專利名稱：通過物理化學(xué)提取技術(shù)從土壤中去除無機污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在水相中通過物理化學(xué)提取技術(shù)從土壤中去除無機污染物的方 法。本發(fā)明包括在水溶液中濃縮與土壤的細的部分混合的無機污染物，以便提取該無機污 染物。
背景技術(shù)：
用于通過物理化學(xué)處理凈化土壤的技術(shù)的目的是降低或甚至去除污染物濃度以 使其降低到與自然土壤的本底(background)相當(dāng)?shù)乃健Ｓ捎谌祟惤】?、動物健康的原?或環(huán)境的原因，與自然環(huán)境無關(guān)的無機工業(yè)污染物必須被去除。通過物理化學(xué)處理的凈化 技術(shù)目前價格高漲，使得由污染物濃縮導(dǎo)致的經(jīng)濟成本已經(jīng)遠超出了可接受的或允許的限 額，這在北歐國家尤其如此。存在于土壤中的污染物可為有機的、無機的或混合類型的，即有機/無機。通常存 在于土壤中的無機污染物是固體形式。固體形式的無機污染物的尺寸可為微米(Pm)數(shù)量 級。通常發(fā)現(xiàn)這些被稱作“重金屬”或“金屬痕量元素”的金屬污染物是角狀顆粒的形式， 其直徑通常不會超過100 μ m。鋅、鉛、鎘和銅是無機污染物的幾個實例。發(fā)明描述因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)用于從土壤中提取無機污染物的處理方法和系統(tǒng)。因此，根據(jù)本發(fā)明，提出用于從土壤中去除無機污染物的方法，該方法包括篩選 被污染的土壤以便獲得粗的部分和細的部分；用洗滌流出物洗滌篩選過的土壤以便獲得包 括洗滌液體和流入篩的土壤的第一流出物并篩分(sieve) 土壤以便從中保留粗的部分，且 同時保留從篩流出且包括細粉(fines)和具有大于細粉的尺寸的尺寸的顆粒的部分，使洗 滌流出物經(jīng)受其尺寸大于細粉的尺寸的顆粒的提取，且從而獲得被返回至洗滌單元的第二 流出物和/或可被返回至化學(xué)室的部分；在化學(xué)室中產(chǎn)生包含被污染的細粉的第二流出物 的提取以溶解來自其中的金屬以便獲得第三流出物；及產(chǎn)生第三流出物的沉淀和/或中 和并通過過濾從中提取沉淀物以便獲得第四流出物，由此無機污染物在第四流出物中被沉 淀。還根據(jù)本發(fā)明，提出從土壤中去除無機污染物的方法，該方法包括a)用洗滌流 出物洗滌被污染的土壤以便獲得包括洗滌流出物和細粉的第一流出物，由此具有大于細粉 的尺寸的尺寸的顆粒被保留；b)使第一流出物經(jīng)受具有大于細粉的尺寸的尺寸的顆粒的 提取且從而獲得被返回至洗滌單元的第二流出物和/或被移向步驟c)的部分；c)產(chǎn)生包 含被污染的細粉的第二流出物的提取以溶解來自其中的金屬，以便獲得第三流出物并通過 過濾從中提取沉淀物以便獲得第四流出物，由此無機污染物被沉淀用于在第四流出物中的提取。還根據(jù)本發(fā)明，提出用于從土壤中去除無機污染物的方法，該方法包括a)使含 有無機污染物的第一流出物經(jīng)受過濾以便提取具有大于細粉的尺寸的尺寸的顆粒且從而 獲得第二流出物；C)產(chǎn)生包含被污染的細粉的第二流出物的提取以溶解來自其中的金屬， 從而獲得第三流出物；及d)產(chǎn)生第三流出物的沉淀和/或中和并通過過濾從中提取沉淀物 以便獲得第四流出物，由此無機污染物被沉淀用于在第四流出物中的提取。參考附圖，從實施方案的非限定性的描述，本發(fā)明的前述內(nèi)容以及其他的目的、優(yōu) 勢和特點將變得明顯，這些實施方案被提供以便舉例說明本發(fā)明且僅作為例子被給出。附圖簡述已經(jīng)概括地描述了本發(fā)明的本質(zhì)，現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選的實施方 案，在附圖中

