一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备，包括淋洗柱、氧化管、第一循环泵和第二循环泵，淋洗柱内装有污染土壤，污染土壤下方设有筛网，上方设有淋洗喷头；淋洗柱下端连接一缓冲槽，氧化管连接一吸附管；第一循环泵一端与缓冲槽连接，另一端与氧化管连接；第二循环泵一端与吸附管连接，另一端与喷淋管贯通连接。使用EDTA作为淋洗剂能够高效而快速去除土壤中的重金属，克服了药剂成本大、产生二次污染及后续处理比较麻烦的难题；通过有机酸与少量助剂复配促进土壤中重金属的解吸增溶，拓宽了淋洗液的适用范围，淋洗液和重金属的结合体易于通过吸附剂吸附分离，且不对环境造成二次污染。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备，包括淋洗柱、氧化管、第一循环泵和第二循环泵，淋洗柱内装有污染土壤，污染土壤下方设有筛网，上方设有淋洗喷头；淋洗柱下端连接一缓冲槽，氧化管连接一吸附管；第一循环泵一端与缓冲槽连接，另一端与氧化管连接；第二循环泵一端与吸附管连接，另一端与喷淋管贯通连接。使用EDTA作为淋洗剂能够高效而快速去除土壤中的重金属，克服了药剂成本大、产生二次污染及后续处理比较麻烦的难题；通过有机酸与少量助剂复配促进土壤中重金属的解吸增溶，拓宽了淋洗液的适用范围，淋洗液和重金属的结合体易于通过吸附剂吸附分离，且不对环境造成二次污染。【专利说明】一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备
本技术涉及一种修复重金属污染土壤的设备，尤其涉及一种利用淋洗联合氧化法来修复重金属污染土壤的设备。
技术介绍
近年来随着工业的迅速发展导致大量含有重金属的废水、废渣被不合理的排放到土壤中。我国重金属污染的土壤占耕地总面积的1/6左右，每年被重金属污染的粮食更是高达数百万吨。部分污染场地内多呈现金属Cu、Pb、Zn等共存复合污染特征，且污染浓度较高。由于重金属的隐蔽性、难降解性以及不可逆性等特点，使得重金属污染土壤不仅大面积无法使用，而且还会通过农作物和人类之间的食物链关系危害到人类的生命健康，也会直接影响到土壤生态系统的功能及结构，最终对生物生态安全造成威胁，甚至危害到人体的健康。另外由于人类的活动也将重金属加入到土壤中，使得重金属污染土壤问题变得越来越严重。因此，重金属污染土壤的修复和治理成为亟待解决的环境问题。目前国内外研究涉及到的以及实际处理过程中应用到的重金属污染土壤的治理主要有固化和去除2种途径。近年来，围绕这两种途径开发了不同的治理措施和方法，如固化、还原、农业调控、生物修复和植物修复等，但这些方法具有处理不彻底、耗时长、易产生高毒中间代谢产物和应用范围有限等缺点，因而尚未在工程上进行应用。目前工程上主要方法有以下几种:改土法、电动修复法、热处理法、玻璃花技术和土壤淋洗法。与土壤淋洗法相比，改土法、电动修复法、热处理法和玻璃化技术或存在二次污染、或适用范围小、或价格昂贵，皆有较为明显等不足。土壤淋洗是运用物理或化学手段将污染土壤中的有机和无机污染物进行分离、隔离、浓缩或进行无害化处理的过程。其中淋洗药剂是淋洗的关键部分，近年来被报道过的淋洗剂分为无机淋洗剂(水，无机盐，无机酸等)、有机淋洗剂(柠檬酸、草酸、苹果酸等)、螯合剂(EDTA、DTPA等)以及表面活性剂(鼠李糖脂、皂角苷等)等。水洗耗费大，资源浪费；无机酸会导致土壤的理化性质改变，使土壤呈现酸性；有机酸虽然对环境没有太大危害，但是只是针对轻度污染土壤有作用，对于高浓度污染土壤，会带来淋洗药剂耗量大、处理费用高等问题；表面活性剂产量比较低，生产成本高。基于上述淋洗剂的种种问题，提出使用EDTA作为淋洗剂来淋洗污染土壤。EDTA能与大部分金属离子结合形成稳定的螯合物，对土壤中的Cu, Zn, Pb, Cd都有较高的去除效率，被广泛运用到重金属污染土壤的修复中，但EDTA淋洗土壤的主要问题之一是螯合剂和重金属络合物很难从提取液中分离出来。EDTA是一种有毒的药剂，而且它的络合物是很难化学和生物降解，因此必须在提取之前将其去除，然后在被安全的排出。土壤淋洗技术是一项应用性强、可彻底去除污染物、处理过程可控且速度快的土壤修复治理技术，常用于污染场地的修复治理，已在国外污染场地修复中得到了广泛的应用，并取得了良好的修复效果。其中淋洗剂的选择是修复技术的关键。已经报道的重金属淋洗剂主要是表面活性剂和酸类淋洗剂。