土壤異位淋洗篩分聯鎖控制系統及方法

　　本發明針對土壤含水率低、碎石含量高和大、小顆粒物相互粘附，黏塊多的特點，結合土壤污染的粒徑分布特征和現有技術裝備的結構和運行特點，提供一種自動控制變換運行方式，精確淋洗和篩分，效率高，效果好的土壤異位淋洗篩分聯鎖控制系統，同時提供一種該淋洗系統的淋洗篩分方法。

　　一、本發明的土壤異位淋洗篩分聯鎖控制系統，采用以下技術方案：

　　該系統，包括淋洗裝置、篩分裝置和變頻噴淋管路；淋洗裝置包括淋洗滾筒、物料變送裝置和調速驅動裝置，淋洗滾筒與調速驅動裝置連接，物料變送裝置設置在淋洗滾筒中；篩分裝置連接在淋洗滾筒的出口端；變頻噴淋管路設置于淋洗裝置中。

　　所述土壤淋洗裝置通過稱重輸送機與打散給料機連接（打散給料機、稱重輸送機和淋洗篩分裝置依次連接）。打散給料機用于將土壤打散并推進至稱重輸送機；稱重輸送機用于將含水率較低的打散土壤稱量并輸送至淋洗篩分裝置。

　　所述淋洗滾筒入口處設置有進口重金屬在線監測儀，檢測進入淋洗滾筒內的土壤中污染物含量。

　　所述調速驅動裝置包括變頻調速電機和傳動機構，變頻調速電機與傳動機構的輸入端連接，傳動機構的輸出端與淋洗滾筒連接。調速驅動裝置可以實現淋洗滾筒正轉和反轉，且速度可調為低速、中速和高速。

　　所述物料變送裝置，包括沿淋洗滾筒軸向設置的變送單元，每排變送單元包括變送板、轉軸、推拉桿和推拉機構，每節變送板通過轉軸與推拉桿連接，轉軸連接在淋洗滾筒側壁上，推拉桿與推拉機構連接。推拉機構帶動推拉桿軸向移動，推拉桿再帶動轉軸轉動，轉軸的轉動又改變每節變送板相對軸向的傾斜角度；當所有單排變送單元上的變送板均相對淋洗滾筒軸向傾斜時，所有變送板就形成了螺旋排列，淋洗滾筒轉動時，物料就會被螺旋排列的變送板向前或向后推進；當所有單排變送單元上的變送板均平行于淋洗滾筒軸向時，淋洗滾筒轉動時，物料就不會被推送，以增加物料在淋洗滾筒內的淋洗時間。

　　所述篩分裝置，包括分級篩網筒，各級篩網筒依次連接，每級篩網筒具有一個篩網孔徑，可以根據實際需要依次實現淋洗后不同粒徑物料的篩選分離。所述篩網筒的底部設置有接料斗，接料斗下方設置有輸送機。所述接料斗中連接有出料重金屬在線監測儀，以實時檢測各級篩出物中的污染物含量。

　　所述變頻噴淋管路，包括變頻高壓水泵、供水主管、供水支管和噴頭，變頻高壓水泵與供水主管連接，供水主管上連接有供水支管，供水支管分布在淋洗滾筒內（不與淋洗滾筒連接），供水支管上分布有噴頭。變頻噴淋管路可以實現多角度和不同壓力噴水。所述供水支管可沿淋洗滾筒內壁軸向布置，以實現在簡體長度方向和徑向上對物料的多角度噴淋。

　　上述系統對土壤進行淋洗篩分的方法，包括以下步驟：

　　(1)土壤打散供料：  對土壤打散破碎，打散后的土壤輸送至淋洗滾筒內；

　　(2)土壤淋洗： 通過淋洗滾筒入口處的進口重金屬在線監測儀，檢測進入淋洗滾筒內的土壤中污染物含量，確定土壤污染程度，按照輕度污染、中度污染和重度污染，分別控制調速驅動裝置使淋洗滾筒的轉速為低速、中速和高速旋轉，并按以下方式進行：

　?、偃缤寥牢廴境潭却_定為輕度污染，則將淋洗滾筒的轉速調到低速檔對土壤進行清水淋洗分離，通過變頻噴淋管路將淋洗用水壓力控制為低壓、中壓和高壓；

　?、谌缤寥牢廴境潭却_定為中度污染，則將淋洗滾筒的轉速調到中速檔對土壤進行清水淋洗分離，通過變頻噴淋管路將淋洗用水壓力控制為低壓、中壓和高壓；

　?、嗳缤寥牢廴境潭却_定為重度污染，則將淋洗滾筒的轉速調到高速檔對土壤進行清水淋洗分離，通過變頻噴淋管路將淋洗用水壓力控制為低壓、中壓和高壓；

　　通過調整物料變送裝置，控制土壤在淋洗滾筒內的停留時間；

　　(3)篩分：

　　控制物料變送裝置，使經過淋洗滾筒淋洗后的物料向篩分裝置推進，不同粒徑的物料落入相應篩網筒下方的接料斗，由接料斗處的出料重金屬在線監測儀該粒徑物料的污染程度，如果一種粒徑物料沒有達到設定要求，就控制物料變送裝置使物料停止推進，使土壤繼續在淋洗滾筒內淋洗，將淋洗滾筒的轉速由低速檔調到中速擋或由中速檔調到高速擋，通過變頻噴淋管路淋洗用水壓力由低壓升至中壓或由低壓升至高壓；直至篩網筒篩分出的每種粒徑物料都達到設定要求（滿足有關標準要求時）；