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于去除無機污染物以凈化土壤的方法的實施方案 的示意圖；及圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖1中所示的方法的凈化工廠的示意圖。發(fā)明詳述因此，根據(jù)本發(fā)明，提出用于從土壤中提取無機污染物的方法100。方法100包括 干篩選102以便從土壤中提取粗的部分，如此被去除的粗的部分根據(jù)它們的再使用潛力定 價(valorize)。方法100還包括濕篩選104，其分開中等部分(average fraction)與細 粉。使用洗滌液體將土壤機械篩選，產(chǎn)生了包括洗滌液體和從篩中流出的細粉部分的流出 物，即流出物#1。將所去除的中等部分根據(jù)其品質(zhì)(quality)定價。方法100還包括磁篩 選106，使細粉部分和流出物1經(jīng)受磁篩選以便回收可再使用的磁性部分。然后，在方法100中，流出物1流向用于通過分布成四種尺寸的過濾和旋風(fēng)分 離(cycloning)來分離的單元108，且在最后的單元的出口，流出物或者返回洗篩(wash screening)(流出物#2)用于再使用或者流向用于處理細粉的化學(xué)區(qū)域。此后，方法100進 行化學(xué)提取110，化學(xué)提取110包括將包含在土壤中的金屬污染物的細粉放置于具有酸和 流出物#3的溶液中。在此步驟的結(jié)尾，將流出物#3從這些酸性污泥中分離且后者將在步驟 114被調(diào)節(jié)，以便將這些酸性污泥中和并使它們根據(jù)它們的潛力可定價。在方法100中，幾 乎不含固體的流出物#3在112經(jīng)受堿性條件以產(chǎn)生流出物#4。步驟114使產(chǎn)生、處理和調(diào) 節(jié)污泥成為可能；從而可提取(金屬)絮凝物。然后，在116中和第五和最后的流出物(流 出物#5)，且第五和最后的流出物返回到濕篩選單元或化學(xué)單元并再次開始在此過程中的 循環(huán)。因此，成為本發(fā)明的目的的方法100通常可被用于從土壤中提取無機污染物。本 文所使用的術(shù)語“無機污染物”是廣義的含義，意思是，無機污染物可為單一的或多重的，包 括多于一種元素、化合物或無機物。在顆粒方面，待“凈化(decontaminate) ”的土壤可含有 比例可變的巖石、卵石、礫石、從粗到細的沙子、淤泥或粘土。土壤的PH通常包括在6. 0至 8. 0變化的范圍內(nèi)。方法100使?jié)饪s待凈化的土壤的細粉部分中的無機污染物成為可能，其 中細粉具有約100 μ m或更小的尺寸。在本簡要描述中，術(shù)語“流出物(effluent) ”是指來源于處理的步驟或子步驟的液 體。
現(xiàn)在將根據(jù)作為例子提供的且涉及金屬類型的無機污染物(即金屬污染物)的非 限定性的實施方案來描述從土壤中提取無機污染物的方法100。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可將本方法應(yīng)用于除了具有金屬性質(zhì)的無機污染物以外的其他無機污染物?，F(xiàn)在將參考圖1以概括的方式描述方法100。方法100的第一步驟是土壤的干篩選的步驟102。將待凈化的土壤裝載在桶 中，桶將土壤送向具有絲網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)篩，旋轉(zhuǎn)篩的作用是進行被污染的土壤的粗篩選。篩將 包括巖石、石頭和瓦礫的大于75. Omm的部分分離。等于或小于75. 00的部分是均質(zhì)的 (homogenized)。配置旋轉(zhuǎn)篩的筒從而保留尺寸大于75. Omm的組分，但是0-75. Omm的組分 通過絲網(wǎng)。這種干方法使篩選粘土和淤泥成為可能，粘土和淤泥的稠度是柔軟的且后者不 會阻塞篩筒。方法100的第二步驟是濕篩選步驟104。將75. Omm和更小的部分通過與輸送器結(jié) 合的接收桶引入濕篩選單元。該濕篩選單元同時洗滌和分離5. OOmm至75. 0mm,2. 50mm至 4. 99mm,2. OOmm至2. 49mm與1. 99mm和更小的部分。使0_75. Omm的組分經(jīng)受洗滌液體以 便濃縮細粉部分即具有1.99mm或更小的尺寸的部分中的待提取的污染物，但是粗的部分 即那些大于2. OOmm的部分通過篩選的方式保留。洗滌液體可簡單地是水或富含表面活性 劑和/或化學(xué)反應(yīng)物的水。依照濕篩選104，可獲得兩種產(chǎn)品。使在2. OOmm和75. OOmm之 間變化的可定價的聚集體(aggregate)經(jīng)受鐵分離器(ferrous separator) 0第二產(chǎn)品是 含有1.99mm和更小(意即小于2. OOmm)的部分以及待提取的金屬部分的流出物(流出物 #1)。