一种异位土壤淋洗系统
阅读说明：本技术 一种异位土壤淋洗系统 (Ectopic soil leaching system ) 是由 孙俐敏 陈奕烨 郦汇源 蔡瑜 衣俊 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种异位土壤淋洗系统,该系统包括依次设置的土壤预处理单元、筛分单元、反应池单元、固液分离单元、集水池、沉淀反应池、水循环单元、用水池；水循环单元包括中间水箱、反冲洗设备、过滤器、浓缩池、压滤器,沉淀反应池依次连接中间水箱、过滤器、用水池,沉淀反应池依次连接浓缩池、压滤器、集水池；反冲洗设备依次连接过滤器、集水池。借助本发明的异位土壤淋洗系统对重金属土壤污染的土壤进行淋洗修复,修复产生的淋洗废水得以重新利用,既避免了资源的浪费,又避免了二次污染,处理效率高。(The invention relates to an ectopic soil leaching system which comprises a soil pretreatment unit, a screening unit, a reaction tank unit, a solid-liquid separation unit, a water collecting tank, a precipitation reaction tank, a water circulation unit and a water using tank which are sequentially arranged; the water circulation unit comprises an intermediate water tank, a back flushing device, a filter, a concentration tank and a filter press, the precipitation reaction tank is sequentially connected with the intermediate water tank, the filter and a water tank, and the precipitation reaction tank is sequentially connected with the concentration tank, the filter press and a water collecting tank; the back washing equipment is connected with the filter and the water collecting tank in sequence. By means of the ectopic soil leaching system, the soil polluted by the heavy metal soil is leached and repaired, and leaching wastewater generated by repairing can be reused, so that the waste of resources is avoided, secondary pollution is avoided, and the treatment efficiency is high.)
技术领域
本发明涉及土壤处理设备领域，具体涉及一种异位土壤淋洗系统。
背景技术
土壤淋洗技术是将水或含有冲洗助剂的水溶液、酸碱溶液、络合剂或表面活性剂等淋洗剂注入到污染土壤或沉积物中，促进土壤环境中污染物溶解或迁移，通过将溶剂与污染土壤混合，然后再把包含有污染物的液体从土壤中抽提出来，进行分离。
现有技术如申请号为CN201510116768.X的发明专利公开了一种土壤异位淋洗系统及方法，该系统包括依次设置的土壤预处理单元、物理分离单元、增效洗脱单元、废水处理及回用单元、控制单元；通过土壤预处理单元对土壤进行粗筛分和破碎，剔除大块杂物；通过物理分离单元分离出尺寸较小的砂砾；在增效洗脱单元中通入洗脱液和增效剂进行搅拌增效洗脱；洗脱完成后静止20min-2h后将上清液通入废水处理及回用单元，下部的粘粒通过泥水分离装置和相应的絮凝剂分离成废水和污泥，废水通入废水处理及回用单元，脱水处理的泥饼根据污染性质选择相应的污染土壤处理技术。
