CN205289225U - 土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备 - Google Patents

Abstract

土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备，由进料传送带、空气管道、反应液入口、反应液出口、振动筛、卸料门、尾气排放管、蛇形气体收集器、土壤处理柜、气体处理柜、智能控制器、土壤取样口组成；土壤处理柜和气体处理柜上下贯通，土壤处理柜一侧设有进料传送带，气体处理柜的一侧设有反应液入口和反应液出口，其的内部设有蛇形气体收集器，其另一侧设有尾气排放管。土壤处理柜内部设有振动筛，其一侧设有空气管道，其另一侧设有土壤取样口和智能控制器，其下部设有卸料门。本实用新型所述的土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备设计合理，处理效果好，适合各类土壤和沉积物中多环芳烃的处置，且该设备具有低能耗，自动化程度高的优点。

Description

土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备

技术领域

本实用新型涉及土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备，属于环境保护的土壤修复技术。

背景技术

随着中国工业生产及农药等人工合成中有机物的大量使用，造成了严重有机物污染土壤的问题。全国受有机物污染的农田已达3600万公顷，由于土壤有机物可直接被人体摄入，甚至可能在体内积累，土壤污染已经成为土地资源可持续利用与农产品生态安全的严重威胁，解决土壤污染问题已经成为我国实现可持续发展的迫切需要。

多环芳烃（Polycyclicaromatichydrocarbons，简称PAHs），是指两个或两个以上苯环构成的稠环碳氢化合物，是环境中广泛存在的一类环境有机污染物，除了某些天然源外，它们主要来自各种化石燃料如煤炭、石油等的不完全燃烧。随着工业的快速发展以及人们物质生活水平的迅速提高，煤、石油在工业生产、交通运输以及生活中被广泛应用，越来越多的PAHs进入环境中。由于PAHs具有致癌、致畸、致突变等特性，对生物体产生遗传毒性，对人体具有潜在危害性，因此，开展对PAHs化合物的研究具有重要意义。

现有技术及不足

1.土壤气相抽提技术

土壤气相抽提是在有机污染场地应用最广泛的技术。真空抽取更易去除高蒸汽压的有机物。粗粒径土壤具有较低的土壤吸附参数，如沙地和砂砾，与细粒径土壤相比，更易被真空抽取法去除。通风效果受污染物的水溶性和土壤性质如空气导电率、温度及湿度[13]的影响。高温可促进挥发，因而在真空抽取井周围的渗流区中输入热量，可增加污染物的蒸汽压，提高污染物去除率。还可以采用电加热或热空气挥发等技术来提高土壤温度。

2.电解析技术

电解析是一项新型的非燃烧技术，是通过对有机污染的土壤进行加热，使吸附于土壤中的有机污染物的饱和蒸汽压增大，挥发入气相后挥发逸出，再通过特殊的装置对逸出的有机气体进行无害化处理的技术。该技术对于处理卤代有机物、非卤代的半挥发性有机物、多氯联苯(PCBs)以及高浓度的疏水性液体(DNAPL)等污染物有优势，并且处理率高。但是，使用该技术会破坏土壤结构和土壤生物系统。在使用此技术时，对于操作加热和蒸汽收集需要专业人员进行，以免形成二次污染。

3.光催化降解技术

有机污染物进入土壤后会经多种生物和非生物作用而降解，而在表层土壤中光化学转化是非生物转化的一种重要形式。光催化技术是一项新兴的深度氧化处理技术。从1978年农药的土壤光解成为美国国家环保局(USEPA)等机构对新农药注册的一项技术要求以来，土壤污染的光化学修复过程的研究就受到极大的关注。20世纪70年代Zepp等首次开始对这一领域进行研究，最初的光化学研究都集中于水体，而对土壤中污染物光转化的研究较少。表层土壤中有机污染物光降解反应与均相和多相的水系统相比，有很大的区别，光转化很慢，这主要与土壤对光的阻碍效应有关。但是，与在土壤中的其它迁移转化过程相比，光转化则很快，光降解是污染物在土壤表面降解的一种重要途径，因此，研究土壤表层有机物的降解对修复有机物污染场地具有重要意义。

4.原位化学淋洗技术

原位化学淋洗技术是将淋洗剂加入有机污染的土壤，经过混合，将土壤有机污染物溶解进淋洗溶液，使淋洗溶液往下渗透或者水平排出，然后将含有有机污染物的淋洗液收集再处理的技术。表面活性剂淋洗是美国环保局推荐使用的土壤和地下水污染原位治理疏水性有机污染物的方法之一[[43]。土壤淋洗通过两种方式去除污染物。一是以淋洗液溶解液相、吸附相或气相污染物;二是利用冲淋水力带走土壤孔隙中或吸附于土壤中的污染物。前一过程由污染物的溶解性以及Henry定律常数控制，而后者则取决于冲淋水的压力梯度、土壤粘度及污染物浓度。