流出物#1從濕篩選單元104流向磁性單元106(方法100的第三步驟)，磁性單元 106回收磁性部分及其合金。濕篩選步驟104被連續(xù)操作，以便以給定批次回收細粉部分， 此后將在化學(xué)室中處理該細粉部分。方法100的第四步驟是通過過濾和旋風(fēng)分離來分離的步驟108。取決于情況，可使 從磁性單元106出來并積聚在第一儲罐中的流出物#1在水性介質(zhì)中經(jīng)受光氧化階段。將 流出物#1引入第一儲罐，在第一儲罐中流出物#1停留約十五分鐘。在第一儲罐的出口，流 出物經(jīng)受第一次過濾和旋風(fēng)分離，第一次過濾和旋風(fēng)分離保留0. 2mm(200 μ m)至2. OOmm的 部分。取決于結(jié)果，該部分可用于定價。流出物#1傳到第二儲罐，在第二儲罐中流出物#1也停留十五分鐘。在第二儲罐 的出口，流出物經(jīng)受過濾和第二次旋風(fēng)分離，其中80 μ m至199 μ m的部分被分離。流出物#1流向第三儲罐，在第三儲罐中流出物#1也停留十五分鐘。在第三儲罐 的分離和旋風(fēng)分離分離25 μ m至79 μ m的部分。流出物#1在第四儲罐完成其過程。在停留十五分鐘之后，使流出物經(jīng)受分離和旋 風(fēng)分離，其中5 μ m至M μ m的部分被保留。過濾器使用離心力來分離并使從流出物#1中去除尺寸是約0.005mm(5ym)至 2. OOmm的細粉部分成為可能，但是具有小于5μπι的尺寸的細粉部分(即細粉)以懸浮物 (suspension)的形式保留在通過過濾器的分離步驟108之后獲得的流出物#1中。流出物 #1或多或少承載有細粉，且根據(jù)水質(zhì)，后者將被再循環(huán)到洗篩104(流出物#2)或循環(huán)到用 于化學(xué)處理土壤的化學(xué)室(流出物#3)。方法100的第五步驟是用于將金屬污染物的細粉放置于溶液中的步驟110。來自最后的分離步驟108的流出物#1含有5μπι或更小的部分，且該流出物的一部分流向化學(xué) 調(diào)節(jié)儲罐并在化學(xué)產(chǎn)品和待處理的土壤已經(jīng)被加入時成為流出物#3。在這個步驟，加入 酸，且與細粉相關(guān)聯(lián)并接受酸的金屬成為可溶解的。酸性的流出物#3在酸化儲罐中停留約 30至40分鐘且然后被過濾。將過濾殘留物(酸性污泥)在沉淀與中和儲罐中中和(步驟 114)，并且如果必要的話脫水，且過濾殘留物將能夠根據(jù)它們的自身的性質(zhì)被定價。為了借 助于加入堿、凝結(jié)劑、助凝劑來中和的目的，流出物#3流向其他沉淀與中和儲罐并成為步 驟112的流出物#4。步驟112包括沉淀流出物#4的金屬離子以便引起流出物#4的以懸浮物形式和細 粉一起存在的金屬污染物的絮凝與中和。絮凝產(chǎn)生絮凝物，將絮凝物傾析，從而在流出物中 形成中和過的污泥。由金屬的沉淀步驟112得到的流出物M經(jīng)受過濾步驟以收集中和過 的污泥114并使在步驟116中被調(diào)節(jié)的流出物#5能夠在過程中再循環(huán)。金屬離子的沉淀步驟112包括如果必要的話向從步驟110得到的流出物#3中加 入堿、凝結(jié)劑和助凝劑，以便引起位于其中的金屬污染物的沉淀。將得到的沉淀物傾析并通 過過濾器形成污泥。方法100進一步包括用于處理由步驟110和112產(chǎn)生的污泥的步驟114，以及用于 調(diào)節(jié)流出物的步驟116?，F(xiàn)在將參考圖2更為詳細地描述方法100。干篩選步驟102首先將被污染的土壤裝載在接收桶中，在接收桶中被污染的土壤將經(jīng)受干篩選， 干篩選包括使被污染的土壤經(jīng)受旋轉(zhuǎn)篩的作用。將材料移進籠中；每個鋼條以小于15cm的 間隔分隔開。由于旋轉(zhuǎn)，土壤被分布在籠的整個表面上，并且保留在篩內(nèi)部的粗的部分被甩 在一側(cè)且75. Omm或更小的部分通過篩的篩孔，并將這種材料送向潮濕的篩選單元用以處 理。使被污染的土壤經(jīng)受干篩選，干篩選使被污染的土壤均勻化，并將被污染的土壤破碎成 粗的碎片；石頭和瓦礫被再使用。旋轉(zhuǎn)篩具有大于一(1)米的周長和大于三(3)米的長度。將鋼絲網(wǎng)在筒的整個長 度上拉緊并以小于15cm的間隔分隔開。配置絲網(wǎng)以便保留具有大于75. Omm的尺寸的碎片。 將尺寸大于75. Omm的碎片取樣并分析以便檢查它們的品質(zhì)。