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雙軸攪拌土壤改良設備用于重金屬污染土壤原地異位修復
以武漢染料廠土壤修復工程為例
引言
原地異位修復是指將受污染的土壤從污染區(qū)域內挖掘出來，經短駁運輸至場內一定區(qū)域進行某種修復處置的活動。
以原地異位固化穩(wěn)定化修復工藝為例，首先要將受重金屬污染的土壤從原來污染區(qū)域內挖掘出來，并運輸至修復密閉車間內暫存堆置，采用特種設備進行預處理，再利用土壤改良設備通過添加固化穩(wěn)定化藥劑并對污染土壤進行攪拌混勻修復，使土壤中的重金屬離子與修復藥劑充分混合反應，起到抑制金屬離子滲出及遷移，以此達到修復重金屬污染土壤的目的。
在異位土壤修復過程中，污染土壤與修復藥劑的精確計量和投加，修復藥劑與污染土壤的均勻混合，土壤含水率的精確控制是影響土壤修復效果的關鍵性因素。
目前國內采用的土壤改良設備以國外引進為主，但國外設備有其應用的局限性，尤其是針對我國南方地下水位較淺的粘土場地，出現(xiàn)了不適應粉塵環(huán)境、進料不暢等“水土不服”的狀況。再加上進口設備造價高昂，維修和養(yǎng)護成本較高，外方不提供詳細說明書及電路圖等技術資料，造成維修保養(yǎng)困難，大大制約著此類設備在國內的推廣使用。
因此，研發(fā)一套適應于南方典型粘土場地，且運行高效、成本低廉的土壤修復設備，成為擺在行業(yè)面前的緊迫任務。
基于以上問題，北京建工修復公司技術、設備和工程人員結合國內修復設備發(fā)展現(xiàn)狀，自行研發(fā)設計了一套臥式雙軸攪拌土壤改良設備，該設備擁有連續(xù)生產、混合均勻以及計量準確、供料量大等特點，對于南方濕粘土壤與藥劑的混合有較好的效果。
另外，該套設備針對不同土質或用途可設置不同的混合模式，從而發(fā)揮最適合要求的混合性能。搭載的計量供料系統(tǒng)，保證了土壤的準確計量和修復藥劑的精確投加，可實現(xiàn)高品質、高效率的修復要求。
設備應用
下面就以武漢染料廠項目一期實施為例，對雙軸攪拌設備應用于重金屬污染土壤修復的實施流程進行詳述：
(1)污染土清運與暫存
根據(jù)前期場地調查圈定的重金屬污染范圍，采用工程機械輔以現(xiàn)場測量放線的手段將受重金屬污染的土壤從圈定的污染區(qū)域內挖掘出來，然后利用工程運輸車輛沿場區(qū)布設的臨時便道運輸至指定修復車間內進行暫存堆置。為便于組織生產，基坑開挖采取分區(qū)、分層、分污染類型以及分污染程度的組織模式進行土壤清挖作業(yè)，避免出現(xiàn)亂挖、混挖，不同類型不同污染程度土壤交叉污染的情況，影響后續(xù)生產的有序進行。
(2)土壤預處理
土壤預處理操主要目的為：降低土壤粘度和含水率，提高土壤疏散程度，減小土塊粒徑，保證土壤能順利完成上料和配料操作。為確保篩分質量，篩分過程應根據(jù)渣塊含量、土壤質地等土質參數(shù)，確定合理的篩分次數(shù)，一般篩分1~2遍，如土質情況較為復雜，可由現(xiàn)場技術人員確定后酌情增加篩分次數(shù)。
(3)污染土壤配料與計量
土壤經預處理并檢驗合格后，由挖掘機進行向各土壤料倉內投加上料，而后進入配料計量運行單元。配料過程由計算機控制完成，按照預先設定的土壤和修復藥劑投加配比，進行稱重配料。
(4)污染土傳送與暫存
完成配料后，物料經傳送帶輸送至雙軸攪拌設備上方的物料暫存料斗中進行暫存。待雙軸攪拌設備中上一批次物料達到攪拌設定時間并完成出料后，暫存料斗中物料落入攪拌設備倉內，進入下一批次攪拌運行。同時，配料單元接收信號啟動下一批次待攪拌土壤的配料工作，并經傳送帶輸送至物料暫存料斗中暫存，完成一個運行周期。
(5)土壤與藥劑攪拌混合
污染土壤與修復藥劑的攪拌混合在核心設備雙軸攪拌機內完成。攪拌時間視物料干濕狀況以及污染投加配比而定;另外，為保證固化穩(wěn)定化修復藥劑擁有一個適宜的反應環(huán)境，需根據(jù)土壤含水率情況進行水質調節(jié)，添加水量根據(jù)預先設定參數(shù)由計算機控制完成投加。
(6)土壤出土堆置待檢
經土壤改良機處理后的污染土壤，由運輸車輛統(tǒng)一運至指定待檢區(qū)域進行堆置養(yǎng)護。堆置期間定期采樣檢測土壤含水率，并根據(jù)情況及時補充水分，維持待檢土壤含水率恒定。
結語
通過武漢染料廠項目一期實踐證明，由北京建工修復公司自行設計研發(fā)的雙軸攪拌土壤改良設備，完全可滿足污染土壤異位修復實施的技術要求，尤其適用于南方高含水率高粘性污染土壤的修復。
該設備的研發(fā)成功一舉解決了土壤修復過程中藥劑精確計量投加，藥劑與土壤混合均勻程度，土壤含水率調節(jié)等一系列工程難題，打破了國外設備對于此類設備的技術壟斷，對于我國土壤修復工作的順利開展和自主技術裝備實力的提升具有積極的推動意義。
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