5.有机污染土壤植物修复技术

一般认为植物修复技术主要应用于对土壤重金属的修复，但近几年的研究表明，植物修复同样可以应用于有机污染的场地，并且适用于现场修复。Chekola等研究了紫花首楷、柳枝程、酥油草、芦苇等植物对多氯联苯的降解作用。植物对有机污染物的修复主要有三种机理:(1)植物对有机污染物直接吸收。Bucken等研究发现植物可直接吸收环境中微量除草剂阿特拉津，影响植物吸收有机物的因素主要有:植物叶片的蒸腾率、污染物在土壤中的浓度以及植物本身的吸收效率。(2)植物通过自身释放的分泌物和酶分解去除土壤中的有机物。Godsy等研究表明氯乙烯的降解与棉白杨根系分泌物有关。(3)植物对有机物的矿化作用。

上述处理方法有机物污染的土壤处理不彻底，热能消耗大，土壤中的有机物容易变成其他有害成分存在其中。本发明技术和对应设备对于有机物污染的土壤处理效果良好，修复成本低，处理效率好，自动化程度高。

发明内容

土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备，包括进料传送带1，空气管道2，反应液入口3，反应液出口4，振动筛5，卸料门6，尾气排放管7，蛇形气体收集器8，土壤处理柜9，气体处理柜10，智能控制器11，土壤取样口12；所述土壤处理柜9和气体处理柜10上下贯通；土壤处理柜9一侧设有进料传送带1，土壤处理柜9上部设有气体处理柜10，气体处理柜10的一侧设有反应液入口3和反应液出口4，气体处理柜10的内部设有蛇形气体收集器8，气体处理柜10的另一侧设有尾气排放管7；土壤处理柜9内部设有振动筛5，土壤处理柜9一侧设有空气管道2，土壤处理柜9另一侧设有土壤取样口12和智能控制器11，土壤处理柜9下部设有卸料门6。

进一步的，振动筛5包括振动电机5-1，振动曲轴5-2，筛孔5-3，挡板5-4，减震器5-5；振动筛5的一端与进料传送带1连接，振动筛5的表面设有筛孔5-3，筛孔5-3的直径为0.5mm～0.88mm，筛孔5-3的数量大于50个，筛孔5-3整齐排列在振动筛5的中部，筛孔5-3的下部与土壤处理柜9连通；所述振动曲轴5-2的数量大于2个，多个振动曲轴5-2相互串联，多个振动曲轴5-2与振动电机5-1连接。

进一步的，土壤处理柜9下部设有空气管道2，空气管道2外接高压蒸汽，所述高压蒸汽的温度为100～120℃；空气管道2包括进气主管2-1，进气支管2-2，蒸汽喷头2-3；进气支管2-2的数量大于2根，多根进气支管2-2与进气主管2-1连通，进气支管2-2的表面设有蒸汽喷头2-3，蒸汽喷头2-3的数量大于2个，多个蒸汽喷头2-3一字排列在进气支管2-2的上部并与进气支管2-2贯通。

进一步的，尾气排放管7与蛇形气体收集器8连通。

进一步的，土壤取样口12与智能控制器13导线连接，卸料门6与智能控制器13导线连接，振动电机5-1与智能控制器13导线连接；尾气排放管7与智能控制器13导线连接。

有益效果

1．土壤处理柜9内设有振动筛5，污染土壤在振动筛5带动下振动，同时通过振动筛5的筛孔向下运动，与通过空气管道2向上运动进入处理区的高温高压气体充分接触，有利于热解析过程。

2．空气管道2为多支管结构，支管上部装有喷气头，高温高压气体通过喷气头向上运动，与向下运动的土壤充分接触，有利于加热效果。

3．土壤处理柜9下部设有土壤取样口12，可以取样检测土壤处理效果。同时将检测结果传送到卸料门6开关控制器上。通过预先设定合格的检测值，当检测结果符合要求，卸料门6开关控制器自动打开卸料门6卸料。