取決于分析的結(jié)果，它們可被 直接定價，或者被送向可移動的洗滌區(qū)域。將具有包括在Omm至75. Omm之間的尺寸的被污 染的土壤組分，即0-75. Omm的組分送向處理工廠的接收桶1 (圖2)。濕篩選步驟104參考圖2，將0-75. Omm的組分裝載在用于濕篩選步驟104的桶1中。桶1可包括柵 格以便限制在桶的出口的組分的尺寸。在桶1的出口，將0-75. Omm的組分借助干燥的輸送 器6送向包括洗篩10的濕篩選單元104，洗篩10包括三個水平的篩板(screening floor) 0 洗篩10設(shè)置有能夠注入洗滌液體的壓力注入器。使0-75. Omm的組分在壓力下經(jīng)受洗滌液 體允許分離0-1. 99mm的組分和粗的顆粒，即尺寸大于2. OOmm的顆粒。實際上，盡管細的顆 粒通過三個水平的板10，但是粗的顆粒保留在其中；同時，作為壓力洗滌的結(jié)果，位于粗的 顆粒的表面的金屬污染物的顆粒隨著細的顆粒流入洗滌液體中。在本實施方案中，洗滌液體可以是水管的水或富含表面活性劑和/或反應(yīng)物的 水。土壤通過通常是輸送帶的干燥的輸送器6的輸送速率在40與100 (公制)噸/小時之 間變化，但是洗滌液體的最大流量是1890升每分鐘(500USGPM)，即31. 5升每秒(Ι/s)。通常，篩10的三個水平板包括不同尺寸的篩孔，以便以三個分離的步驟保留卵石、礫石與最 終的具有大于2. OOmm的直徑的顆粒的粗砂。粗的顆粒通常含有卵石、礫石、沙子和通常的尺寸大于2. Omm的顆粒。借助干燥的 輸送器6’將它們送向鐵分離器和非鐵分離器(non-ferrous s印arat0r)9。從而將粗的顆 粒送向鐵分離器和非鐵分離器9。將鐵的物質(zhì)(ferrous matter)貯存在貯存容器18中從 而其可能將被定價。將干凈的非鐵物質(zhì)，即大于2. OOmm的無污染物的非鐵的粗的顆粒送向 貯存區(qū)域14。以下列方式將各部分分離從而考慮到定價來可能地檢查5. OOmm至75. Omm 的部分、2. 50mm至4. 99mm的部分和2. OOmm至2. 49mm的部分。因此，作為濕篩選步驟104的結(jié)果的從粗的顆粒分離出的洗滌過的細的顆粒 (0-1. 99mm)和洗滌過的金屬污染物最終以懸浮物的形式存在于洗滌液體中，從而形成從步 驟104得到的流出物#1。通過管道將步驟104的流出物送向步驟106的磁性單元5。磁篩選步驟106因此，作為濕篩選步驟104的結(jié)果的從粗的顆粒分離出的細的顆粒以及金屬污染 物最終以懸浮物的形式存在于流出物#1中并通過管道被送向磁性單元5，步驟106。磁分 離允許保留包括在土壤中的磁性組分。然后，為了貯存和特別的過濾108的目的，流出物#1 繼續(xù)其過程而流向儲罐15。通過過濾和旋風(fēng)分離的分離步驟108在步驟106的出口，為了貯存和特別的過濾的目的108，流出物#1繼續(xù)其過程而流 向儲罐15-1至15-4。通常具有30，283至37，854升(8，000至10，000美國加侖)的容量 的儲罐15 (這里15-1至15-4)設(shè)置有攪拌器(機械的或空氣的)以使細的顆粒保持懸浮 物的形式。然后將步驟106的流出物#1泵入并聚集在第一儲罐15-1中，在第一儲罐15_1中 流出物#1可取決于情況在水性介質(zhì)中經(jīng)受光氧化階段。然后將流出物#1引入第一儲罐 15-1并在其中停留約十五分鐘。在第一儲罐15-1的出口，流出物#1經(jīng)受第一次過濾和旋 風(fēng)分離11-1(脫水)，其保留0. 2mmQOO μ m)至2. OOmm的部分。取決于分析的結(jié)果，這部分 可用于定價。流出物#1移動至第二儲罐15-2，在第二儲罐15-2中流出物#1也停留十五分鐘。 在儲罐15-2的出口，流出物#1經(jīng)受過濾和第二次旋風(fēng)分離11-2，由此分離80 μ m至199 μ m 的部分。流出物#1流向第三儲罐15-3，且停留期也是十五分鐘。在第三儲罐15-3的分離 和旋風(fēng)分離11-3分離25 μ m至79 μ m的部分。流出物#1在第四儲罐15-4結(jié)束其過程，且在停留15分鐘之后，流出物經(jīng)受分離 和旋風(fēng)分離11-4，由此保留5μπι至Mym的部分。為了傾析流出物#1而使用的過濾器使用離心力并允許從流出物#1中去除尺寸是 約0. 005mm(5 μ m)至2. OOmm的細粉部分，但是具有小于5 μ m的尺寸的細粉部分(即細粉) 以懸浮物的形式保留在通過過濾器分離的步驟108之后獲得的流出物#1中。