环境污染的物理修复原理

环境修复原理与技术
①淘选机 ②机械粒度 分级机
图 2-4 螺旋分级机或“沙螺旋” 的工作原理示意图
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③ 水 力 旋 风 分 离 器
图 2-5 水力旋风除尘器示意图
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(3) 密度（或重力）分离 基于物质密度，采用重力富集方式分离颗粒。在 重力和其他一种或多种与重力方向相反的作用力 的同时作用下，不同密度的颗粒产生的运动行为 也有所不同。尽管密度不同是重力分离的主要标 准，但是颗粒大小和形状也影响分离。一般情况 下，重力分离对粗颗粒比较有效。
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③ 筛分前的预处理： 摩擦—洗涤 摩擦洗涤器
摩擦洗涤器能够打碎土壤团聚体结构，将氧化物或 其他胶膜从土壤胶体上洗下来。
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(2)水动力学分离
水动力学分离，或粒度分级，是基于颗粒在流体 中的移动速度将其分成两部分或多部分的分离技 术。颗粒在流体中的移动速度取决于颗粒大小、 密度和形状。可以通过强化流体在与颗粒运动方 向相反的方向上的运动，提高分离效率。
技术优点
操作简单，分离可 具有较高的选择性
局限性 设备类型举例
序批式操作特性， 清晰较为困难 转鼓、转盘、水平 过滤器
价格较贵，设备结 构复杂 固体沉降容器、离 心多孔筐
慢 圆筒形连续粒度分 级机、耙、溢流设 备、刮板、深锥形 浓集器 圆筒形管、有倾口 容器、浮选剂
典型的实验室规模 设备
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2.3.3 物理分离修复原理
(1) 粒径分离
筛分：根据颗粒直径分离固体 ①干筛分
图2-2 滚筒筛设备示意图
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②湿筛分
图2-3 跳汰式湿筛分工艺示意图
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一般来说，采用湿筛分技术要遵循以下原则： a.当大量重金属以颗粒状存在时，特别推荐采用 湿筛分方式。此时，湿筛分手段能够使土壤无害 化，而不需要进一步的处理；同时，应用少量的 化学试剂就将废液中重金属颗粒的体积减少到一 定预期水平。 b.如果接下来的化学处理需要水，如采用土壤清 洗或淋洗技术，那么也推荐用湿筛分技术。 c.如果处理得到的重金属可以循环再利用或废液 不需要很多的化学处理试剂，也适合采用湿筛分 方法。
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2.3.2 物理分离修复过程
①针对不同土壤颗粒粒级（如粗砂、细砂和薪粒 等）、粒径或形状，可通过不同大小、形状网格的 筛子（如格筛、振动筛）进行分离（图2-1)；
图 2-1 污染土壤的物理分离修复过程
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②依据颗粒水动力学原理，将不同密度的颗粒，通 过其重力作用导致的不同沉降、沉淀速率进行分 离； ③根据颗粒表面特性的不同，采用浮选法，将其中 一些颗粒吸引到目标泡沫上进行分离； ④一些物质具有磁性，或者污染物本身具有磁感应 效应，尤其是一些重金属，可采用磁分离法进行 分离。 物理分离技术通常需要挖掘土壤，因此修复工作 所耗费的时间取决于设备的处理速度和待处理土 壤的体积。通常，都是在流动的单元内原位开展 修复工程，它的修复能力是每天能处理 9～ 450m3 的土壤。
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2.2 物理修复的技术类型
根据处理对象的位置是否改变分为： 原位物理修复 原位物理修复更为经济有效：对污染物就地处置， 使之得以降解和解毒，不需要建设昂贵的地面环 境工程基础设施和远程运输，操作维护起来比较 简单，还有一个优点就是可以对深层次污染的土 壤进行修复。 异位物理修复， 与原位物理修复技术相比，异位物理修复技术的 环境风险较低，系统处理的预测性高于原位物理 修复。
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②沉淀 ③离心
图2-8 一种圆筒型离心机构造及工作原 理示意图
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脱水分离修复的主要技术特征总结
技术 基本原理及影响 因素 过滤 通过多孔介质； 取决于颗粒粒径 压滤 压缩流体通过可 渗透的多孔介质； 颗粒粒径 可处理难以泵送的 泥浆物质，处理国 的固体含水量比较 低 需要高压力，有时 增加流体的阻力 序批式操作、需要 持续的压力 离心 认为重力沉降； 粒径、形状、密度 以及流体密度 处理能力较大，速 度较高 沉淀 重力沉降；犁镜、 形状、密度和流体 密度，可以借助浮 选剂 设备简单、便宜， 处理能力较大
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第二章 环境污染的物理修复原理
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2.1.1 物理修复的概念
修复：Remediation 环境意义上的修复是指对被污染的环境采取物理、 化学与生物学技术措施，使存在于环境中的污染 物质浓度减少或毒性降低或完全无害化。
物理修复：污染环境的物理修复过程主要利用污 染物与环境之间各种物理特性的差异，达到将污 染物从环境从去除、分离的目的。
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2.1.2 物理修复的特点
物理修复具有高效、快捷、积极、修复时间较短、 操作简便、对周围环境干扰少、对污染物的性质 和浓度不是很敏感等特点，所以应用范围很广， 近年来物理修复在污染土壤的治理方面得到了较 大的发展。 但相对与近年来迅速发展的生物修复技术也暴露 出不少缺点：修复效果不尽人意、所需费用较高、 耗人力物力较多、有可能引起二次污染等
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a.振动筛原工作理示意图
b. 螺旋富集器横断面
c. 摇床工作原理示意图
图2-6 重力分离设备工作原理示意图
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(4) 脱水分离 ①过滤和压滤
图2-7 自动板框压滤机工作原理示意图
1．主梁 2．滤布 3．固定压板 4．滤板 5．池框 6．活动压板 7．压紧机构 8．洗Hale Waihona Puke Baidu槽
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5种物理修复技术
1
2 3
基本物理分离修复
蒸汽浸提修复 固定/稳定化修复 电动力学修复 热力学修复
4
5
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2.3 基本物理分离修复
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2.3.1 物理分离修复概述
在化学、采矿和选矿工业中应用了几十年 。 主要是基于介质及污染物的物理特征而采用不同 的操作方法： ① 依据粒径大小，采用过滤或微过滤的方法进行分 离； ② 依据分布、密度大小，采用沉淀或离心分离； ③ 依据磁性有无或大小，采用磁分离的手段； ④ 根据表面特性，采用浮选法进行分离。