用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及持久性有機(jī)污染物的機(jī)械化學(xué)法無害化處置【技術(shù)領(lǐng)域】，旨在提供用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置。該裝置包括電機(jī)、皮帶傳動(dòng)裝置、傳動(dòng)齒輪組、水平球磨滾筒和滾筒支架。本實(shí)用新型的水平球磨滾筒在臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)，大大節(jié)約了能耗，且操作運(yùn)行簡單可靠，可以進(jìn)行幾十個(gè)小時(shí)的長時(shí)間無間斷運(yùn)行；本實(shí)用新型工藝系統(tǒng)簡單，初期投資少，工藝流程簡單，設(shè)備磨損小，所需的維護(hù)成本也更少，特別適用于發(fā)展中國家和偏遠(yuǎn)地區(qū)的土壤修復(fù)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型是關(guān)于持久性有機(jī)污染物的機(jī)械化學(xué)法無害化處置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉 及用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置。 用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 近三十年，我國的固廢拆解行業(yè)發(fā)展迅速，世界上多達(dá)70%的電子垃圾被運(yùn)送到 中國進(jìn)行拆解。固廢拆解業(yè)實(shí)際上是一種電子固廢回收利用的行業(yè)，通過對電子固廢的拆 解，可以從中獲取可使用的舊產(chǎn)品、回收貴重金屬等。但是因?yàn)殡娮赢a(chǎn)品制造材料成分復(fù) 雜，本身含有很多有毒物質(zhì)，不當(dāng)處理與處置容易造成環(huán)境污染。我國的固廢拆解企業(yè)普遍 存在生產(chǎn)設(shè)備簡單、工藝技術(shù)落后和管理缺乏等缺點(diǎn)，所以這些企業(yè)每年都會(huì)產(chǎn)生大量的 不可利用的固體廢棄物。對于這些固體廢棄物，就目前的處理能力，也只能像處理生活垃圾 一樣作簡單的填埋處理。然而不同于生活垃圾，這些固體廢棄物中含有的溴代/氯代二惡 英類物質(zhì)、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等持久性有機(jī)污染物會(huì)對土壤造成嚴(yán)重污染。
[0003] 目前研發(fā)的各種土壤修復(fù)技術(shù)包含生物修復(fù)、植物修復(fù)、化學(xué)淋洗、熱力學(xué)修復(fù) 等，由于存在條件嚴(yán)格、耗時(shí)長、費(fèi)用高或二次污染等缺點(diǎn)，限制了目前土壤修復(fù)技術(shù)的工 業(yè)化實(shí)用發(fā)展。為了修復(fù)持久性有機(jī)污染物POPs污染的土壤，必須找尋一種高效、簡便、經(jīng) 濟(jì)適用的POPs無害化處置技術(shù)。1990年代初，西澳大利亞大學(xué)Rowlands等人首先將機(jī)械 化學(xué)法用于多種POPs的處理，并將研究成果發(fā)表于Nature雜志上。自那以后，機(jī)械化學(xué)法 被廣泛研究，而且被認(rèn)為是前景良好的POPs污染土壤修復(fù)技術(shù)。
[0004] 所謂機(jī)械化學(xué)法，就是通過機(jī)械力的不同作用，如壓縮、沖擊、摩擦和剪切等，瞬間 或累計(jì)產(chǎn)生的高能量施加于固體、液體等凝聚態(tài)物質(zhì)，誘導(dǎo)其結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變 化，并誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)。機(jī)械化學(xué)法相比其他的POPs處理方法，具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
[0005] a.它是非熱處置技術(shù)，無高溫高壓條件要求；
[0006] b.反應(yīng)為固固反應(yīng)，反應(yīng)過程全封閉，無氣體污染；
[0007] c.具有非常廣泛的有毒物質(zhì)處理范圍，而且降解效率可達(dá)到99%以上；
[0008] d.操作簡單，成本合理，具有規(guī)模化運(yùn)用潛質(zhì)。
