異位土壤淋洗是指把污染土壤挖掘出來,通過篩分去除超大的組分并把土壤分為粗料和細料,然后用淋洗劑來清洗、去除污染物,再處理含有污染物的淋出液,并將潔凈的土壤回填或運到其他地點。該技術操作的核心是通過水力學方式機械地懸浮或攪動土壤顆粒,土壤顆粒尺寸的最低下限是9.5mm,大于這個尺寸的石礫和粒子才會較易由該方式將污染物從土壤中洗去。通常將異位土壤淋洗技術用于降低受污染土壤量的預處理,主要與其他修復技術聯合使用,當污染土壤中砂粒與礫石含量超過50%時,異位土壤淋洗技術就會十分有效,而對于粘粒、粉粒含量超過30%~50%或者腐殖質含量較高的污染土壤,異位土壤淋洗技術分離去除效果較差。如何從淋出液中回收利用化學助劑,成為制約土壤淋洗技術廣泛用于工程實踐的一個主要問題,這中間主要涉及化學助劑的成本、如何實現土壤淋洗技術與其他修復技術的有效組合。在未來的土壤修復中,異位土壤淋洗技術具有較為廣闊的應用前景。
淋洗機是小型化移動式土壤淋洗成套設備的核心單元,它是用來淋洗污染土壤的設備。本文研發的淋洗機特點是污染土壤淋洗和固液分離采用一體機設計,整體結構呈臥式布局,由外筒、旋轉內滾筒、支架、電動機及一些附件構成,旋轉內滾筒在外筒體內由電動機帶動旋轉,外筒不轉動并與固定支架連接,圖1為淋洗機結構示意圖。根據淋洗機的設計結構,旋轉內滾筒的外壁由工業濾布構成,淋洗機淋洗污染土壤時土壤被裝入內滾筒中,然后將其置入盛有淋洗劑和清水的外筒體中,使內滾筒在其中旋轉,實現土壤淋洗。淋洗劑和清水能通過外壁的工業濾布滲透到內滾筒中,而為了防止內滾筒中污染土壤滲透到外筒需選擇適合的工業濾布目數,此處需進行實驗來確定。在淋洗污染土壤之后需要進行固液分離,由于本文采用淋洗和固液分離一體式設計,為內外滾筒雙層結構,內滾筒高速離心旋轉實現淋洗后泥漿的固液分離,同時外筒上的污水排水電磁閥將污水排掉,電動機控制內滾筒轉速,實現不同的運行功能。
接下來介紹一下固液分離方式的選擇。常見的固液分離方式有3種,分別是靜置式固液分離、擠壓式固液分離以及離心式固液分離。淋洗機的設計形式為內外滾筒雙層結構,由圖1可知, 采用臥式內滾筒在外筒內進行高速離心旋轉,外筒固定在支架上不動,只需電動機通過控制轉速來實現固液分離。該 淋洗機結構示意圖—交流伺服電動機—支架—外筒—旋轉內滾筒—主軸 離心式固液分離方案更加簡潔高效,可操作性更強,制造成本較低,同時土壤淋洗和固液分離都在同一個裝置中進行,處理起來不需要移動土壤,達到了淋洗與固液分離一體的效果,因此選擇離心式固液分離方式。