申请号为CN201510822188.2的发明专利公开了一种工程化的多级筛分式异位土壤淋洗修复方法，将污染土壤进行粗筛分后再进行细筛分，细筛分后的物料进入泥浆缓存池，污染土壤根据污染物性质进行加药处理，处理后的混合液通过泥渣泵提升到板框压滤机进行泥水分离；泥饼浓缩后外运处置，进一步采用化学氧化、固化稳定化技术进行无害化处理；淋洗废液根据水中污染物的情况加入混凝剂或氧化药剂，污水进入多级过滤系统，进一步净化处理，最终进入回用水箱。
现有的淋洗系统一般是将污染土壤洗脱后进行固液分离，然后对分离后的泥饼进行处理，分离后的液体沉淀过滤后再利用，但是废水回收利用时仅仅是简单的沉淀过滤，处理不到位，缺乏完善的处理系统。
发明内容
为了实现土壤的处理、水循环利用集成化，本发明提供了一种异位土壤淋洗系统，减少土壤处理过程污染物的产生，节约资源和成本，提升处理效率和质量。
本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种异位土壤淋洗系统，该系统包括依次设置的土壤预处理单元、筛分单元、反应池单元、固液分离单元、集水池、沉淀反应池、水循环单元、用水池；水循环单元包括中间水箱、反冲洗设备、过滤器、浓缩池、压滤器，沉淀反应池依次连接中间水箱、过滤器、用水池，沉淀反应池依次连接浓缩池、压滤器、集水池；反冲洗设备依次连接过滤器、集水池。
进一步地，沉淀反应池包括混合池、沉淀池，混合池和沉淀池上端连通；混合池上端安装有搅拌装置；混合池和集水池之间连接有管道、抽吸泵A；沉淀池上端和中间水箱之间连接有管道；中间水箱和过滤器上端之间连接有进水管、抽吸泵B；沉淀池底部和浓缩池上端之间连接有管道、抽吸泵E，浓缩池下端和压滤器之间连接有管道、抽吸泵D。
进一步地，反冲洗设备包括反冲洗水箱、抽吸泵C，反冲洗水箱和过滤器底部之间连接有管道，抽吸泵C设置在反冲洗水箱和过滤器之间的管道上；过滤器上端和浓缩池上端之间连接有管道，过滤器和浓缩池之间的管道流向为过滤器到浓缩池。
进一步地，土壤预处理单元包括投料斗、输送带，投料斗内设有碎料装置，输送带一端设置在投料斗下方。
进一步地，所述筛分单元包括进料斗、滚筒、振动筛，进料斗下端设有出料管，出料管间隙插入滚筒一端，滚筒另外一端设有出料口，出料口下方设有振动筛；输送带的另外一端置于进料斗上方；振动筛下方设有集料斗。
进一步地，进料斗内设有碎料桨，进料斗上端一侧设有加液管，加液管一端连接用水池。
进一步地，振动筛包括一级振动筛、二级振动筛，一级振动筛设置在二级振动筛的上方，滚筒、一级振动筛、二级振动筛下端分别设有安装架，安装架之间相互独立；一级振动筛和二级振动筛一侧分别设有一个输送带。
进一步地，一级振动筛和二级振动筛上分别设有喷流管。
进一步地，反应池单元包括反应池、备用反应池，反应池包括至少两个反应室，反应室之间设有溢流口；备用反应池与其中一个反应室连接；集料斗和反应池之间连接有加料管，加料管上还安装有加料泵。
进一步地，备用反应池和反应室内分别设有混合搅拌装置，混合搅拌装置包括搅拌驱动、桨轴、桨叶，所述桨叶包括两层，两层桨叶安装在桨轴上，桨叶呈矩形，桨叶的端部设有凸型端头；搅拌驱动与桨轴传动连接。
进一步地，备用反应池和其中一个反应室之间连接有溢流管、连通管，溢流管连接在备用反应池上端和反应室上端之间，连通管连接在备用反应池下端和反应室下端之间，连通管上安装有第一阀门；溢流管连接反应室一端低于溢流口高度。
进一步地，反应池的底部侧面还设有抽料口、抽料管、抽料泵，抽料口连接在反应池和抽料管之间，抽料泵连接抽料管，抽料泵连接在反应池和固液分离单元之间。
进一步地，抽料管连接抽料泵的一端高于抽料管连接抽料口的一端。
进一步地，抽料管连接抽料泵的一端还设有反冲洗管，反冲洗管一端连接抽料管，反冲洗管另外一端连接用水池。
进一步地，抽料管连接抽料口的一端设有疏通管，疏通管上设有第二阀门。
进一步地，碎料装置包括碎料辊，两个所述碎料辊平行安装在投料斗内，两个碎料辊安装高度不同。
进一步地，出料管插入滚筒位置的下方和进料斗的下方分别设有漏料收集装置，漏料收集装置与集料斗连接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)借助本发明的异位土壤淋洗系统对重金属土壤污染的土壤进行淋洗修复，修复产生的淋洗废水得以重新利用，既避免了资源的浪费，又避免了二次污染；