流出物#1或 多或少承載有細粉，且根據(jù)后者的品質(zhì)，將細粉再循環(huán)到洗篩(流出物#2)或到用于處理細 粉的化學(xué)室。四個儲罐15設(shè)置有過濾和旋風(fēng)分離系統(tǒng)(11)并且被平行安裝。它們被設(shè)計為在入口提供的最大流量即1，890升每分鐘(500USGPM)下運轉(zhuǎn)。使用每個過濾器以便從流出 物中去除具有可變的尺寸的細粉部分。過濾和旋風(fēng)分離系統(tǒng)11允許從步驟106的流出物 #1中提取直徑大約在5 μ m至2. OOmm之間的顆粒，這意味著形成從步驟108得到的污泥。 取決于分析，將這些土壤在化學(xué)室中處理或取決于它們的品質(zhì)定價。在另一方面，具有小于 5μπι的直徑的顆粒(意即最輕的顆粒)以懸浮物的形式保留在洗滌液體中并且組成步驟 108的流出物。將從步驟108得到的含有測得在5 μ m至200 μ m之間和200 μ m至2. OOmm之間的 細粉部分的污泥通過輸送器6”送向在下降點(drop point) 14'的貯存區(qū)域。從這部分流 出的流出物#1在它們被貯存在貯存區(qū)域時可借助于排放裝置被回收并返回到調(diào)節(jié)線。通常，步驟108的洗滌流出物具有500USGPM的最大流量。將此流出物(流出物 #2)返回用于土壤的濕篩選單元10，和/或這種水的一部分(流出物把)可被用于在化學(xué) 室中處理細粉。其由下述組分組成·中性的或具有可選擇的表面活性劑、氧化劑或其他物質(zhì)的洗滌流出物·具有小于5 μ m的直徑的土壤顆?！せ蛘呤且跃哂行∮?μπι的直徑的顆粒的形式或者溶解在洗滌液體中的一定量 的金屬污染物。在步驟108的流出物中的以懸浮物形式的物質(zhì)(MIS)的濃度取決于通過方法100 處理的土壤的性質(zhì)。例如，當(dāng)土壤基本上由沙子組成時，由于MIS的低濃度，步驟108的流 出物傾向于是包括金屬污染物的顆粒的液體。相反地，由含粘土的基體組成的土壤可導(dǎo)致 MIS濃度可以較高的步驟108的流出物。將金屬污染物的細粉放置于溶液中的步驟110分析步驟108的5 μ m至200 μ m的細粉，并且取決于結(jié)果，定價或在化學(xué)室中處理 所述細粉以降低金屬濃度。將金屬污染物的細粉放置于溶液中的步驟110包括子步驟·酸的定量加入(dosing)·酸與流出物的混合·凝結(jié)劑和助凝劑的定量加入(如果必要)· MIS的傾析(如果必要)，及·過濾。酸的定量加入根據(jù)待放置入溶液的金屬污染物的性質(zhì)，即根據(jù)金屬污染物中所含有的金屬的類 型和濃度，并且根據(jù)為滿足獲得在溶液中的放置的PH條件，進行酸的定量加入。借助于pH 計測量PH使進行反應(yīng)成為可能。當(dāng)將步驟108的流出物#1的一部分通過管道送向適于將 金屬放置于溶液中的混合儲罐16 (具有機械的或空氣的攪拌器)，即儲罐16-1至16-3時， 進行酸的定量加入。將5至200 μ m的已脫水的細粉并入流出物#1中并與酸混合。根據(jù)待 處理的細粉的百分率和存在的污染物的類型和濃度來確定待加入的水的量?；旌纤崤c流出物將酸與流出物#1和細粉混合以產(chǎn)生酸性的流出物#3。當(dāng)將步驟108的流出物#1送向混合儲罐16時，按照定量加入，將酸溶液例如鹽 酸、硫酸或硝酸注入管道中。每個混合儲罐16通常具有30，283至37，邪4升(8，000至10，000美國加侖)的容量并設(shè)置有用于將步驟108的流出物#1和注入的酸溶液混合以產(chǎn) 生流出物#3的攪拌器。用于連續(xù)給料模式的在混合儲罐16中的保留時間通常在40分鐘 的數(shù)量級?；旌蟽?6也可在不連續(xù)的模式下，即在分批模式下運行，例如在需要大于40 分鐘的反應(yīng)時間的情況下。凝結(jié)劑和助凝劑的定量加入然后，如果必要，在酸混合儲罐16的出口可將凝結(jié)劑、助凝劑或絮凝劑在管道中 加入到流出物，凝結(jié)劑例如明礬、硫酸鐵或等同物。MIS 傾析如果必要，加入凝結(jié)劑和助凝劑起到引起在混合儲罐16的出口的流出物中的MIS 的凝結(jié)以然后導(dǎo)致傾析的作用。接觸儲罐16具有雙重作用作為接觸池以確保MIS凝結(jié)且 然后導(dǎo)致靜態(tài)傾析，使得如此形成的酸性污泥沉降在儲罐的底部。