一種利用制備陶粒工藝修復(fù)有機(jī)污染土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用污染土固化燒結(jié)制取輕骨料陶粒的無害化、資源化技術(shù)，同時屬 于污染土壤修復(fù)領(lǐng)域，尤其是一種制備陶粒工藝修復(fù)有機(jī)污染土的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，半揮發(fā)性高毒性有機(jī)污染(多環(huán)芳烴、有機(jī)氯農(nóng)藥等）土壤修復(fù)主要有以下 幾個方法：化學(xué)氧化技術(shù)、熱脫附技術(shù)、土壤洗脫技術(shù)、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)、植物修復(fù)技 術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、氣提技術(shù)等。除了熱脫附和水泥窯協(xié)同處置技術(shù)以外，其余的修復(fù)技術(shù) 處理半揮發(fā)性高毒性有機(jī)污染效果有限，較難達(dá)到低濃度的修復(fù)目標(biāo)值。
[0003] 如熱脫附的相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴、脫附時間過長、處理成本過高等問題尚未得到很 好解決；水泥窯協(xié)同處置技術(shù)適用于處理所有的有機(jī)污染土壤，但該工藝?yán)梦廴就辽a(chǎn) 水泥熟料的特點(diǎn)，使得污染土的處理量比較小（如4000噸的水泥生產(chǎn)線僅能處理200噸污 土 /天)，影響處理進(jìn)度和增加二次污染防治難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種制備陶粒工藝修復(fù)有機(jī)污染土的方法，以實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染 土的無害化、減量化、資源化。
[0005] 該工藝包括儲料系統(tǒng)、計(jì)量給料系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、攪拌成核系統(tǒng)、成球、布料系統(tǒng)、 點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)、負(fù)壓、除塵系統(tǒng)、成品篩分系統(tǒng)，其中儲料系統(tǒng)和計(jì)量給料系統(tǒng)通過螺旋輸 送裝置連接，計(jì)量給料系統(tǒng)和攪拌成核系統(tǒng)通過斗式提升機(jī)和螺旋輸送裝置連接，供水系 統(tǒng)和攪拌成核系統(tǒng)通過管路連接，攪拌成核系統(tǒng)和成球、布料系統(tǒng)通過端口連接，點(diǎn)火燒結(jié) 系統(tǒng)和成品篩分系統(tǒng)通過點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)中的帶式燒結(jié)機(jī)連接，負(fù)壓、除塵系統(tǒng)和點(diǎn)火燒結(jié) 系統(tǒng)、成品篩分系統(tǒng)均采用管路連接。
[0006] 其中儲料系統(tǒng)位于整套工藝的最前端，除含有儲料裝置外，在儲料裝置后端還設(shè) 置有烘箱、球磨機(jī)、篩分機(jī)等裝置。
[0007] 計(jì)量給料系統(tǒng)位于儲料系統(tǒng)后端，儲料裝置通過螺旋輸送裝置將物料輸送到計(jì)量 給料系統(tǒng)中，系統(tǒng)的螺旋鉸刀秤計(jì)量物料并使得物料均勻混合，同時系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)采 集裝置，實(shí)時監(jiān)測物料計(jì)量給料情況。
[0008] 攪拌成核系統(tǒng)位于計(jì)量給料系統(tǒng)后端，物料在計(jì)量給料系統(tǒng)中混合均勻后通過斗 式提升機(jī)和螺旋輸送裝置輸送到攪拌成核系統(tǒng)中，物料在其作用下成核，同時供水系統(tǒng)通 過管路向其加水。