(2)本发明中的投料装置将投入投料斗的土壤碎化处理，便于后续泥浆的设置；也便于将土壤中含有的固体垃圾、杂质分离出来，防止固体垃圾、杂质和土壤结块；
(3)本发明中的筛分单元对待处理物料进行清洗、筛选，去除物料中的较大颗粒砂石，避免对抽吸泵、管道造成损伤；
(4)本发明中备用反应池的设置可以将多余的物料放入备用反应池中，待反应室内的物料处理完毕后再将备用反应池中的物料引入反应室；扩充了反应室的容积；
(5)疏通通道和反冲洗管的设置可以避免出料管堵塞，即使堵塞也方便进行疏通；
(6)通过反冲洗水箱和抽吸泵对过滤器和污泥浓缩池及管道进行反冲洗，避免管道堵塞以及污染物杂质存留，提升处理质量和处理效率；
(7)对沉淀池中的沉淀物进行固液分离，将分离出的液体再次进行反应、沉淀过滤，尽可能减少废水排放，使得废水最大程度得以利用。
附图说明
图1是本发明的异位土壤淋洗系统布局示意图。
图2是本发明中的土壤预处理单元结构示意图。
图3是本发明中的筛分单元结构示意图。
图4是本发明中的滚筒结构示意图。
图5是本发明中的进料斗结构示意图。
图6是本发明中的振动筛结构示意图。
图7是本发明中的反应池单元结构示意图。
图8是本发明中的反应池局部示意图。
图9是本发明中的水循环单元结构示意图。
图10是本发明中的滚筒内部结构示意图。
图11是本发明中的过滤器结构示意图。
图12是本发明中的浓缩池结构示意图。
图中，1、土壤预处理单元；2、输送带；3、筛分单元；4、反应池单元；5、固液分离单元；6、集水池；7、沉淀反应池；8、水循环单元；9、用水池；10、抽吸泵A；11、抽吸泵B；12、抽吸泵C；13、抽吸泵D；14、抽吸泵E；
1-1、投料斗；1-2、支架；1-3、观察平台；1-4、碎料辊；
3-1、进料斗；3-2滚筒；3-3、出料管；3-4、加液管；3-5、碎料泵；3-6、振动筛；3-7、集料斗；3-8、漏料收集装置；
8-1、中间水箱；8-2、过滤器；8-3、浓缩池；8-4、压滤器；8-5、反冲洗水箱；
3-21、筒体；3-22、前盖；3-23、后盖；3-24、进料圆孔；3-25、出料口；3-26、螺旋式导流板；3-27、摩擦带；3-28、驱动轮；3-29、从动轮；3-30、环形限位板；3-31、限位轮；
3-61、筛体；3-62、振动马达；3-63、下料斗；3-64、筛板；3-65、导流板；3-66、喷流管；3-67、喷嘴；
4-1、反应池；4-2、备用反应池；4-3、溢流口；4-4、加料管；4-5、加药管；4-6、加料口；4-7、加药口；4-8、溢流管；4-9、连通管；4-10、第一阀门；4-11、加料泵；4-12、搅拌驱动；4-13、桨轴；4-14、桨叶；4-15、抽料口；4-16、抽料管；4-17、第二阀门；4-18、主料泵接口；4-19、副料泵接口；4-20、第三阀门；4-21、抽料泵；4-22、反冲洗管；4-23、疏通管；4-24、第四阀门；
7-1、混合池；7-2、沉淀池；8-21、进水管；8-22、出水管；8-31、浓缩池溢流管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述：
一种异位土壤淋洗系统，如图1-12所示，包括依次设置的土壤预处理单元1、筛分单元3、反应池单元4、固液分离单元5、集水池6、沉淀反应池7、水循环单元8、用水池9；水循环单元8包括中间水箱8-1、反冲洗设备、过滤器8-2、浓缩池8-3、压滤器8-4，沉淀反应池7依次连接中间水箱8-1、过滤器8-2、用水池9，沉淀反应池7依次连接浓缩池8-3、压滤器8-4、集水池6；反冲洗设备依次连接过滤器8-2、集水池6。
其中，土壤预处理单元1如图2所示，包括投料斗1-1、输送带2、碎料装置、支架1-2、观察平台1-3，投料斗1-2安装在支架1-2上；碎料装置包括两个碎料辊1-4，两个碎料辊1-4平行安装在投料斗1-1内，通过电机驱动两个投料辊1-4转动，两个碎料辊1-4的安装高度不同，相比同一高度的碎料辊效果更好；将输送带2一端安装在投料斗的下方，通过输送带2将投料斗1-1预处理后的物料送往筛分单元3进行下一步的筛分处理。
筛分单元3包括进料斗3-1、滚筒3-2、振动筛，如图3-6所示；其中进料斗3-1的下端设有出料管3-3，进料斗3-1内设置碎料桨3-5，进料斗的上端一侧设置加液管3-4，加液管3-4的一端连接到用水池9，使用时输送带2将预处理后的土壤(物料)送至进料斗，利用水泵从用水池9中抽取水通过加液管3-4送入进料斗3-1中，在碎料桨3-5的作用下使得物料与水相混合形成泥浆，泥浆从出料管3-3流向滚筒3-2。
