全文摘要
本实用新型提供一种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，土壤进料装置的出料口通过传送带与土壤粉碎装置的进料口连接，土壤粉碎装置的出料口与电加热滚筒装置的进料口连接，电加热滚筒装置的出料口与生物炭吸附塔装置的土壤进口连接，生物炭吸附塔装置的混合料出口与离心塔装置的混合料进口连接，离心塔装置的生物炭出口与生物炭回收装置的生物炭进口连接，生物炭回收装置的出气口与尾气处理装置的进气口连接。本实用新型设置电加热滚筒装置，对土壤进行加热干燥并筛选，粒径小的土壤进入生物炭吸附塔装置，粒径较大的土壤经持续加热变得疏松后进入生物活性炭吸附塔装置，且加热干燥后的土壤结构变得疏松更有利于生物活性炭与土壤发生吸附行为。
主设计要求
1.一种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，包括土壤进料装置(10)、土壤粉碎装置(20)、电加热滚筒装置(30)、生物炭吸附塔装置(50)、离心塔装置(60)、生物炭回收装置(70)和尾气处理装置(80)；土壤进料装置(10)的出料口通过传送带(11)与土壤粉碎装置(20)的进料口连接，土壤粉碎装置(20)的出料口与电加热滚筒装置(30)的进料口连接，电加热滚筒装置(30)的出料口与生物炭吸附塔装置(50)的土壤进口连接，生物炭吸附塔装置(50)的混合料出口与离心塔装置(60)的混合料进口连接，离心塔装置(60)的生物炭出口与生物炭回收装置(70)的生物炭进口连接，生物炭回收装置(70)的出气口与尾气处理装置(80)的进气口连接；土壤进料装置(10)还设有进料口，用于输入土壤；生物炭吸附塔装置(50)还设有吸附剂进口；电加热滚筒装置(30)包括装置外壳，位于装置外壳内的布满孔隙的滚筒外壳(33)，以及设置在滚筒外壳(33)内的电加热滚筒(32)。
设计方案
1.一种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，包括土壤进料装置(10)、土壤粉碎装置(20)、电加热滚筒装置(30)、生物炭吸附塔装置(50)、离心塔装置(60)、生物炭回收装置(70)和尾气处理装置(80)；
土壤进料装置(10)的出料口通过传送带(11)与土壤粉碎装置(20)的进料口连接，土壤粉碎装置(20)的出料口与电加热滚筒装置(30)的进料口连接，电加热滚筒装置(30)的出料口与生物炭吸附塔装置(50)的土壤进口连接，生物炭吸附塔装置(50)的混合料出口与离心塔装置(60)的混合料进口连接，离心塔装置(60)的生物炭出口与生物炭回收装置(70)的生物炭进口连接，生物炭回收装置(70)的出气口与尾气处理装置(80)的进气口连接；
土壤进料装置(10)还设有进料口，用于输入土壤；生物炭吸附塔装置(50)还设有吸附剂进口；
电加热滚筒装置(30)包括装置外壳，位于装置外壳内的布满孔隙的滚筒外壳(33)，以及设置在滚筒外壳(33)内的电加热滚筒(32)。
2.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，还包括投料器(21)，土壤进料装置(10)的出料口通过传送带(11)与投料器(21)的进料口连接，投料器(21)的出料口与土壤粉碎装置(20)的进料口连接。
3.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，还包括旋风除尘装置(40)，旋风除尘装置(40)的输入端与电加热滚筒装置(30)的顶部连接，输出端与土壤粉碎装置(20)的连接。
4.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，土壤粉碎装置(20)包括第一电机(22)和双层破碎刀片(23)，第一电机(22)与双层破碎刀片(23)电连接。
5.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，电加热滚筒装置(30)还包括第二电机(31)，第二电机(31)与电加热滚筒(32)电连接。
