本实用新型专利技术公开了一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置。它包括三个粉末药剂储存罐，即还原剂储存罐、膨润土储存罐以及铁盐储存罐；两个溶液储存罐，即水储存罐和有机助溶剂储存罐；还包括可旋转的反应釜、支架及电机和旋转轴；反应釜顶部设能闭合的投料口，反应釜内设辅助搅拌棒；三个粉末药剂储存罐与反应釜连接的管路上各设有一投加量控制开关；两个溶液储存罐与反应釜连接的管路上各设一流量控制泵。本实用新型专利技术通过在线制备土壤修复还原药剂免去了纳米零价铁储存的困难；纳米零价铁的制备和使用均在同一反应釜内，节省了成本；通过同步添加有机助溶剂和水混合溶液，可大幅促进污染物的脱附效率，增加纳米零价铁与污染物的反应几率。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置
: 本技术属于土壤污染治理
，涉及一种利用零价铁与有机助溶剂修复氯代有机污染土壤的装置，即一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置。
技术介绍
: 氯代有机化合物是一类污染面广、毒性较大、不易降解的化合物。由于挥发、容器泄露、废水的排放以及废物的焚烧等，大量氯代有机污染物流入地下水和土壤，另外，由于其很容易穿透常规水污染控制工程屏障，进入自然环境并长期存留和富集，严重影响人体健康，对生态系统构成严重的威胁。氯代有机物对人体和动物具有致癌、致畸与致突变作用；破坏或干扰内分泌系统；破坏或抑制神经系统和免疫系统；影响人类生殖功能，即所谓“雌性化”作用。氯代有机物几乎都直接或间接地具有环境激素作用，这些物质长期与人类和动物接触，会渐渐引起内分泌系统、免疫系统、神经系统出现多种异常，并诱发癌症和神经性疾病[江桂斌，持久性有毒污染物的环境化学行为与毒理效应，毒理学杂志，2005(19): 179-180.]。因为大部分氯代有机化合物的辛醇水分配系数较大，其在水中的溶解度较低，所以一旦氯代有机物进入自然环境，土壤将成为其最终的汇[张秀芬，辽河中下游水体中多氯有机物的残留调查，中国环境科学，2000 (20) 31-35.]。由于其难降解，危害性大，分布广，所以关于氯代有机污染土壤的修复技术是污染土壤修复
的一大热点与难点。近年来，欧美诸国已投入大量人力、财力开展氯代有机化合物污染土壤的修复技术研宄。其中，美国已投入100亿美元对一万多个政府超级基金项目中的上千个开展了土壤的修复技术研宄[赵志强，牛军峰，全燮，氯代有机化合物污染土壤的修复技术，土壤，2000(6):288-293]。 上世纪90年代Gillham等开始将零价铁用于氯代有机物的还原脱氯，开创了氯代有机物处理的一种新途径[R.ff.Gillham, A.F.0，Hannesin, Ehanced degradat1n ofhalogenated aliphatics by zero-valent iron，Ground Water，1994，32:958-967.]。零价铁也开始因为价廉易得、还原性强、环境友好等优点而被广泛关注。研宄报道零价铁可以还原降解氯代脂肪烃、氯代芳烃、氯代酚类、氯代有机农药等氯代有机污染物。目前，零价铁还原技术在环境有机氯代污染修复方面已得到实际利用。由于零价铁和污染物之间是个表面反应，所以可以通过增加铁的比表面积来加快反应速率。与微米、亚微米级零价铁相比，纳米铁的比表面积大，能提供更多的反应活性位点，对氯代有机污染物的吸附与还原能力更强。但是纳米铁表面能很高，容易团聚，会影响其反应效率，通过负载的方式固定纳米零价铁是解决这个问题的一种行之有效的方法。近来的研宄发现粘土矿物是一种环境友好且廉价易得的纳米零价铁负载材料，并因此广受关注[张莉，冯流，陈瑜，纳米铁/粘土杂化材料的制备与表征，北京化工大学学报，2009 (36): 33-36.]。 除此之外，在实际应用纳米铁处理氯代有机污染土壤时，还有两个问题需要解决。 (I)如前所述，由于纳米铁反应活性很高，甚至会和空气中的氧气快速反应，如何保证其在合成之后在污染场地实际应用时依然能够具有高活性将直接决定修复效果的好坏。常规的做法包括用特殊的储存方式隔绝纳米零价铁与其他环境氧化介质的接触，但是这将额外的提高修复成本及设备管理要求。(2)在实际环境中由于大部分氯代有机物都是吸附在土壤颗粒表面的，如何提高纳米零价铁颗粒与氯代有机物的接触概率，即如何能够让更多的纳米零价铁暴露于污染物分子也对修复效果及成本控制至关重要。目前主要通过表面活性剂将吸附态的有机污染物淋洗出来，然后再用零价铁在液相中降解污染物的处理方法。这种分步处理的方法对场地环境要求较高，同时成本较大。
技术实现思路
