本發(fā)明屬于污染物處理裝置領域，尤其涉及一種復合污染沉積物的浮選修復裝置與方法。
背景技術：
隨著城市工業(yè)的迅速發(fā)展和城市化進程的加快，城市周邊江河湖泊污染嚴重，而水體沉積物對重金屬和HCB、PCP等持久性有機污染物(POPs)的強吸附特性，使其成為破壞生態(tài)系統(tǒng)和危害人體健康的重要污染源。徹底治理污染河流，通常對河道進行疏浚，由此大量的重金屬—POPs復合污染物沉積物的安全處置問題便凸顯出來。國內(nèi)現(xiàn)有的處理去向如墊地、填埋等，已經(jīng)造成了嚴重的污染及資源浪費。而國外的處理技術如固化/穩(wěn)定化、提取或沖洗以及植物修復等，對大批量疏浚污染沉積物而言，多存在處置成本高、難以及時消納等問題，不能很好地滿足河湖疏浚污染沉積物治理的要求。上述方法除存在各自弊端外，共同弱點在于重處理輕利用。
污染沉積物的特性研究表明:首先，沉積物是泥沙和水的混和物，主要成分為泥土、砂礫、粘土或沙等，一般沉積物中砂礫、沙粒的粒徑較大，污染較輕；泥土、粘土的粒徑相對較小，而且吸附力較強，從而富集大部分污染物。研究表明，沉積物中有機和無機污染物主要出現(xiàn)平均粒徑＜45μm的顆粒上。其次，沉積物有一定的總有機碳(TOC)含量，持久性有機污染物POPs(HCB、PAH及PCP等)作為非極性疏水組分，較容易吸附到沉積物中的有機碳顆粒上，即沉積物中有機碳顆粒通常是POPs的重要載體。第三，沉積物中有機物在河道厭氧下容易分解產(chǎn)生的S2-能與Cu和Pb離子形成溶解度很小的硫代礦物，大部分重金屬離子在疏浚厭氧沉積物中以硫化態(tài)存在。專利CN104275341A公開了一種重金屬污染沉積物的修復方法，但該方法只針對其中的重金屬污染物，至今沒有浮選法用于重金屬-POPs復合污染沉積物的修復的相關報道。因此，有必要基于沉積物中復合污染物的分布特性及存在形式研發(fā)一種經(jīng)濟實用的復合污染沉積物修復技術。
泡沫浮選技術已成功應用于有機污染土壤凈化及溶液中重金屬離子的富集，該技術具有工藝簡單、投資成本及能耗低等優(yōu)點，該技術具有設備簡單、運行成本低、操作連續(xù)、不需高溫高壓的特點，對分離低濃度組分有獨特的優(yōu)勢。泡沫浮選法最初用于選礦，處理重金屬廢水方面通常采用離子浮選法和沉淀浮選法。但離子浮選法所用的浮選劑較昂貴,且不適合密度和粘度大的液體。沉淀浮選與離子浮選相比，操作容易，分離效率高，表面活性劑用量小，回收率高。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中的缺點，提供了一種復合污染沉積物的浮選修復裝置與方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種復合污染沉積物的浮選修復裝置，包括振動篩、水力旋流器、第一調(diào)漿桶、浮選柱、焚燒爐、第二調(diào)漿桶、浮選槽和攪拌裝置，振動篩的下出口連接水力旋流器的進口，水力旋流器的上出口連接第一調(diào)漿桶，第一調(diào)漿桶的出口連接浮選柱入口，浮選柱的上端連接焚燒爐，浮選柱下出口連接第二調(diào)漿桶，第二調(diào)漿桶出口連接浮選槽，在所述浮選槽內(nèi)設置有攪拌裝置。
而且，所述的振動篩的篩選孔徑大小為0.5-2mm。
而且，所述的水力旋流器的椎體角度為10-15度。
而且，所述的水力旋流器通過管路連接第一調(diào)漿桶，管路伸入所述第一調(diào)漿桶內(nèi)液面之下。
一種復合污染沉積物的浮選修復方法，按照下列步驟進行：
步驟一、將復合污染沉積物送入振動篩進行初步篩分，分離出粒徑1mm以上的砂礫及沙粒，將1mm以上的砂礫及沙粒脫水后用作建材或填土材料，小于1mm的泥漿送入水力旋流器進行分離；
步驟二、水力旋流器將泥漿進行進一步的篩分，經(jīng)水力旋流器分離出的大于50μm的泥砂脫水后用作建材或填土材料，小于50μm的泥砂進行下一步浮選；
步驟三、將步驟二中經(jīng)水力旋流器分離的小于50μm的細泥漿在第一調(diào)漿桶內(nèi)混入浮選藥劑，所述浮選藥劑包括起泡劑、表面活性劑以及捕捉劑；
步驟四、混勻后的泥漿送入浮選柱進行浮選分離，分離后的POPs富集物進入垃圾焚燒爐進行焚燒處理，此時POPs富集物中的有機物得到燃燒再利用；
步驟五、步驟四中浮選分離后的一次尾漿進入第二調(diào)漿桶，在第二調(diào)漿桶中加入酸提取劑和硫化劑對重金屬進行酸浸和硫化處理；浮選分離后的二次尾漿產(chǎn)物過濾脫水后直接送生活垃圾填埋場填埋處置；