滚筒3-2包括筒体3-21、前盖3-22、后盖3-23，前盖3-22和后盖3-23分别安装在筒体3-21的两端；前盖3-22中部设有进料圆孔3-24，出料管3-3间隙穿过进料圆孔3-24，出料管3-3穿过进料圆孔3-24的一端还设有环形挡板3-24，环形挡板3-24的直径大于进料圆孔3-24的直径；出料口3-25设置在后盖3-23中部；螺旋式导流板3-26安装在筒体3-21内壁上，如图10所示。
筒体3-21外侧还设有环形摩擦带3-27，摩擦带3-27包括至少两个；在筒体3-21的两侧分别安装有驱动轮3-28和从动轮3-29，驱动轮3-28和从动轮3-29分别从两侧与摩擦带3-27相切，通过电机带动驱动轮转动，驱动轮带动筒体3-21在驱动轮3-28和从动轮3-29上转动。
筒体3-21的两端还设有环形限位板3-30，环形限位板3-30和筒体3-21同心设置，环形限位板3-30的外侧直径大于筒体3-21的外侧直径；环形限位板3-30的一侧还设有限位轮3-31，限位轮3-31和环形限位板3-30的侧面相切。
泥浆从出料管3-3进入滚筒3-2内以后，在滚筒3-2内滚动时清洗，然后通过滚筒另外一端的出料口3-25流向振动筛进行筛分过滤；出料管3-3插入滚筒位置的下方和进料斗3-1的下方分别设有漏料收集装置3-8，漏料收集装置通过管道与集料斗3-7连接。
振动筛3-6包括一级振动筛、二级振动筛，一级振动筛设置在二级振动筛的上方，泥浆进入一级振动筛后进行初筛，然后进入二级振动筛进行细筛，进过二级振动筛后泥浆流入设置在二级振动筛下端的集料斗；振动筛筛除的砂砾等固体颗粒分别由一级振动筛一侧的输送带2和二级振动筛一侧的输送带2移送至指定场所。
两级振动筛3-6的结构基本相同，均包括筛体3-61、振动马达3-62、下料斗3-63、筛板3-64、安装架，筛体3-61和下料斗3-63分别安装在安装架上，筛体3-61设置在下料斗3-63上方，振动马达3-62安装在筛体3-61上，筛板3-64安装在筛体3-61的底部，筛板3-64的一侧还设有导流板3-65，导流板3-65安装在筛板3-64一侧的筛体3-61上；筛板3-64上设有筛孔，一级振动筛的筛孔大于二级振动筛的筛孔；筛板3-64在振动马达3-62的作用下振动，振动过程中泥浆通过筛板过滤，一级振动筛将泥浆过滤后由其下料斗3-63进入二级振动筛，然后泥浆由二级振动筛下方的下料斗3-63进入集料斗3-7；筛分出来的砂砾等固体颗粒从导流板3-65移动到输送带2。
在筛板3-64上方的位置还安装有喷流管3-66，筛板上设置两根喷流管，喷流管上设置一排喷嘴3-67，通过喷流管3-66对筛板3-64上的泥浆进行冲洗，喷流管3-66中的流体可以是水也可以是气体，本实施例中喷流管3-66中的流体为水，给喷流管3-66内的水增加一定的压力，从喷嘴3-67喷出压强为300-400Psi的水流，一方面可以防止筛板的筛孔堵塞，另外还可以促进颗粒碎化。
由于滚筒3-2转动、振动筛3-6振动都会产生振动，因此滚筒3-2所在安装架和一级振动筛的安装架、二级振动筛的安装架相互独立，避免三者的振动相互干扰、振动放大。
反应池单元4如图7、8所示，包括反应池4-1、备用反应池4-2，反应池4-1包括至少两个反应室，相邻的两个反应室之间还设有溢流口4-3，溢流口4-3连通相邻的两个反应室，一个反应室满了以后可以流向相邻的反应室，避免反应室内的物料漫出反应室以外；在反应室和备用反应池内分别安装一个混合搅拌装置，通过混合搅拌装置使得反应室内药液与物料充分反应；反应池4-1上安装有加料管4-4、加药管4-5，加料管4-4上设有若干加料口4-6，加料口4-6与反应室一一对应；加药管4-5上设有若干加药口4-7，加药口4-7与反应室一一对应；备用反应池4-2与其中一个反应室之间连接有溢流管4-8、连通管4-9，溢流管4-8和连通管4-9分别连接在反应室和备用反应池4-2之间，溢流管4-8靠近反应室和备用反应池4-2的上端且低于溢流口4-3，通过溢流管4-8将连接有溢流管4-8内的物料通过溢流管4-8流到备用反应池4-2中，而不会从连接有溢流管4-8的反应室流向相邻的反应室；连通管4-9靠近反应室和备用反应池4-2的底部，连通管4-9上安装有第一阀门4-10。加料管4-4上还安装有加料泵4-11，通过加料泵4-11将集料斗3-7内的泥浆抽入反应池4-1中。
