7），使全部淋滤液通过斜板沉淀装置（5）分离后进入储蓄池（2），再通过排水管道（11）排出；待反应器（1）内的淋滤液排尽后，关闭活动隔板（7），并向反应器（1）内重新加入硫基质以及淋滤用水；

6）不断重复步骤2）~5）对待处理的底泥进行淋滤，实现利用酸洗预处理缩短污染底泥的淋滤时间。