[0009] 成球、布料系統(tǒng)位于攪拌成核系統(tǒng)后端，物料在攪拌成核系統(tǒng)中成核后通過兩者 間的端口進(jìn)入成球、布料系統(tǒng)，在雙成球盤機(jī)中生產(chǎn)出成型坯料。系統(tǒng)的布料裝置將坯料均 勻布置并控制其高度送入點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)。
[0010]點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)主要含有二次烘干室、點(diǎn)火爐、帶式燒結(jié)機(jī)等，位于成球、布料系統(tǒng) 后端。成型坯料依次通過二次烘干室和帶式燒結(jié)機(jī)，由點(diǎn)火爐提供熱源，點(diǎn)火爐以天然氣和 煤氣作為能源。
[0011] 成品篩分系統(tǒng)位于點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)后端，點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)通過帶式燒結(jié)機(jī)將生產(chǎn)出的 陶粒輸送到成品篩分系統(tǒng)中，按照粒徑進(jìn)行篩選。
[0012] 負(fù)壓、除塵系統(tǒng)通過管路與點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)、成品篩分系統(tǒng)連接，通過負(fù)壓提供燃燒 所需的空氣和收集產(chǎn)生的污染氣體、粉塵，并有回收余熱的功能。收集的污染氣體和粉塵通 過系統(tǒng)內(nèi)的煙氣凈化裝置(袋式除塵器和低溫等離子體廢氣處理設(shè)備）處理達(dá)標(biāo)后排放。
[0013] 儲料裝置、烘箱、球磨機(jī)、篩分機(jī)、螺旋輸送裝置、螺旋鉸刀秤、數(shù)據(jù)采集裝置、斗式 提升機(jī)、雙成球盤機(jī)、布料裝置、二次烘干室、點(diǎn)火爐、帶式燒結(jié)機(jī)、煙氣凈化裝置(袋式除塵 器和低溫等離子體廢氣處理設(shè)備）均為通用設(shè)備，在此不再贅述。
[0014] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：一種利用制備陶粒工藝修復(fù)有機(jī)污染土的方法，該方 法包括以下步驟： a、 有機(jī)污染土在90~1 KTC的烘箱(儲料系統(tǒng)中）內(nèi)進(jìn)行烘干； b、 球磨機(jī)(儲料系統(tǒng)中）將步驟（a)所述的有機(jī)污染土破碎磨細(xì)，過100目篩篩分(儲料 系統(tǒng)中）； c、 計(jì)量給料系統(tǒng)將步驟（b)篩分后的有機(jī)污染土粉與粉煤灰按比例攪拌混合均勻，輸 送到攪拌成核系統(tǒng)加水混合成核，后在雙成球盤機(jī)(成球、布料系統(tǒng)中）生產(chǎn)出成型坯料，并 將其輸送到二次烘干室(點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)中）； d、 點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)中預(yù)熱燒結(jié)：二次烘干室(點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)中）在布料槽(成球、布料系統(tǒng) 中）與點(diǎn)火爐（點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng)中）之間，利用風(fēng)箱的余熱反饋對步驟（c)所述成型坯料進(jìn)行 預(yù)熱，在450-550°C的環(huán)境中預(yù)熱18-24min ;預(yù)熱后的成型坯料在的帶式燒結(jié)機(jī)(點(diǎn)火燒結(jié) 系統(tǒng)中）上，通過高溫點(diǎn)火爐完成燒結(jié)作業(yè)，燒結(jié)作業(yè)條件是在1180~1200°C環(huán)境中進(jìn)行焙 燒 26_36min ; e、 步驟（d)所述的以天然氣、煤氣等為燃料，熱空氣為助燃料，混合進(jìn)入點(diǎn)火燒結(jié)系統(tǒng) 中的點(diǎn)火爐噴嘴； f、 在成品篩分系統(tǒng)中自然冷卻至室溫，即得到陶粒產(chǎn)品。