6.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，生物炭吸附塔装置(50)包括两组串联的生物活性炭处理单元。
7.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，离心塔装置(60)包括离心塔(61)和位于离心塔顶端的刮板装置(62)。
8.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，生物炭回收装置(70)为电加热装置。
9.根据权利要求1所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，其特征在于，尾气处理装置(80)的排放口安装有紫外检测器。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于环境修复领域，涉及修复污染土壤的系统，尤其涉及一种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统。
背景技术
土壤的有机污染问题是全世界范围内广泛关注的环境问题之一。土壤污染对人类健康和生态系统有着巨大的危害。近年来，我国的土壤污染形势日趋严重，大家开始逐渐关注有机污染物造成的土壤污染问题。
多环芳烃疏水性有机污染物经常分布于土壤环境中，环境中的多环芳烃主要来源于煤和石油的燃烧以及炼油厂、煤气厂和沥青加工厂，其具有毒性和致癌作用，对人体危害极大。多环芳烃污染物在土壤中会发生一系列的物理化学和生物化学过程，进而长期累积残留在土壤中，进而对土壤环境产生持久性的污染。目前，常用植物修复、化学治理和微生物降解等方法去处理多环芳烃有机污染物，但植物修复处理周期长，并且修复有机污染物对植物生长要求条件高。化学治理方法容易对环境造成二次污染，微生物降解对土壤水体环境要求苛刻，并且降解效率低，从而非常有必要去寻找一种新型的处理方法来处理土壤中多环芳烃有机污染物。
我国是产柚大国，柚皮约占柚子重量的30％左右，在日常生活中柚子皮被作为生活垃圾而直接抛弃，这不仅浪费了资源也对环境造成了破坏。生物活性炭是在缺氧条件下通过燃烧生物质而产生的热解碳材料。从而可以利用柚子皮制备出的生物活性炭来处理土壤中的多环芳烃有机污染物。
专利CN203408977U利用翻抛装置和添加高锰酸钾来处理土壤中的挥发性有机污染物，但无法利用该装置来修复处理多环芳烃污染的土壤。专利CN202570291U利用破碎筛分的方法对土壤进行修复，但处理效率低并且操作成本高。专利CN201820077081利用重金属吸附和植物修复的方法处理砷污染的底泥，但无法适用于处理污泥中的多环芳烃污染物。
因此，需要开发一种新型的，高效的，环保的多环芳烃有机污染物场地修复系统。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，这种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，修复效果好、成本低且容易推广实施。该系统能有效的去除土壤中的多环芳烃有机污染物，且对土壤不会产生二次污染。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，包括土壤进料装置、土壤粉碎装置、电加热滚筒装置、生物炭吸附塔装置、离心塔装置、生物炭回收装置和尾气处理装置；
土壤进料装置的出料口通过传送带与土壤粉碎装置的进料口连接，土壤粉碎装置的出料口与电加热滚筒装置的进料口连接，电加热滚筒装置的出料口与生物炭吸附塔装置的土壤进口连接，生物炭吸附塔装置的混合料出口与离心塔装置的混合料进口连接，离心塔装置的生物炭出口与生物炭回收装置的生物炭进口连接，生物炭回收装置的出气口与尾气处理装置的进气口连接；
土壤进料装置还设有进料口，用于输入土壤；生物炭吸附塔装置还设有吸附剂进口；
电加热滚筒装置包括装置外壳，位于装置外壳内的布满孔隙的滚筒外壳，以及设置在滚筒外壳内的电加热滚筒。
优选的，还包括投料器，土壤进料装置的出料口通过传送带与投料器的进料口连接，投料器的出料口与土壤粉碎装置的进料口连接。
