技术领域
[0001] 本发明属于重金属污染土壤淋洗的关键段工艺监测与药剂循环利用技术领域，涉及一种基于传感技术的数字化淋洗加药循环系统及方法，特别是一种能够在淋洗过程中实时监测淋洗药剂浓度的方法。
相关背景技术
[0002] 环境修复施工中的数据以人工采集、处理、模拟及反馈为主，存在局限性和主观性，既不利于施工信息的准确收集与及时反馈，也不利于施工参数的优化和决策。随着数字化技术的推广和应用，各地对重金属污染土壤异位淋洗修复技术的关键工艺参数及监控提出了明确的界定和要求，对于直接动态监测循环/补充水流量、淋洗废水流量等关键参数的需求越来越高。目前已经实现了循环/补充水流量参数的直接动态监测，但淋洗及废水处理工段的药剂使用量/药剂添加量等关键参数仍不能实现直接获取和动态监测。淋洗剂的浓度是影响重金属污染土壤淋洗效率及淋洗成本的最关键因素。大多数情况下，淋洗修复没有考虑淋洗药剂的再利用，需在进料时不断补充新配置的淋洗液，淋洗药剂成本居高不下；即使考虑淋洗药剂的再利用，也无法确定损失的药剂量，以过量补充的方式保证淋洗效率。
[0003] 本发明通过分析淋洗工艺中的水量平衡及药剂平衡，通过传感器、自动阀门等控制器调节控制药剂补充量和清水，使药剂循环与补充达到动态平衡，通过平衡后的数据计算淋洗剂在淋洗过程中的损失量及必要的补充量，有效控制淋洗的成本和潜在的二次污染。
具体实施方式
[0063] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的具体应用实施例，对本发明的实施进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0064] 上海某重金属污染土壤Cu污染浓度约2300mg/kg，100t，采用0.5％柠檬酸溶液进行淋洗，液固比为6mL/g，淋洗时间为30min，每小时处理2t，重金属捕捉剂投加量为0.005％，PAC投加量为0.05％，PAM投加量为0.005％。应用该淋洗系统进行中试试验。
[0065] 按照设计在进料运输装置上安装皮带秤，支架水池进出口位置安装电磁流量计，在水处理的加药口设置电磁流量计和在线pH监测仪。在实验室小试利用不同浓度的柠檬酸原液与土壤淋洗，得到淋洗后的淋洗液中的pH曲线，如图2、图3，确定0.5％柠檬酸投加量条件下淋洗废液中的pH值。
[0066] 本实施案例应用下述数字化淋洗加药循环系统和方法进行：
[0067] 第一步：
[0068] 小试试验确定能反应C0、C1、C2柠檬酸浓度的水质参数为pH；
[0069] 确定C0(x)与pH(y)的拟合函数如下：
[0070] y＝4.49‑0.445ln(x‑0.097)，R2＝0.91017
[0071] 确定C1(x)与pH(y)的拟合函数如下：
[0072] y＝8.91‑0.598ln(x+0.56),R2＝0.9092
[0073] 确定C2(x)与pH(y)的拟合函数如下：
[0074] y＝2.172‑0.402ln(x+0.05),R2＝0.91486
[0075] 确定其药剂补充比例为原淋洗液的20％，在循环条件下仍能满足Cu的去除目标。
[0076] 第二步：
[0077] S1：土壤进料经称重计得到土壤实时进料速度S(t/h)，通过控制进料速度将S控制在理论值±10％的偏差内，根据液固比及阀门控制出水流量Q0的大小在理论值±10％的偏差内，Q0＝S×液固比；
[0078] S2：淋洗废水经水处理后进入支架水池，支架水池处进行淋洗药剂和清水的补充；支架水池三进一出处通过水质监测间接测定C0、C1、C2，利用自动控制程序通过对Q2调节，使C0、C1、C2控制在理论值±10％的偏差内。
[0079] S3：根据Q0、Q1、Q2的情况自动调节清水流量Q3，完成土壤淋洗及废水处理的水循环和药剂补充，使其达到动态平衡。
[0080] S4：通过组态仿真软件中对不同位置处水质参数的监测输入值及拟合函数，对投入药剂进行累计监测计算，具体参见下表2：
[0081] 表2淋洗剂的流量、水质在线监测汇总
[0082]
[0083] 应用效果：系统持续运行1、2、3小时后，对淋洗压滤后的土壤进行取样，分析淋洗处理后土壤中Cu的浓度变化。结果表明：淋洗处理后土壤中Cu的浓度处于1504‑1532mg/kg之间，去除率稳定，满足修复目标值2000mg/kg的要求。药剂累计用量为该结果表明本发明的基于传感技术的数字化淋洗加药循环系统形成的稳定加药量有效，能维持系统的运转和持续有效修复。
[0084] 以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