過濾通常，在接觸儲罐或酸混合儲罐16的出口，承載有金屬和酸化的細粉(5 μ m至 200 μ m)的流出物#3被泵送并必須借助于過濾器過濾11-5以分離下述產(chǎn)物 承載有含有細粉(0-25微米)的溶解的金屬的流出物#3 ；必須在步驟112(金屬 的沉淀)被中和· 25至200微米的酸性污泥。在用于處理污泥的步驟114必須中和并管理處理過的細粉。通常，承載有金屬的流出物#3在過濾器11-5的出口具有80USGPM的最大流量。流 出物#3的pH小于5. 0并取決于待放入溶液中的金屬的性質(zhì)。流出物#3含有必須被中和 與過濾的25微米和更小(0-25微米)的細粉。金屬離子的沉淀步驟112在過濾器11-5的出口的酸性的流出物#3 (0至25 μ m)通常含有金屬污染物的溶 解的離子。流出物#3的金屬離子的沉淀步驟112包括·定量加入堿并將堿與流出物#3混合 傾析 MIS·過濾。定量加入堿并將堿與流出物混合將在過濾器11-5的出口的酸性的流出物#3 (0至25 μ m)通過管道收集并送向用 于金屬離子沉淀的儲罐17-2和17-3。將堿性溶液例如氫氧化鈉或其他等效的堿注入在過 濾器11-5與用于金屬離子沉淀的儲罐之間的管道中，以便沉淀金屬或中和流出物#3及其 內(nèi)容物。然后，如果必要，可將凝結(jié)劑例如明礬、硫酸鐵或等效物與助凝劑通過管道加入到 流出物中。取決于待沉淀的金屬，流出物#4是堿性的或中性的。流出物#4的沉淀儲罐17設(shè) 置有攪拌器以便進行混合。通過前述步驟以及通過達到所需要的PH以形成金屬沉淀物的 反應(yīng)時間來確定用于沉淀金屬的系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)模式，即連續(xù)地或分批地。堿性溶液的定量加 入取決于在過濾器11-5的出口的酸性的流出物#3中的溶液中的金屬離子的性質(zhì)以及取決 于為了引起金屬離子的沉淀而待達到的PH條件。為此目的，借助于pH計進行pH測量并允許監(jiān)測。MIS 傾析如果必要，加入凝結(jié)劑、助凝劑和絮凝劑起到引起在混合儲罐17的出口的流出物 中的MIS的傾析的作用。儲罐具有雙重作用，即作為接觸池以確保MIS的凝結(jié)和絮凝，以及 隨后使由絮凝形成的絮凝物能夠靜態(tài)傾析，使得如此形成的中和過的或堿性的污泥變得沉 積在儲罐的底部。 Μ按照混合，將在用于金屬離子的沉淀的儲罐17的出口被中和的流出物M送向過 濾和分離單元11-7來分離在注入堿之后所形成的沉淀物。這個步驟能夠分離含有0-25微 米的沉淀的金屬的流出物。過濾單元能夠以5微米過濾。從而我們具有·中和過的流出物在過濾器的出口流動的中和過的流出物具有與入口的最大流量相等的最大流量。 流出物的ρΗ在6. 0至8. 0之間?！?5至25微米的中和過的細粉中和過的細粉被送向用于通過脫水處理污泥的單元114，且隨后使用在中和過的 細粉被管理之前待被分析的出口輸送器。用于處理污泥的步驟114構(gòu)成該處理步驟的活動包括在化學(xué)處理過程的不同步驟(步驟110和11 所生 成的污泥的脫水和后者的管理。有兩( 種類型的污泥· 25至200微米的酸性的污泥(步驟110)· 5至25微米的中和過的污泥(步驟112)。在過濾器11-5的出口，必須將25至200微米的酸性的污泥中和使得其可被管理。 25至200微米的酸性的污泥在儲罐(或等同物)17-1中被泵送且中和產(chǎn)物被注入后者內(nèi) 部。將調(diào)節(jié)過的污泥送向離心式過濾器11-6的脫水單元，從而增加后者的干燥度。在脫水 單元的出口，離開輸送器(或等同物)的材料是干凈的和中和過的。該材料將被取樣用于 確定最終的管理模式。將5至25微米的中和過的污泥送向離心式過濾器11-7的脫水單元，從而增加后 者的干燥度并使用在最終管理之前待被分析的出口輸送器(或等同物)。將從污泥提取的 中和過的流出物回收并返回至貯存和中和儲罐以在過程116中再循環(huán)水。用于在金屬離子的沉淀后調(diào)節(jié)流出物的步驟116將收集在化學(xué)室的出口的流出物作為過程水(process water)再使用。構(gòu)成此處 理步驟的活動為下述·調(diào)整pH(如果必要的話，并且貯存水)·再循環(huán)。用于表面排出的水也可被并入此調(diào)節(jié)線。調(diào)整ρΗ源自沉淀單元112的中和過的流出物流向中和與貯存區(qū)域4。如果用于再循環(huán)的 水不是中性的，可在第一儲罐的入口注入酸或堿。