本发明涉及有机污染土壤处理装置技术领域，尤其涉及一种有机污染土壤化学氧化修复系统及其方法。
背景技术：
随着经济发展与城市化的加速，工矿企业导致的场地污染十分严重。由于产业结构与城市布局的变化与调整，有些化工、冶金等污染企业纷纷搬迁，加上一些企业的倒闭，污染场地不断产生。土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源,伴随着土壤环境污染问题的不断加重，土壤污染问题已经成为制约城市发展的毒瘤,成为了环境安全隐患和社会问题。因此污染土壤治理已经成为环境保护的重要内容，其中有机污染土壤修复治理已成为污染土壤治理领域中的重要内容。
有机物污染土壤修复技术主要包括植物修复、微生物修复、常温解析、热脱附技术、化学氧化、物理隔离等，但存在如下问题：植物修复、微生物修复、常温解析等技术修复周期很长，有的需要几个月甚至几年的时间；热脱附技术设备复杂，成本高，容易造成二次污染；物理隔离是指现场直接覆盖和异地填埋，该方法可以阻断暴露途径，但是不能降低其毒性，场地会存在长期的环境风险和土地使用功能限制。因此，相比其他修复技术而言，化学氧化技术通过化学作用直接分解土壤中的污染物受到了越来越多的重视。
目前，虽然对于有机污染土壤化学氧化修复技术已经有了大量的研究，并且研究出了许多氧化、还原药剂和方法，但是大多研究还处于实验室小试、中试或者工程摸索阶段中，真正应用于工程中的可行性有机污染土壤化学氧化修复系统/设备少之又少，几乎没有。因此，研发一套应用于工程化的可行性有机污染土壤化学氧化修复系统/设备，将对污染土壤的修复治理有重要意义。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于克服上述技术的不足，而提供一种有机污染土壤化学氧化修复系统及其方法，能够对有机污染土壤的修复。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种有机污染土壤化学氧化修复系统，其特征在于：包括钢结构密闭大棚、筛分破碎装置、计量传送装置、加药装置、加水装置、搅拌反应装置、废气净化装置、引风机、plc控制系统；所述筛分破碎装置、计量传送装置、加药装置、加水装置、搅拌反应装置分别设置在所述钢结构密闭大棚内；所述筛分破碎装置、计量传送装置、搅拌反应装置依次连接，所述加药装置和加水装置分别与所述搅拌反应装置的入口连接；所述废气净化装置和引风机分别设置在所述钢结构密闭大棚的外部，所述废气净化装置的入口与所述钢结构密闭大棚连通，所述废气净化装置的出口与所述引风机连通；所述plc控制系统用于对各个装置进行信号采集与控制。
优选地，所述筛分破碎装置采用的将芬兰allu有限公司生产的dh3-12/ts25型号的筛分破碎铲斗改造安装在山东临工lg6210型号挖掘机上。
优选地，所述计量传送装置采用的是华建工控公司生产的tdg-500型号变频调速给料秤。
优选地，所述加药装置包括粉体药剂加药系统和液态药剂加药系统，粉体药剂加药系统采用的是华建工控公司生产的dgl20(s)型号粉料稳流定量给料螺旋秤。
优选地，所述搅拌反应装置采用的是天津市宏伟搅拌机制造厂生产的js750强制式双卧轴混凝土搅拌机。
优选地，所述搅拌反应装置的上料斗上的上下料口几乎等大。
一种有机污染土壤化学氧化修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、开启废气净化装置和引风机，保证钢结构密闭大棚处于微负压的状态下；
步骤二、有机污染土壤通过筛分破碎装置处理，满足粒径≤:25mm要求的土壤进入上料斗中，土壤通过计量传送装置送到搅拌装置的上料斗，上料量通过计量传送装置设置，实现自动定量给料，在污染土壤进入搅拌装置的上料斗时，粉体药剂加药装置同时往上料斗定量自动加药；
步骤三、待污染土壤和粉体药剂都加注完成后，搅拌装置搅拌轴开始转动，上料斗开始提升上料，上料完成后，加水装置开始加入已设定好的水量，加水完成后进行液态加药系统开始加入已设定量的液态药剂，液态药剂加药完成后，搅拌达到设定好的时间后出料，处理后的土壤通过出料口进入到运料车运送到处理后土壤堆存区；
步骤四、在上述上料完成后进行后续加水工序的同时，计量传送装置开始了下一次的工作，以此形成连续生产作业。
优选地，在步骤一中，钢结构密闭大棚中产生的有机废气通过管路依次进入uv光解废气处理设备和活性炭吸附设备净化处理，最后通过引风机进入烟囱达标排放。