[0009] 目前，機(jī)械化學(xué)法的土壤修復(fù)研究大多停留在理論研究階段，所使用的裝置大多 為行星式球磨機(jī)。行星式球磨機(jī)是靠本身高速的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，使磨球產(chǎn)生巨大沖擊、研磨作 用，將物料粉碎的設(shè)備。盡管經(jīng)過十幾個(gè)小時(shí)的球磨降解，土壤里的POPs的降解效率能達(dá) 到95%以上，但是為了實(shí)現(xiàn)土壤的規(guī)模性修復(fù)，行星式存在很多制約因素。目前應(yīng)用于機(jī)械 化學(xué)法處置POPs研究的行星式球磨機(jī)的球磨罐容量在100ml以下，而生產(chǎn)型行星式球磨機(jī) 最大容量達(dá)到100L，即行星式球磨機(jī)單次處理量??；行星效應(yīng)中有效的能量是磨球能量， 用于維持公轉(zhuǎn)的磨罐的能量是必須附加而未被有效利用的，球磨機(jī)的工作強(qiáng)度大，能耗高， 能源利用率低、使用壽命短；為了防止儀器長時(shí)間高速運(yùn)行的過熱疲勞，球磨機(jī)只能進(jìn)行間 斷式工作，不僅增加了操作復(fù)雜性，還大大增加了降解時(shí)長。如果為了實(shí)現(xiàn)土壤修復(fù)的規(guī)模 化處理而把行星式球磨機(jī)的球磨罐尺寸做大，設(shè)備的重量成三次方比例增大，用于維持磨 罐和磨球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的能耗將會(huì)大大增加；其中用于維持筒體公轉(zhuǎn)這部分能量的大大增 加將造成更大的的能量浪費(fèi)。因此，尋找一種處理量大、操作簡便、低能耗、運(yùn)行可靠且耐用 的土壤機(jī)械化學(xué)修復(fù)裝置顯得很有必要。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0010] 本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有節(jié)能耗約、處 理量大、運(yùn)行可靠且耐用的機(jī)械化學(xué)法土壤修復(fù)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的 解決方案是：
[0011] 提供用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置，包括用于提供動(dòng)力源的電機(jī)， 還包括皮帶傳動(dòng)裝置、傳動(dòng)齒輪組、水平球磨滾筒和滾筒支架；水平球磨滾筒為圓柱結(jié)構(gòu)， 圓柱結(jié)構(gòu)的側(cè)面上設(shè)有料口蓋，料口蓋打開時(shí)用于向水平球磨滾筒內(nèi)添加或倒出污染土 壤，料口蓋關(guān)閉時(shí)能與水平球磨滾筒密封連接；圓柱結(jié)構(gòu)兩個(gè)底面的圓點(diǎn)處分別設(shè)有一根 連接軸，滾筒支架上設(shè)有兩個(gè)軸承，兩根連接軸分別通過軸承與滾筒支架連接，滾筒支架用 于固定水平球磨滾筒；一根連接軸穿過軸承與傳動(dòng)齒輪組連接，傳動(dòng)齒輪組包括大齒輪和 小齒輪，水平球磨滾筒通過連接軸與大齒輪連接，小齒輪與皮帶傳動(dòng)裝置的一端連接，且小 齒輪和大齒輪嚙合連接；皮帶傳動(dòng)裝置的另一端與電機(jī)連接，皮帶傳動(dòng)裝置用于通過皮帶 實(shí)現(xiàn)電機(jī)和小齒輪的傳動(dòng)。
[0012] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置還包括磨 球，磨球用于和污染土壤一起混合加入到水平球磨滾筒中，磨球采用不銹鋼材質(zhì)的磨球，且 磨球的直徑在20?150mm之間。
[0013] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述水平球磨滾筒的容量在0. 1?100m3之間。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0015] 1、水平球磨滾筒在臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)，磨球依靠自身重力脫離水平球磨滾筒的壁面，不 需要水平球磨滾筒的平動(dòng)，大大節(jié)約了能耗；
[0016] 2、水平球磨滾筒轉(zhuǎn)速低，在100r/min以下，操作運(yùn)行簡單可靠，可以進(jìn)行幾十個(gè) 小時(shí)的長時(shí)間無間斷運(yùn)行；
[0017] 3、水平球磨滾筒單次處理量可達(dá)0. 5噸，相比行星式球磨機(jī)的處理量大了 5000 倍，為土壤修復(fù)的規(guī)模化運(yùn)行提供了可能；
[0018] 4、本實(shí)用新型工藝系統(tǒng)簡單，初期投資少，工藝流程簡單，設(shè)備磨損小，所需的維 護(hù)成本也更少，特別適用于發(fā)展中國家和偏遠(yuǎn)地區(qū)的土壤修復(fù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的整體俯視圖。