优选的，还包括旋风除尘装置，旋风除尘装置的输入端与电加热滚筒装置的顶部连接，输出端与土壤粉碎装置的连接。
优选的，土壤粉碎装置包括第一电机和双层破碎刀片，第一电机与双层破碎刀片电连接。
优选的，电加热滚筒装置还包括第二电机，第二电机与电加热滚筒电连接。
优选的，生物炭吸附塔装置包括两组串联的生物活性炭处理单元。
优选的，离心塔装置包括离心塔和位于离心塔顶端的刮板装置。
优选的，生物炭回收装置为电加热装置。
优选的，尾气处理装置的排放口安装有紫外检测器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型设置电加热滚筒装置，对土壤进行加热干燥，同时，土壤通过滚筒外壳上的孔隙被依次筛选，粒径小的土壤直接进入生物炭吸附塔装置，粒径较大的土壤经持续加热变得疏松后定量进入生物活性炭吸附塔装置，且加热干燥后的土壤结构变得疏松更有利于生物活性炭与土壤发生吸附行为。
进一步的，生物炭吸附塔装置由两组串联的生物活性炭吸附单元组成，每组生物活性炭处理单元中有两个生物活性炭容器组成。一级和二级生物活性炭处理单元共同作用提高了本修复系统的修复效率。
进一步的，离心塔装置由离心塔和位于离心塔顶端的刮板装置组成，由于生物活性炭与土壤存在比重差异，土壤相比于生物活性炭比重更大，经离心塔处理后土壤位于离心塔底端而生物活性炭由于比重低的原因位于离心塔顶端，位于离心塔上端的刮板于固定间隔刮取生物活性炭。其间隔时间根据土壤处理量和处理效率进行调节。
进一步的，生物性炭回收装置将通过电加热二次回收利用生物活性炭。生物活性炭经加热后大部分多环芳烃有机污染物脱附并转为有机质，生物活性炭被回收再利用。
进一步的，采用尾气处理装置处理挥发性污染物，经检测符合标准后排出，避免了对周边环境造成的二次污染。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：10-土壤进料装置；20-土壤粉碎装置；30-电加热滚筒装置；40-旋风除尘装置；50-生物炭吸附塔装置；60-离心塔装置、70-生物炭回收装置；80-尾气处理装置；11-传送带；21-投料器；22-第一电机；23-双层破碎刀片；31-第二电机；32-电加热滚筒；33-滚筒外壳；51-一级生物活性炭处理单元；52-二级生物活性炭处理单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
如图1所示，本实用新型所述的多环芳烃有机物污染土壤的修复系统，包括土壤进料装置10、土壤粉碎装置20、电加热滚筒装置30、旋风除尘装置40、生物炭吸附塔装置50、离心塔装置60、生物炭回收装置70和尾气处理装置80。
土壤进料装置10包括进料口、出料口和传送带11，土壤从进料口进入土壤进料装置10，出料口通过传送带11与投料器21的进料口连接，投料器21的出料口与土壤粉碎装置20的进料口连接。土壤粉碎装置20的出料口与电加热滚筒装置30的进料口连接，电加热滚筒装置30的出料口与生物炭吸附塔装置50的土壤进口连接，生物炭吸附塔装置50的混合料出口与离心塔装置60的混合料进口连接，离心塔装置60的生物炭出口与生物炭回收装置70的生物炭进口连接，生物炭回收装置70的出气口与尾气处理装置80的进气口连接。
土壤粉碎装置20包括第一电机22和双层破碎刀片23，第一电机22与双层破碎刀片23电连接，带动双层破碎刀片23旋转破碎土壤。
电加热滚筒装置30包括装置外壳，位于装置外壳内的布满孔隙的滚筒外壳33、镶嵌于滚筒外壳33中间的电加热滚筒32和第二电机31，第二电机32与电加热滚筒32电连接。土壤粉碎装置20输出的土壤进入电加热滚筒32中，粒径小的土壤通过滚筒外壳33上的孔隙进入装置外壳，再从出口输出。为了防止加热干燥过程中粉尘的散出安装了旋风除尘装置40。
旋风除尘装置40的输入端与电加热滚筒装置30的顶部连接，输出端与土壤粉碎装置20的顶部连接。