4．尾气收集管7控制器11可以防止反应液通过排气口回流进入尾气收集管7，同时可以调控含有机物的空气进入气体处理柜10的流量，从而控制气体处理质量。

5．蛇形排气管8为双层结构，管壁下部设排气微孔，有利于待处理气体与反应液的充分接触，提高处理效率。

附图说明

图1为本实用新型所述土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备结构图。

图2为本实用新型所述的振动筛外观图。

图3为本实用新型所述的振动筛结构图。

图4为本实用新型所述的空气管道结构图。

图中：进料传送带1，空气管道2，进气主管2-1，进气支管2-2，蒸汽喷头2-3，反应液入口3，反应液出口4，振动筛5，振动电机5-1，振动曲轴5-2，筛孔5-3，挡板5-4，减震器5-5，卸料门6，尾气排放管7，蛇形气体收集器8，土壤处理柜9，气体处理柜10，智能控制器11，土壤取样口12。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型所述土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备结构图，图中看出，该包括进料传送带1，空气管道2，反应液入口3，反应液出口4，振动筛5，卸料门6，尾气排放管7，蛇形气体收集器8，土壤处理柜9，气体处理柜10，智能控制器11，土壤取样口12；其特征在于，所述土壤处理柜9和气体处理柜10上下贯通；土壤处理柜9一侧设有进料传送带1，土壤处理柜9上部设有气体处理柜10，气体处理柜10的一侧设有反应液入口3和反应液出口4，气体处理柜10的内部设有蛇形气体收集器8，气体处理柜10的另一侧设有尾气排放管7；土壤处理柜9内部设有振动筛5，土壤处理柜9一侧设有空气管道2，土壤处理柜9另一侧设有土壤取样口12和智能控制器11，土壤处理柜9下部设有卸料门6。

如图2、图3所示，为本实用新型所述的振动筛外观图，图中看出，振动筛5包括振动电机5-1，振动曲轴5-2，筛孔5-3，挡板5-4，减震器5-5；振动筛5的一端与进料传送带1连接，振动筛5的表面设有筛孔5-3，筛孔5-3的直径为0.5mm～0.88mm，筛孔5-3的数量大于50个，筛孔5-3整齐排列在振动筛5的中部，筛孔5-3的下部与土壤处理柜9连通；所述振动曲轴5-2的数量大于2个，多个振动曲轴5-2相互串联，多个振动曲轴5-2与振动电机5-1连接。

如图4所示，本实用新型所述的空气管道结构图，图中看出，土壤处理柜9下部设有空气管道2，空气管道2外接高压蒸汽，所述高压蒸汽的温度为100～120℃；空气管道2包括进气主管2-1，进气支管2-2，蒸汽喷头2-3；进气支管2-2的数量大于2根，多根进气支管2-2与进气主管2-1连通，进气支管2-2的表面设有蒸汽喷头2-3，蒸汽喷头2-3的数量大于2个，多个蒸汽喷头2-3一字排列在进气支管2-2的上部并与进气支管2-2贯通。

Claims (2)

1.土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备，包括：进料传送带（1），空气管道（2），反应液入口（3），反应液出口（4），振动筛（5），卸料门（6），尾气排放管（7），蛇形气体收集器（8），土壤处理柜（9），气体处理柜（10），智能控制器（11），土壤取样口（12）；其特征在于，所述尾气排放管（7）与蛇形气体收集器（8）连通；所述土壤取样口（12）与智能控制器（11）导线连接，卸料门（6）与智能控制器（11）导线连接，振动电机（5-1）与智能控制器（11）导线连接；尾气排放管（7）与智能控制器（11）导线连接；所述土壤处理柜（9）下部设有空气管道（2），空气管道（2）外接高压蒸汽；所述土壤处理柜（9）和气体处理柜（10）上下贯通；土壤处理柜（9）一侧设有进料传送带（1），土壤处理柜（9）上部设有气体处理柜（10），气体处理柜（10）的一侧设有反应液入口（3）和反应液出口（4），气体处理柜（10）的内部设有蛇形气体收集器（8），气体处理柜（10）的另一侧设有尾气排放管（7）；土壤处理柜（9）内部设有振动筛（5），土壤处理柜（9）一侧设有空气管道（2），土壤处理柜（9）另一侧设有土壤取样口（12）和智能控制器（11），土壤处理柜（9）下部设有卸料门（6）。

2.根据权利要求1所述的土壤和沉积物中多环芳烃的强化热解析修复设备，其特征在于，所述空气管道（2）包括：进气主管（2-1），进气支管（2-2），蒸汽喷头（2-3）；进气支管（2-2）的数量大于2根，多根进气支管（2-2）与进气主管（2-1）连通，进气支管（2-2）的表面设有蒸汽喷头（2-3），蒸汽喷头（2-3）的数量大于2个，多个蒸汽喷头（2-3）一字排列在进气支管（2-2）的上部并与进气支管（2-2）贯通；所述振动筛（5）包括：振动电机（5-1），振动曲轴（5-2），筛孔（5-3），挡板（5-4），减震器（5-5）；振动筛（5）的一端与进料传送带（1）连接，振动筛（5）的表面设有筛孔（5-3），筛孔（5-3）的直径为0.5mm～0.88mm，筛孔（5-3）的数量大于50个，筛孔（5-3）整齐排列在振动筛（5）的中部，筛孔（5-3）的下部与土壤处理柜（9）连通；所述振动曲轴（5-2）的数量大于2个，多个振动曲轴（5-2）相互串联，多个振动曲轴（5-2）与振动电机（5-1）连接。