有益效果:在整个处理过程中，所有设备都是通过plc控制系统实现远程自动控制，很大程度上减少了工作人员数量及在该环境下的工作时间，对工作人员的健康安全得到了很大的保障，同时自动控制精确度更好，出错率更小，保证了处理后土壤的合格率。整个处理系统在钢结构密闭大棚内，不会对环境产生二次污染。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中搅拌反应装置的上料斗结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。一种有机污染土壤化学氧化修复系统，包括钢结构密闭大棚1、筛分破碎装置2、计量传送装置3、加药装置4、加水装置5、搅拌反应装置6、废气净化装置7、引风机8、plc控制系统；所述筛分破碎装置、计量传送装置、加药装置、加水装置、搅拌反应装置分别设置在所述钢结构密闭大棚内；所述筛分破碎装置、计量传送装置、搅拌反应装置依次连接，所述加药装置和加水装置分别与所述搅拌反应装置的入口连接；所述废气净化装置和引风机分别设置在所述钢结构密闭大棚的外部，所述废气净化装置的入口与所述钢结构密闭大棚连通，所述废气净化装置的出口与所述引风机连通；所述plc控制系统用于对各个装置进行信号采集与控制。
钢结构密闭大棚1是大棚厂家是我公司委托河北天昕建设集团有限公司按照我公司要求建造，该座密闭大棚整体采用钢结构，占地面积约2000平，高约6.5米。钢结构密闭大棚内设计有通风换气系统，始终保持在微负压的状态下，为化学氧化处理提供了可靠地工作空间。
筛分破碎装置采用的将芬兰allu有限公司生产的dh3-12/ts25型号的筛分破碎铲斗改造安装在山东临工lg6210型号挖掘机上。经过改装之后的筛分破碎设备具有挖掘、筛分、破碎的功能。该筛分破碎斗的容量为0.9m3，粒径≤25mm。筛分破碎后的污染土壤的粒径完全满足搅拌反应装置的要求。
计量传送装置采用的是华建工控公司生产的tdg-500型号变频调速给料秤。该套装置的工作原理：变频器收到主机发送的控制指令后，驱动与称体主轴相连的专用减速机，从而使皮带转动，将物料直接拉出，通过计量段，其重力由称量架作用到力平行测量系统，进行放大处理后，输送到计算机，计算机自行运算处理与给定值相比较得到差值，来调节变频器的输出，控制皮带的转速，使经过皮带上的物料量锁定在设定的目标值上，达到定量给料的目的。选用该设备的目的：该设备的计量精确度高(计量精度≤±1％)，自控化控制程度高(系统控制精度≤0.5％)，自动控制系统可以直接接入到plc控制系统，达到了plc控制系统对该套设备的远程控制，实现整套系统自控控制。
加药装置包括粉体药剂加药系统和液态药剂加药系统。
粉体药剂加药系统采用的是华建工控公司生产的dgl20(s)型号粉料稳流定量给料螺旋秤。该设备包括稳流给料螺旋、计量输送螺旋、变频器、荷重传感器、测速传感器和电控系统。适合粉体药剂的连续计量和配料控制系统，设备精确度高(计量精度≤±1％)，自控化控制程度高(系统控制精度≤0.5％)，自动控制系统可以直接接入到plc控制系统，达到了plc控制系统对该套设备的远程控制，实现整套系统自控控制。
液态药剂加药系统是我公司自己设计加工制作。该套系统主要包括液态药剂加药罐、计量泵、液位计、电子压力传感器、安全阀、过滤网、管路。由于我公司使用的液态药剂具有腐蚀性，所以所有设备均选用耐腐蚀材质。上述所说设备均连接到plc控制系统，通过plc控制系统实现液态药剂的定量、自动加药。
加水系统和液态加药系统的组成、工作原理一样，仅是所有设备均选用普通材质。
搅拌反应装置采用的是天津市宏伟搅拌机制造厂生产的js750强制式双卧轴混凝土搅拌机，由于该设备适用于混泥土搅拌，对土壤(特别是有机污染土壤)搅拌不适用。对此，我公司又对该设备进行了加工改造。改造部分主要包括：上料斗、加水系统、液态加药系统、电气控制系统。由于有机污染土壤的粘性大，土壤在下料过程中容易堵塞，对于此问题，我公司对下料进行了重新设计加工制作，主要对上料斗的结构进行了改造，将原先上大下小的上料斗改造成上下料口几乎等大的上料斗，增大了下料口。改动之后的上料斗容量保持不变，具体见图2。原设备的加水系统是手动控制，而且加水量控制精确度低，对此我公司将原先加水系统更换成我公司设计加工制作的加水系统。在原先设备的基础上增加了液态加药系统。原设备的电气控制系统仅有现场手动控制，在此基础上又将该套电气控制系统经改造接入到plc控制系统，实现搅拌装置远程自动控制。