生物炭吸附塔装置50以柚子皮制备的生物活性炭为吸附剂，从生物炭吸附塔装置50的吸附剂进口输入生物炭吸附塔装置50。生物炭吸附塔装置包括两组串联的生物活性炭处理单元，分别为一级生物活性炭处理单元51和二级生物活性炭处理单元52。土壤进入生物炭吸附塔装置50后与生物活性炭充分接触混合进行吸附作用，土壤被一级生物活性炭处理单元51后直接输送至二级生物活性炭处理单元52，一级生物活性炭处理单元51的吸附效率为50-60％，经二级生物活性炭处理单元52处理后土壤中多环芳烃有机污染物的去除率会达到70-80％，两组处理单元共同作用提高了修复效率。
离心塔装置60由离心塔和位于离心塔顶端的刮板装置组成，土壤和生物炭的混合料经离心塔处理后土壤位于离心塔底端而生物活性炭由于比重低的原因位于离心塔顶端，位于离心塔上端的刮板于固定间隔刮取生物活性炭。其间隔时间根据土壤处理量和处理效率进行调节。
生物炭回收装置70将通过电加热二次回收利用生物活性炭。生物活性炭经加热后大部分多环芳烃有机污染物脱附并转为为有机质，生物活性炭被回收再利用。
尾气处理装置80对挥发性污染物进行处理，在排放口安装紫外检测器(UVD)，设置检测波长为254nm，柱温为30℃，乙腈和水为流动相，对土壤中的多环芳烃污染物用紫外检测器分析检测，定时监测数据，确保达标排放以免对环境造成污染。由于多环芳烃污染物具有共轭双键，可通过紫外光谱图对PAHs的性质进行分析。
本实用新型所述的修复系统的工作原理为：土壤从土壤进料装置10经传送带11和投料器21进入土壤粉碎装置20，在土壤粉碎装置20中被粉碎，粉碎后进入电加热滚筒装置30进行加热干燥，调节电加热滚筒32加热温度150-200℃范围内，转速依据土壤进料量调节。粉碎干燥后的土壤经传送带从土壤进口输送进入生物炭吸附塔装置50，柚子皮生物活性炭通过吸附剂进口定量加入生物炭吸附塔装置50中的生物活性炭容器中。生物炭吸附塔装置50吸附后土壤和生物炭的混合料进入离心塔装置60进行离心分离，刮板装置61于固定间隔刮取离心塔顶端的生物活性炭，生物活性炭进入生物炭回收装置70，生物炭回收装置70通过电加热二次回收利用生物活性炭；尾气从出气口进入尾气处理装置80进行尾气处理。离心塔装置60排出的土壤需控制含水率并降温处理，控制含水率25％-30％，为避免土壤在后续运输处理中产生粉尘对环境造成污染，经检测合格后将土壤二次利用或者直接回填处理。
吸附剂利用柚子皮制备的生物活性炭。在实际过程中柚子皮常作为垃圾被扔掉，利用柚子皮制备的生物活性炭不仅环保还有良好的吸附性能。其制备方法为：将柚子皮切成6cm×6cm的小片，用蒸馏水洗涤，然后置于电热鼓风干燥箱中，调节温度为80℃，烘干24小时至恒重，冷却后用粉碎机将柚子皮粉碎，然后过160目筛，将过筛后柚子皮原料置于高温箱式电阻炉在450℃条件下炭化2h。将制得的柚子皮生物活性炭置于干燥箱中备用。
本实用新型以柚子皮生物活性炭来处理土壤中的多环芳烃有机污染物，柚子皮本身就是一种废物，较传统的吸附处理方法具有环境友好，经济性好，处理效率高的优点。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型的的前提下，还可以做出若干改进和优化，这些改进和优化也应视为本实用新型的保护范围。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920040400.3
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209363276U
授权时间:20190910
主分类号:B09C 1/00
专利分类号:B09C1/00;B09C1/06
范畴分类:41E;
申请人:长安大学
第一申请人:长安大学
申请人地址:710064 陕西省西安市碑林区南二环路中段
发明人:魏徵文;柳凤霞;李艳斌;蒋廷波;董岁明;柴丽红
第一发明人:魏徵文
当前权利人:长安大学
代理人:徐文权
代理机构:61200
代理机构编号:西安通大专利代理有限责任公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：多环芳烃论文; 活性炭吸附论文; 土壤结构论文; 离心分离论文; 土壤分类论文; 土壤检测论文; 有机物论文; 生物活性论文;