混合搅拌装置包括搅拌驱动4-12、桨轴4-13、桨叶4-14，桨叶4-14包括两层，两层桨叶安装在桨轴4-13上，桨叶4-14呈矩形，桨叶4-14的端部设有凸型端头；搅拌驱动4-12与桨轴4-13传动连接，搅拌驱动选用搅拌电机。
反应池4-1的底部一侧设有抽料口4-15，每个反应室分别连接一个抽料口4-15，反应室一侧还设置抽料管4-16，抽料口4-15与抽料管4-16的一端连接，抽料口4-15处还设有第二阀门4-17；抽料管4-16的另外一端还连接有主料泵接口4-18、副料泵接口4-19，主料泵接口4-18和副料泵接口4-19处分别设有一个第三阀门4-20，主料泵接口4-18和副料泵接口4-19分别连接一个抽料泵4-21，使用时使用一个即可，另外一个作为备用，抽料泵4-21连接在反应池4-1和固液分离单元5之间，固液分离单元5选用板框压滤机，通过固液分离单元5对泥浆进行固液分离，分离出来的水流向集水池，分离出来的土壤进行后续处理；抽料管4-16连接主料泵接口4-18和副料泵接口4-19的一端的高度高于抽料管4-16连接抽料口4-15一端的高度。
为了避免抽料管4-16堵塞，在抽料管4-16上靠近主料泵接口4-18和副料泵接口4-19的一端还设有反冲洗管4-22，反冲洗管4-22连接到用水池9，抽料管4-16靠近抽料口4-15的一端的抽料管4-16上还设有疏通管4-23，疏通管4-23处还设有第四阀门4-24。
沉淀反应池7包括混合池7-1、沉淀池7-2，混合池7-1固定在沉淀池7-2一侧，沉淀池7-2为斜板沉淀池或者斜管沉淀池；混合池7-1的上端与沉淀池7-2连通，混合池7-1上端安装搅拌装置，搅拌装置包括电机、搅拌桨。
在集水池6和混合池7-1之间连接有管道、抽吸泵A10，通过抽吸泵A10将集水池6中的水抽到混合池7-1中，通过搅拌装置对加入混合池7-1中的药剂、来自集水池6的废水进行混合搅拌。
沉淀池7-2上端和中间水箱8-1之间连接有管道；中间水箱8-1和过滤器8-2上端之间连接有进水管8-21、抽吸泵B11；沉淀池7-2底部和浓缩池8-3上端之间连接有管道、抽吸泵E14，浓缩池下端和压滤器之间连接有管道、抽吸泵D13。
反冲洗设备包括反冲洗水箱8-5、抽吸泵C12，反冲洗水箱8-5和过滤器8-2底部之间连接有管道，抽吸泵C12设置在反冲洗水箱8-5和过滤器8-2之间的管道上；过滤器8-2上端和浓缩池8-3上端之间连接有管道，过滤器8-2和浓缩池8-3之间的管道流向为过滤器8-2到浓缩池8-3，通过设置阀门避免浓缩池向过滤器8-2倒流。
中间水箱8-1主要是收集沉淀池7-2中产生的上清液，如果直接从沉淀池7-2中抽取可能会造成沉淀物悬浮，管道连接在沉淀池7-2上端位置，上清液由沉淀池7-2上端位置流向中间水箱8-1。
然后通过抽吸泵B11直接从中间水箱8-1中抽取上清液，抽吸泵B11可以设置两个，两个抽吸泵B11并联的方式接入管道，使用时使用其中一个，另外一个作为备用。
过滤器8-2选用石英砂过滤器，如图11所示，过滤器8-2的顶端连接有进水管8-21，过滤器4的底部设有出水管8-22，抽吸泵B11将上清液由进水管8-21送入过滤器8-2中，上清液从上往下过滤后从出水管8-22流出，最终流向用水池9以备利用。
浓缩池8-3呈罐装，如图12所示，上端开口，下端呈倒锥形，在浓缩池8-3的上端和沉淀池7-2底部之间安装管道、抽吸泵E14，通过抽吸泵E14将沉淀池7-2底部的沉淀物、水抽入浓缩池8-3中，在浓缩池8-3的上端还设有一根浓缩池溢流管8-31，浓缩池溢流管8-31在浓缩池8-3上的端口低于抽吸泵E14所在管路连接在浓缩池8-3上的高度；当浓缩池8-3内的沉淀物会再次沉淀，上部的液体从浓缩池溢流管8-31流回到集水池6中再次等待处理，浓缩池8-3底部再次形成沉淀，通过抽吸泵D13从浓缩池8-3底部将沉淀物抽至压滤器8-4进行固液分离。压滤器8-4为板框压滤器，通过板框压滤器对沉淀物进行固液分离，分离后的固态物质收集后另行处理，分离后的液体回流至集水池6待处理。
本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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