本技术的目的在于:克服现有技术的不足，提供一种利用纳米零价铁与有机助溶剂同步协同降解土壤中的有机氯代污染的装置，即一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置，该装置用简便方法即可实现对氯代有机污染土壤的高效处理。 本技术的技术方案如下: 一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置，它包括三大组成部分:(I)药剂储存部分、(2)溶液储存部分和(3)反应部分；其中: (I)药剂储存部分包含有粉末药剂储存罐三个，分别是还原剂储存罐、膨润土储存罐以及铁盐储存罐，分别放有还原剂、膨润土以及铁盐粉末药剂。其中还原剂可为硼氢化钠或硼氢化钾；膨润土在50°C下烘干，研磨过20目筛盘；铁盐选取纯度超过95%的工业级硝酸铁或氯化铁粉末。另外，该部分包含的三个药剂储存罐分别连有一个粉末投加量控制开关。药剂通过投加量控制开关控制后由管路连入反应装置。 (2)溶液储存部分包含有溶液储存罐两个，分别为水储存罐和有机助溶剂储存罐。其中，反应用水需要预除氯；有机助溶剂一般选取纯度为95%以上的醇类如乙醇或丙醇。溶液储存罐通过泵和管道与反应部分连接，使溶液能够注入反应装置。 (3)反应部分为土壤污染修复装置的主要构件，包括可旋转的反应釜、旋转轴、电机和支架；反应釜以旋转轴为中心轴并可绕着中心轴旋转，旋转轴水平放置，其两端通过支架支撑固定；旋转轴与电机相连；反应釜顶部设有可闭合的投料口，用于药剂、溶液以及污染土壤的投加。另外，反应釜中内置三根辅助搅拌棒，当反应釜旋转时，辅助搅拌棒能够使固液相分散混合更加均匀。 上述三个粉末药剂储存罐与反应釜连接的管路上分别设有一个带控制器能控制粉末药剂储存罐中的粉末药剂投加量的投加量控制开关；两个溶液储存罐与反应釜连接的管路上分别设有一个带流量控制功能的泵。 上述装置中:(I)粉末药剂储存罐与连接管路材质一般为不透明硬质塑料，且储存罐密封性能较好，能够隔绝空气，体积不宜过大，一般为0.1?0.2m3。储存罐置于反应釜上方，通过重力降落投加入反应釜，由投加量控制开关对投加量进行控制。(2)有机助溶剂储存罐与其连接管路材质为不锈钢，水储存罐与其连接管路材质为塑料或不锈钢均可。有机助溶剂储存罐有一定的密封功能，储罐容积一般为2?3m3。抽取溶液的泵机具有流量控制功能。(3)反应釜为横放的圆柱形，容积一般为3?5m3，反应釜顶部的投料口开口面积一般为0.5?0.8m2，能够闭合，使反应釜腔体密封。内置辅助搅拌棒的两端分别焊接在反应釜的两个圆形侧壁上，直径一般为0.03?0.05m，反应釜和辅助搅拌棒材质为有抗腐蚀涂层的不锈钢。电机功率为1500W以上。 利用上述装置处理氯代有机污染物土壤的过程如下:膨润土与铁盐首先通过投加量控制开关按照重量比为5?10:1投加入反应釜，然后泵压重量为膨润土 5?10倍的水进入反应釜中，关闭投料口，开启电机旋转反应釜，混合5?8小时。关闭电机后投加重量为铁盐质量3?5倍的还原剂粉末，再密封反应釜，旋转5?10分钟，制备好纳米零价铁。再次停机，打开投料口，按照体积比为2?0.5:1的比例通过泵加入有机助溶剂和水，总加入量不大于反应釜容积的0.7倍。最后加入污染土，重量为最后一次加入液体重量的0.05?0.2倍。密封反应釜后，开启电机进行污染物降解反应，反应时间视污染物种类本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置，其特征在于，它包括三大组成部分：(1)药剂储存部分、(2)溶液储存部分和(3)反应部分；其中：(1)药剂储存部分包括三个粉末药剂储存罐，分别是还原剂储存罐、膨润土储存罐以及铁盐储存罐；(2)溶液储存部分包括两个溶液储存罐，分别为水储存罐和有机助溶剂储存罐；(3)反应部分包括可旋转的反应釜、旋转轴、电机和支架；反应釜以旋转轴为中心轴并可绕着中心轴旋转，旋转轴水平放置，其两端通过支架支撑固定；旋转轴与电机相连；反应釜顶部设有可闭合的投料口；三个粉末药剂储存罐与反应釜连接的管路上分别设有一个带控制器能控制粉末药剂储存罐中的粉末药剂投加量的投加量控制开关；两个溶液储存罐与反应釜连接的管路上分别设有一个带流量控制功能的泵。
【技术特征摘要】
1.一种适用于氯代有机污染土壤的修复装置，其特征在于， 它包括三大组成部分:(I)药剂储存部分、(2)溶液储存部分和(3)反应部分；其中:(I)药剂储存部分包括三个粉末药剂储存罐，分别是还原剂储存罐、膨润土储存罐以及铁盐储存罐；(2)溶液储存部分包括两个溶液储存罐，分别为水储存罐和有机助溶剂储存罐；(3)反应部分包括可旋转的反应釜、旋转轴、电机和支架；反应釜以旋转轴为中心轴并可绕着中心轴旋转，旋转轴水平放置，其两端通过支架支撑固定；旋转轴与电机相连；反应釜顶部设有可闭合的投料口； 三个粉末药剂储存罐与反应釜连接的管路上分别设有一个带控制器能控制粉末药剂储存罐中的粉末药剂投加量的投加量控制开关；两个溶液储存罐与反应釜连接的管路上分别设有一个带流量控制功能的泵。2.如权利要求1所述的适用于氯代有机污染土壤的修复装置，其特征在于，反应釜为横放的圆柱形，反应釜内设有辅助搅拌棒。3.如权利要求2所述的适用于氯代有机污染土壤的修复装置，其特征在于，反应釜中内置三根辅助搅拌棒，内置辅助搅拌棒的两端分别焊接在反应釜的两个圆形侧壁上...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻恺，黄沈发，杨洁，朱杰，王旌，李忠元，吉敏，
申请(专利权)人：上海市环境科学研究院，
类型：新型
国别省市：上海;31
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