[0020] 圖2為本實(shí)用新型的水平球磨滾筒示意圖。
[0021] 圖中的附圖標(biāo)記為：1電機(jī)；2皮帶傳動(dòng)裝置；3傳動(dòng)齒輪組；4大齒輪；5小齒輪；6 軸承；7連接軸；8滾筒支架；9料口蓋；10水平球磨滾筒；11磨球。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0023] 如圖1、圖2所示，用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置包括皮帶傳動(dòng)裝置 2、傳動(dòng)齒輪組3、水平球磨滾筒10、滾筒支架8、磨球11和用于提供動(dòng)力源的電機(jī)1，主要用 于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化學(xué)法規(guī)?；迯?fù)POPs污染土壤。
[0024] 水平球磨滾筒10為圓柱結(jié)構(gòu)，橫截面為圓形，水平球磨滾筒10的容量在0. 1? 100m3之間，這里采用容量為Φ450 X 550mm的水平球磨滾筒10,可用于處理5kg受PCBs污 染的土壤。圓柱結(jié)構(gòu)的側(cè)面上設(shè)有料口蓋9,料口蓋9打開時(shí)用于向水平球磨滾筒10內(nèi)添 加或倒出污染土壤、添加劑和磨球11，所述磨球11采用不銹鋼材質(zhì)制作，且磨球11的直徑 在20?150mm之間，水平球磨滾筒10內(nèi)的磨球11總質(zhì)量為20kg ;料口蓋9關(guān)閉時(shí)能與水 平球磨滾筒10密封連接。圓柱結(jié)構(gòu)兩個(gè)底面的圓點(diǎn)處分別設(shè)有一根連接軸7,滾筒支架8 上設(shè)有兩個(gè)軸承6,兩根連接軸7通過軸承6與滾筒支架8連接，滾筒支架8用于固定水平 球磨滾筒10。一根連接軸7穿過軸承6與傳動(dòng)齒輪組3連接，傳動(dòng)齒輪組3包括大齒輪4 和小齒輪5,水平球磨滾筒10通過連接軸7與大齒輪4連接，小齒輪5與皮帶傳動(dòng)裝置2的 一端連接，且小齒輪5和大齒輪4嚙合連接，并保證水平球磨滾筒10的轉(zhuǎn)速在臨界轉(zhuǎn)速以 下，磨球11不與筒壁成為整體。皮帶傳動(dòng)裝置2的另一端與電機(jī)1連接，所述皮帶傳動(dòng)裝 置2用于通過一組皮帶實(shí)現(xiàn)電機(jī)1和小齒輪5的傳動(dòng)。
[0025] 這里水平球磨滾筒10的臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置，包括用于提供動(dòng)力源的電機(jī)，其特征 在于，還包括皮帶傳動(dòng)裝置、傳動(dòng)齒輪組、水平球磨滾筒和滾筒支架；水平球磨滾筒為圓柱 結(jié)構(gòu)，圓柱結(jié)構(gòu)的側(cè)面上設(shè)有料口蓋，料口蓋打開時(shí)用于向水平球磨滾筒內(nèi)添加或倒出污 染土壤，料口蓋關(guān)閉時(shí)能與水平球磨滾筒密封連接；圓柱結(jié)構(gòu)兩個(gè)底面的圓點(diǎn)處分別設(shè)有 一根連接軸，滾筒支架上設(shè)有兩個(gè)軸承，兩根連接軸分別通過軸承與滾筒支架連接，滾筒支 架用于固定水平球磨滾筒；一根連接軸穿過軸承與傳動(dòng)齒輪組連接，傳動(dòng)齒輪組包括大齒 輪和小齒輪，水平球磨滾筒通過連接軸與大齒輪連接，小齒輪與皮帶傳動(dòng)裝置的一端連接， 且小齒輪和大齒輪嚙合連接；皮帶傳動(dòng)裝置的另一端與電機(jī)連接，皮帶傳動(dòng)裝置用于通過 皮帶實(shí)現(xiàn)電機(jī)和小齒輪的傳動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置，其特征在于， 所述用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置還包括磨球，磨球用于和污染土壤一起混 合加入到水平球磨滾筒中，磨球采用不銹鋼材質(zhì)的磨球，且磨球的直徑在20?150mm之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于修復(fù)持久性有機(jī)污染物污染土壤的裝置，其特征在于， 所述水平球磨滾筒的容量在〇. 1?l〇〇m3之間。
【文檔編號】B09C1/00GK203830396SQ201420191590
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】陸勝勇, 嚴(yán)建華, 李曉東, 陳志良, 池涌, 蔣旭光, 王飛, 馬增益, 黃群星, 金余其, 薄拯, 倪明江, 岑可法 申請人:浙江大學(xué)