用于連續(xù)給料模式的在儲罐中的最小保 留時間是在40分鐘的數(shù)量級。如果反應(yīng)時間更長，系統(tǒng)將以不連續(xù)的“(分批)模式”運轉(zhuǎn)。在過程中再循環(huán)以前，待滿足的PH目標必須是在6.0與8.0之間。借助于pH計連續(xù) 測量PH使下述設(shè)定點能夠?qū)崿F(xiàn)。再循環(huán)當(dāng)這種水的品質(zhì)對于使其作為處理線內(nèi)的過程水能夠再使用來說是可接受的時， 將這種水泵送入分配管道中。方法100可進一步包括氣態(tài)的流出物的管理和處理的方面。處理過的土壤的控制和分析將從方法100的應(yīng)用得到的不同的土壤部分貯存在專用的區(qū)域?？偟膩碚f，這些 部分是下述 卵石 礫石 粗的和細的沙子 細粉顆粒QOO μ m至2. OOmm的直徑)；及 含有其尺寸小于200 μ m的細粉的污泥。表征并分析這些不同的部分以便確定它們的污染水平。如果對于給定的部分，污 染率仍然高，那么可將其返回以再次經(jīng)受方法100，由于運行參數(shù)而可能具有調(diào)整。然后將 依照品質(zhì)準則和應(yīng)用于被污染的土壤的管理模式將土壤分類。取決于所獲得的分析結(jié)果， 這些不同的土壤部分可被用于不同的用途而再使用，意思是，根據(jù)它們的相對于可應(yīng)用的 準則的特性被定價。在圖2中，應(yīng)注意參考符號3是指“定量加入”儲罐和泵；參考符號7是指接收桶； 參考符號8是指返回水處理；參考符號A是指用于貯存水的儲罐；參考符號B是指水/油分 離器；參考符號C是指壓力下的過濾器；參考符號D是指用于貯存干凈水的儲罐；且參考符 號DP是指地面排水管。雖然上文中已經(jīng)借助于用于解釋的目的的非限定性的實施方案描述了本發(fā)明，但 是在本發(fā)明的范圍內(nèi)可隨意修改該實施方案，而不偏離作為本發(fā)明的目的的內(nèi)容的精神和 性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于從土壤中去除無機污染物的方法，所述方法包括篩選被污染的土壤以便獲得粗的部分和細粉部分；用洗滌流出物洗滌篩選過的土壤以便獲得包括洗滌液體和流入篩的土壤的第一流出 物；并篩分所述土壤以便保留所述粗的部分，且同時保留從所述篩流出且包括細粉和具有 大于所述細粉的尺寸的尺寸的顆粒的部分；使所述洗滌流出物經(jīng)受其尺寸大于所述細粉的尺寸的顆粒的提取，且從而獲得被返回 至洗滌單元的第二流出物和/或可被返回至化學(xué)室的部分；在所述化學(xué)室中產(chǎn)生含有被污染的細粉的所述第二流出物的提取以溶解來自其中的 金屬以便獲得第三流出物；及產(chǎn)生所述第三流出物的沉淀和/或中和并通過過濾從中提取沉淀物以便獲得第四流 出物；由此所述無機污染物被沉淀用于在第四流出物中的提取。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無機污染物含有金屬污染物。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述金屬污染物含有多于一種的金屬元素。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述金屬污染物選自由鋁、砷、銀、鋇、鎘、鉻、鈷、銅、 錫、鐵、錳、鎂、汞、鉬、鎳、鉛、硫、硒、鈉、鋅及后者的任何組合組成的組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三流出物的提取的產(chǎn)生包括將酸加入到所述 第一流出物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三流出物的絮凝的產(chǎn)生包括加入凝結(jié)劑、助 凝劑或絮凝劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第四流出物的沉淀的產(chǎn)生包括將堿、凝結(jié)劑或 絮凝劑加入到所述第三流出物。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述具有大于所述細粉的尺寸的尺寸的顆粒的提取 包括過濾具有大于所述細粉的尺寸的尺寸的顆粒。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中洗滌所述土壤包括將表面活性劑、氧化劑加入到所 述第一流出物。