步驟六、將步驟五中經(jīng)過酸浸和硫化處理的尾漿送入浮選槽分離富集重金屬，重金屬富集物最終送冶煉廠處理將重金屬回收。
而且，在步驟三中，所述的起泡劑為甲基異丁基甲醇，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，所述的捕捉劑為煤油。
而且，在步驟五中，所述的酸提取劑為鹽酸，所述的硫化劑為硫化鈉。
在浮選柱內(nèi)進行的分步浮選的原理為：首先，從POPs的性質(zhì)和其在沉積物中的分布狀態(tài)來看，POPs即持久性有機污染物(HCB即六氯苯、PAH即多環(huán)芳烴及PCB即多氯化聯(lián)(二)苯等)無極性、不易被水浸濕、可溶于大部分有機溶劑，且主要富集于有機碳顆粒上中，在浮選過程中POPs極易與有機碳顆粒一道被輕質(zhì)油類捕收劑捕捉分離；其次，從沉積物中重金屬存在形式來看，重金屬在厭氧沉積物中以硫化態(tài)存在，這些重金屬硫化物表面上疏水的，能通過捕捉浮選實現(xiàn)選擇性分離。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
經(jīng)預篩分后的砂礫、沙粒等大顆粒沉積物及浮選后剩下毒性很小的泥土和粘土可進行直接填埋或建材利用，實現(xiàn)廢物的減量化與資源化利用；浮選后的廢液經(jīng)污水處理系統(tǒng)簡單處理后可回用；第一步浮選后的濃集有機污染物泡沫在焚燒爐內(nèi)實現(xiàn)POPs的高溫分解，POPs富集物中內(nèi)含的有機物可實現(xiàn)燃燒再利用，同時，濃集重金屬的產(chǎn)物可送冶煉廠回收重金屬。該發(fā)明就地實現(xiàn)沉積物的減量化處理，不但減少疏浚沉積物的處理量，而且處理處置的針對性更強，可有效解決疏浚沉積物處理處置過程中所面臨的處理量大，運輸成本高等問題。同時，該方法設備簡單，處理能力大，投資少，能耗小，運行費用低，并且操作方便、可控性強，極大地降低了沉積物的處理處置成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結構示意圖。
其中，1為振動篩，2為水力旋流器，3為第一調(diào)漿桶，4為浮選柱，5為焚燒爐，6為第二調(diào)漿桶，7為浮選槽，8為攪拌裝置。
具體實施方式
下面結合附圖與具體的實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述：
以下實施例中，所使用的儀器、型號和技術參數(shù)如下所示：
1.4SZS525型振動篩，購自新鄉(xiāng)市正輝機械有限公司
2.FX200型水力旋流器，購自山東濱州譽達聚氨酯篩網(wǎng)廠
3.XZWXJ30型靜態(tài)旋流微泡浮選柱，購自山東萊蕪煤礦機械有限公司
4.XJK-2A型浮選槽，購自石城縣宏興選礦設備廠
如附圖所示，一種復合污染沉積物的浮選修復裝置，包括振動篩1、水力旋流器2、第一調(diào)漿桶3、浮選柱4、焚燒爐5、第二調(diào)漿桶6、浮選槽7和攪拌裝置8，振動篩的下出口連接水力旋流器的進口，水力旋流器的上出口連接第一調(diào)漿桶，第一調(diào)漿桶的出口連接浮選柱入口，浮選柱的上端連接焚燒爐，浮選柱下出口連接第二調(diào)漿桶，第二調(diào)漿桶出口連接浮選槽，在所述浮選槽內(nèi)設置有攪拌裝置。
本裝置在使用時，按照下列步驟進行：
步驟一、將復合污染沉積物送入振動篩進行初步篩分，分離出粒徑1mm以上的砂礫及沙粒，將1mm以上的砂礫及沙粒脫水后用作建材或填土材料，小于1mm的泥漿送入水力旋流器進行分離；
步驟二、水力旋流器將泥漿進行進一步的篩分，經(jīng)水力旋流器分離出的大于50μm的泥砂脫水后用作建材或填土材料，小于50μm的泥砂進行下一步浮選；
步驟三、將步驟二中經(jīng)水力旋流器分離的小于50μm的細泥漿在第一調(diào)漿桶內(nèi)混入浮選藥劑；
步驟四、混勻后的泥漿送入浮選柱進行浮選分離，分離后的POPs富集物進入垃圾焚燒爐進行焚燒處理，此時POPs富集物中的有機物得到燃燒再利用；
步驟五、步驟四中浮選分離后的一次尾漿進入第二調(diào)漿桶，在第二調(diào)漿桶中加入酸提取劑和Na2S對重金屬進行酸浸和硫化處理；浮選分離后的二次尾漿產(chǎn)物過濾脫水后直接送生活垃圾填埋場填埋處置；
步驟六、將步驟五中經(jīng)過酸浸和硫化處理的尾漿送入浮選槽分離富集重金屬，重金屬富集物最終送冶煉廠處理將重金屬回收。
以上對本發(fā)明進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。