表面活性剂分人工合成的络合剂(EDTA等)、生物表面活性剂(包括鼠李糖脂、槐糖脂、沙梵婷和皂角苷等XEDTA因其能与大部分金属离子结合成稳定的螯合物，对土壤中的Cu，Zn，Pb，Hg，Cd和Cr等都有较高的去除效率，从而被广泛运用到重金属污染土壤的修复中，但EDTA存在价格昂贵、生物降解性较差、回收困难等问题。近年来，人们开始将生物表面活性剂代替EDTA用于土壤淋洗，但生物表面活性剂产量较低，生产成本较高。因此，目前生物表面活性剂工业规模的应用并不具有优势。酸类淋洗剂主要包括无机酸溶液(HCl和HN03等)、天然有机酸溶液(柠檬酸、苹果酸、草酸、丙二酸、胡敏酸及富里酸等)。无机酸能最大化的去除土壤中的重金属，并且价格低廉，但淋洗后容易导致土壤的理化性质发生改变，使土壤呈现酸，它较适合于工业废弃地重度污染的土壤。天然有机酸对重金属有较好的清除能力，酸性温和，生物降解性好，对环境没有污染，是非常有应用前景的环境友好型淋洗剂。目前采用有机酸进行单一类型金属污染土壤修复的研究已取得了一定的结果，而利用有机酸与添加剂组合复配以修复多金属污染土壤的研究及淋洗废液的处理还鲜见报道。同时，淋洗剂有效成分损失较大、回收时间长、回收浓缩的污染物难以彻底消除，易导致污染物再次进入环境系统，造成二次污染。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种能够对淋洗废液进行氧化法修复重金属污染土壤，并循环利用的设备。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:提供一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备，包括淋洗柱，所述淋洗柱内装有待修复重金属污染土壤，所述待修复重金属污染土壤下方设有筛网，其上方设有淋洗喷头，淋洗喷头连接一用来补充淋洗液的喷淋管，所述淋洗柱下端通过管道连接一缓冲槽；氧化管，所述氧化管内充有氧化剂，氧化管的出液口连接一吸附管，所述吸附管内充有吸附剂；第一循环泵，所述第一循环泵一端的管道与缓冲槽的下端连接，另一端的管道与氧化管的进液口连接；第二循环泵，所述第二循环泵一端的管道与吸附管连接，另一端的管道与喷淋管贯通连接。进一步，所述氧化管的进液口还连接一臭氧发生器。进一步，所述氧化管的外周设有数个紫外灯。进一步，所述缓冲槽与第一循环泵间的管道上设有一调压阀。进一步，所述吸附剂为活性炭、电气石或粉煤灰。一种利用以上所述的设备进行淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的方法，包括如下步骤:步骤一、配置淋洗液，即配置EDTA或将有机酸与助剂复配成淋洗液；步骤二、将淋洗液浸入待修复重金属污染土壤，即淋洗液通过喷淋管、淋洗喷头均匀喷入淋洗柱内的待修复重金属污染土壤中；步骤三、淋洗后的废液经氧化，将重金属分离出来，即淋洗后的废液经第一循环泵流入氧化管内，则淋洗后的废液将被氧化管内的氧化剂氧化；步骤四、经氧化后废液通过吸附剂将其中的重金属吸附，即经氧化后的废液通入吸附管内，则吸附管内吸附剂将吸附经氧化后废液长的重金属；步骤五、经吸附完重金属后的剩余废液将作为淋洗液循环使用，即第二循环泵将经吸附完重金属后的剩余废液导入淋洗柱上方的喷淋管中，继续对待修复重金属污染土壤进行淋洗。进一步，所述步骤一中的有机酸是EDTA络合剂、柠檬酸、苹果酸、草酸、丙二酸、胡敏酸或富里酸，助剂为氯化钠。进一步，所述步骤一中的有机酸与助剂的质量比为5:1?2:1。进一步，所述步骤四中的吸附剂是活性炭、电气石或粉煤灰。进一步，所述步骤四中的经氧化后的废液与吸附剂的液固比为20:1?5:1。本技术具有的优点和积极效果是:使用EDTA作为淋洗剂能够高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淋洗联合氧化法修复重金属污染土壤的设备，其特征在于：包括淋洗柱，所述淋洗柱内装有待修复重金属污染土壤，所述待修复重金属污染土壤下方设有筛网，其上方设有淋洗喷头，淋洗喷头连接一用来补充淋洗液的喷淋管，所述淋洗柱下端通过管道连接一缓冲槽；氧化管，所述氧化管内充有氧化剂，氧化管的出液口连接一吸附管，所述吸附管内充有吸附剂；第一循环泵，所述第一循环泵一端的管道与缓冲槽的下端连接，另一端的管道与氧化管的进液口连接；第二循环泵，所述第二循环泵一端的管道与吸附管连接，另一端的管道与喷淋管贯通连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张景辉，杨伟，孙磊，多丽娜，刘汉桥，
申请(专利权)人：天津生态城环保有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12