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基本上不含有污染物的流出物成為第五流出物。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第五流出物在處理過程中被再循環(huán)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述篩選過的土壤已經(jīng)被洗滌之后，使所述第一 流出物經(jīng)受磁性作用以便從中去除磁性部分。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在使所述洗滌流出物經(jīng)受提取的步驟中，借助于過 濾和旋風(fēng)分離進行細粉部分的這種提取，在此步驟后更細的顆粒以懸浮物的形式保留在所 述第一流出物中，從而所述第一流出物變成所述第二流出物。
14.一種用于從土壤中去除無機污染物的方法，所述方法包括a)用洗滌流出物洗滌被污染的土壤以便獲得包括所述洗滌流出物和細粉的第一流出 物，由此具有大于所述細粉的尺寸的尺寸的顆粒被保留；b)使所述第一流出物經(jīng)受所述具有大于所述細粉的尺寸的尺寸的顆粒的提取，且從而 獲得被返回至洗滌單元的第二流出物和/或可被移向步驟c)的部分；c)產(chǎn)生含有被污染的細粉的所述第二流出物的提取以溶解來自其中的金屬，以便獲得第三流出物；及d)產(chǎn)生所述第三流出物的沉淀和/或中和并通過過濾從中提取沉淀物以便獲得第四 流出物；由此所述無機污染物被沉淀用于在第四流出物中的提取。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在步驟a)之前，有用于將被污染的土壤分離成粗 的部分和細粉部分的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述分離通過篩選來進行。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中步驟a)通過濕篩選來進行。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在步驟b)之前，有使所述第一流出物經(jīng)受磁性作 用以便從中去除磁性部分的步驟。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在步驟d)之后，基本上不含有污染物的流出物成 為第五流出物。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第五流出物在處理過程中被再循環(huán)。
21.一種用于從土壤中去除無機污染物的方法，所述方法包括a)使含有無機污染物的第一流出物經(jīng)受過濾以便從中提取具有大于細粉的尺寸的尺 寸的顆粒且從而獲得第二流出物；c)產(chǎn)生含有被污染的細粉的所述第二流出物的提取以溶解來自其中的金屬，從而獲得 第三流出物；及d)產(chǎn)生所述第三流出物的沉淀和/或中和并通過過濾從中提取沉淀物以便獲得第四 流出物；由此所述無機污染物被沉淀用于在第四流出物中的提取。
全文摘要
一種用于凈化被無機污染物污染的土壤的方法，包括篩選被污染的土壤以便獲得粗的部分和細的部分；篩分篩選過的土壤以便保留其中粗的部分，且同時洗滌篩選過的土壤以便獲得包括洗滌液體和細的部分的第一流出物，細的部分從篩流出且包括細粉和具有大于細粉的尺寸的尺寸的顆粒；從第一流出物分離細粉以便再循環(huán)淡水并從而獲得第二流出物；確保洗滌運轉(zhuǎn)的供應(yīng)；以及將從第一流出物分離出的被污染的細粉輸送至化學(xué)室，在其中加入第一流出物的一部分和化學(xué)溶液以便產(chǎn)生第三流出物(酸性)，后者含有需要被分離的溶解于細粉中的金屬。第四流出物包括細粉且產(chǎn)生這種流出物的沉淀以便提取沉淀的污染物，從而獲得第五流出物，由此無機污染物被提取并且可能再使用用于在處理過程中再循環(huán)的第五流出物。
文檔編號B09C1/08GK102099129SQ200980122732
公開日2011年6月15日 申請日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月2日
發(fā)明者克勞德·高施爾, 凱思琳·杜布, 瑪麗喬思·拉莫思, 馬克安德烈·伯杰龍 申請人:諾賽克斯環(huán)境公司