[0015] 進(jìn)一步的，上述步驟（a) (d)產(chǎn)生的煙氣均通過負(fù)壓、除塵系統(tǒng)全部收集進(jìn)入煙氣 凈化裝置。
[0016] 進(jìn)一步的，上述煙氣凈化裝置采用布袋除塵與低溫等離子體廢氣處理設(shè)備。
[0017] 本發(fā)明采用制備陶粒工藝處理有機(jī)污染土，它同時是一種以有機(jī)污染土為主要 原料制備陶粒的方法。陶粒是由有機(jī)污染土和粉煤灰兩種原料制備而成，其中有機(jī)污 染土的含水率在20%以下；將有機(jī)污染土首先進(jìn)行烘干、破碎、篩分、攪拌均勻、成型在 1180-1200°C條件下燒制26-36min成產(chǎn)品。具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)系統(tǒng)高度節(jié)能，負(fù)壓、除塵 系統(tǒng)和帶式燒結(jié)機(jī)使得二次烘干、預(yù)熱、燒結(jié)、降溫在一機(jī)上完成，在滿足工藝要求的同時， 能量得到高效利用；（2)性能先進(jìn)的負(fù)壓系統(tǒng)，抽風(fēng)量滿足點(diǎn)火燃料充分燃燒，可以有效排 除燃燒時產(chǎn)生的氣體；（3)清潔能源的使用，系統(tǒng)的熱源均來自天然氣、煤氣等，熱值高污 染物排放少。
[0018] 制備工藝中產(chǎn)生的煙氣主要污染物是粉塵和有機(jī)污染物氣體，煙氣凈化系統(tǒng)中的 布袋除塵設(shè)備和低溫等離子體設(shè)備中的洗滌塔，可有效處理煙氣中的粉塵。針對煙氣中有 機(jī)污染物復(fù)雜和種類多的特點(diǎn)，采用低溫等離子體技術(shù)可有效處理煙氣中的有機(jī)污染物。 該技術(shù)顯著特點(diǎn)是對污染物兼具物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)，且有能耗低、效率高、無二次污染等 明顯優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 本發(fā)明制造出來的粘土陶粒為暗紅色，陶瓷質(zhì)地內(nèi)部具有微孔結(jié)構(gòu)質(zhì)輕強(qiáng)度高， 完全滿足國標(biāo)GB/T17431. 2-2010的輕骨料陶粒600級建材要求。
[0020] 本發(fā)明在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷基礎(chǔ)上，綜合污染土處理的技術(shù)要求，結(jié)合有機(jī)污 染土的污染性狀，利用制備陶粒工藝修復(fù)有機(jī)污染土。由于陶粒的最終粒徑在5mm到25mm 之間，以污染土作為主要原料且其中摻入有機(jī)污染土質(zhì)量10%以上的粉煤灰，制備工藝中 的烘干、預(yù)熱、燒結(jié)等工藝的反應(yīng)溫度范圍和停留時間范圍，分別是90~110°C、450-550°C、 1180~1200°C和40-60min、18-24min、26-36min，這些工藝特點(diǎn)均有利于有機(jī)污染土中有機(jī) 污染物的充分析出分解以及規(guī)?；幚?，析出的有機(jī)污染物通過高效的煙氣凈化系統(tǒng)處理 后達(dá)標(biāo)排放。一條年產(chǎn)30萬方的燒結(jié)陶粒生產(chǎn)線年可消納污染土 30萬方，平均處理量為 1200噸污土 /天，經(jīng)測算單噸處理成本可降低至1/15至1/50,同水泥窯協(xié)同處置工藝，該 工藝處理量更大成本更低，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同步提升。
[0021] 同時有機(jī)污染土主要成分是土壤，是一種優(yōu)秀的自然資源。陶粒作為一種優(yōu)秀的 新型建材，在能源和資源日益緊張，國家禁止使用粘土制建材倡導(dǎo)節(jié)能減排的今天，利用有 機(jī)污染土代替粘土制備陶粒同時利用了有機(jī)污染土的主要成分，變廢為寶，符合我國固體 廢物處理處置的無害化、減量化和資源化原則，將具有廣闊的發(fā)展前景。
【附圖說明】
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