废气净化系统采用uv光解废气处理+活性炭吸附工艺。uv光解废气处理采用的青岛路博宏业环保技术开发有限公司生产的型号lb-uv-10000的uv光解废气处理设备，活性炭吸附装置采用的天津市武清区环保工程设备有限公司生产的型号wfj-5a活性炭吸附设备。活性炭吸附工艺是已经非常成熟的有机废气处理工艺，但是当活性炭吸附饱和时就得定期更换，增加了运行成本。uv光解废气处理工艺是新工艺，对于绝大多数有机废气具有很好处理效果，但是对于某些有机废气处理效率并不是很高，但其后期运行成本低。鉴于此，将二者结合起来，钢结构密闭大棚中有机废气首先通过管道进入uv光解废气处理设备，经过uv光解废气处理设备对绝大多数有机废气进行了处理，然后在进入活性炭吸附设备对剩余部分有机废气进行处理。这样既保证有机废气的处理效果，同时大大降低运行成本。
引风机采用的是青岛永胜昌风机有限公司生产的y5-47型变频离心风机。目的是将整个系统处于微负压状态下，通过调节变频风机的转速控制系统中的压力。处理后的有机废气通过引风机进入烟囱达标排放。
本发明的工作过程及原理如下：
首先，开启废气净化装置和引风机，保证钢结构密闭大棚处于微负压的状态下。然后，有机污染土壤通过筛分破碎设备处理，满足粒径(≤:25mm)要求的土壤进入料斗中，进入到料斗的土壤通过计量传送装置送到搅拌装置的上料斗，上料量通过计量传送装置设置，实现自动定量给料，在污染土壤进入搅拌装置的上料斗时，粉体药剂加药装置同时往上料斗定量自动加药。待污染土壤和粉体药剂都加注完成后，搅拌装置搅拌轴开始转动，上料斗开始提升上料，上料完成后，加水系统开始加入已设定好的水量，加水完成后进行液态加药系统开始加入已设定量的液态药剂，液态药剂加药完成后，搅拌达到设定好的时间后出料，处理后的土壤通过出料口进入到运料车运送到处理后土壤堆存区。在上述上料完成后进行后续加水工序的同时，计量传送装置开始了下一次的工作。以此形成连续生产作业。在处理过程中，钢结构密闭大棚中产生的有机废气通过管路依次进入uv光解废气处理设备和活性炭吸附设备净化处理，最后通过引风机进入烟囱达标排放。
在整个处理过程中，所有设备都是通过plc控制系统实现远程自动控制，很大程度上减少了工作人员数量及在该环境下的工作时间，对工作人员的健康安全得到了很大的保障，同时自动控制精确度更好，出错率更小，保证了处理后土壤的合格率。整个处理系统在密闭钢结构大棚内，不会对环境产生二次污染。
实施例(一)
项目名称：天津市某化工场地有机污染土壤修复项目
处理量：5m3/h(共修复污染土壤约5000m3)
项目时间：2016年
修复效果：修复后土壤经过第三方检测满足《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(hj/t350-2007)a级标准。
净化后有机废气经过第三方检测满足《天津市工业企业挥发性有机物排放控制标准》(db12/524-2014)排放标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
技术总结
本发明涉及有机污染土壤处理装置技术领域，尤其涉及一种有机污染土壤化学氧化修复系统，包括钢结构密闭大棚、筛分破碎装置、计量传送装置、加药装置、加水装置、搅拌反应装置、废气净化装置、引风机、PLC控制系统；筛分破碎装置、计量传送装置、加药装置、加水装置、搅拌反应装置分别设置在钢结构密闭大棚内；筛分破碎装置、计量传送装置、搅拌反应装置依次连接，加药装置和加水装置分别与搅拌反应装置的入口连接；废气净化装置和引风机分别设置在所述钢结构密闭大棚的外部；所述PLC控制系统用于对各个装置进行信号采集与控制。整个处理系统在钢结构密闭大棚内，不会对环境产生二次污染。
技术研发人员：马云鹏;马建立;周金倩;林晓泉;商晓甫;乔鹏;王岳;张良运;冯磊;游洋洋;沈杰
受保护的技术使用者：天津环科立嘉环境修复科技有限公司
技术研发日：2017.06.30
技术公布日：2017.10.10
声明：
“有机污染土壤化学氧化修复系统及其方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：天津环科立嘉环境修复科技有限公司
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2024年11月27日 ~ 29日 