　　(4)如果以上步驟均無法保證分離后的每種粒徑物料的污染程度都達到要求，則控制調速驅動裝置使淋洗滾筒反向旋轉，然后控制物料變送裝置使物料不被推進，只在淋洗滾筒內翻轉，延長物料在淋洗滾筒內的攪拌淋洗時間，淋洗用水壓力控制為低壓、中壓或高壓；直至篩分出的每種粒徑物料都達到要求；

　　(5)如果以上步驟均無法保證分離后的每種粒徑物料的污染程度都達到要求，則啟動化學淋洗，通過變頻噴淋管路進行化學淋洗，或者化學淋洗與清水淋洗交替進行，直至篩分出的每種粒徑物料都達到要求。

　　所述低速轉速為10～15r/min、中速轉速為15～20r／min和高速轉速為20～25r/min。

　　所述水壓的低壓為0.25～0.5MPa，中壓為0.5～0.75MPa，高壓為0.75～l.OMPa。

　　所述輕度污染、中度污染和重度污染按下表劃分，只要土壤中有一種重金屬或其他污染物的含量在相應污染程度的含量范圍內，就屬于該污染程度：

　　土壤重金屬污染程度劃分表

　　二、本發明針對土壤含水率低、碎石含量高和大、小顆粒物相互粘附，黏塊多的特點，結合土壤中污染物的粒徑分布特征、現有技術裝備的結構和運行特點和資源化利用途徑（主要指按照GB14684-2011和GB14685-2011的分類要求以及JGJ52-2006和JGJ55-2011的建材用砂和卵石級配使用要求），針對土壤中的碎石(粒徑>4. 75mm)和中粗砂(lmm<粒徑<4. 75mm)，充分發揮不同滾筒式淋洗系統的功能優勢，對土壤中的上述組分進行重點淋洗篩分，同時充分考慮自控要求，操作簡單，便于實施，具有以下特點：

　　1．充分考慮土壤含水率低和土壤大、小顆粒物相互粘附，黏塊多的特點，根據重金屬在線監測數據顯示的土壤污染程度，自動控制變換設備運行方式，控制不同的滾動攪拌強度、噴淋強度和淋洗時間，實現了精確淋洗，節約能耗和有效避免篩分過程中可能發生的篩孔堵塞等問題的同時，提高了淋洗效率；通過變換可調篩網孔徑和數量，實現了不同粒徑、不同重金屬含量的土壤組分的淋洗分離，達到土壤分類處理的目的。

　　2．可以靈活調節滾筒的旋轉方向和旋轉速度，進而調整滾動攪拌強度，達到控制淋洗效果的目的；

　　3．可以靈活調節噴頭的噴淋方向和噴淋用水壓力，進而調整淋洗強度，達到控制淋洗效果的目的；

　　4．可以靈活調節滾筒內的物料變送裝置的傾角，進而實現提高淋洗時間，控制淋洗效果；

　　5．可以靈活調節篩網孔徑和數量，進而實現不同粒徑土壤組分的篩分目的；

　　6．可以根據土壤的污染類型和污染程度靈活切換清水淋洗和化學淋洗，最大程度上減小化學淋洗對環境的污染。

　　7．通過在線檢測設備和控制系統的聯合使用，實現了淋洗篩分過程的自動控制，有助于實時跟蹤處理效果，提高了篩分效率和處理效率。

　　8．充分結合土壤重金屬污染顆粒的粒徑分布特征，將后續處理處置對象鎖定在較小的范圍（通常為Imm以下）內，有效的解決了目前土壤重金屬污染治理工作針對性不足的問題，極大的減輕了后續處理處置難度和處置壓力。

　　三、附圖說明

　　圖l是本發明土壤異位淋洗篩分聯鎖控制系統的結構原理示意圖。

　　圖2是本發明中物料變送裝置的結構示意圖。

　　圖3是物料變送裝置的物料推進狀態示意圖。

　　圖中：1.打散給料機，2．輸送機，3．淋洗滾筒，4．供水支管，5。噴頭，6．供水主管，7．變頻高壓水泵，8．變送單元，9．變頻調速電機，10．傳動裝置，11.篩網筒，12．隔環，13．出料重金屬在線監測儀，14．接料斗，15．出料輸出機，16．進口重金屬在線監測儀，17．推拉桿，18．轉軸，19．變送板。