一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置及方法，包括反应组件、智能控制组件；反应组件，由6个隔离板、6个40KHz超声波振板、一体式盖板组成，隔离板按顺序竖直插入土壤中，俯视时，呈“*”状布置；40KHz超声波振板也按顺序竖直插入土壤中，俯视时，使隔离板和40KHz超声波振板形成6个等边三角形处理单元。本发明专利技术在快速高效的降解石油烃的同时，大大降低了对土壤的二次污染，且能及时对修复后的土壤进行酸碱调节、硫酸根离子控制和营养补给，具有适用范围广、操作简便的优点。操作简便的优点。操作简便的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置及方法


[0001]本专利技术涉及石油污染土壤修复
，尤其涉及一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置及方法。

技术介绍

[0002]石油工业作为国家的支柱产业，随着工业化的不断发展，人类对石油的需求越来越大。全世界石油年均产量约为40亿吨，据统计资料显示，每生产1吨石油约会有2千克污染物进入环境。最终这些污染物会通过各种途径进入土壤。石油类物质进入土壤后，由于其特殊性质，易于土壤粘连，从而影响土壤的通透性。此外，石油还会导致土壤的生态改变，影响土壤原微生物区系。且石油中具有致癌、致畸变作用的多环芳烃能通过食物链在生物体内富集，对人类有极大的危害。而石油自身由于其复杂的组分，在自然条件，难以降解，而石油产业发展迅速，石油与其制品的开发与使用日益增加，大范围、多区域的土壤污染问题愈发严重。因此，石油污染土壤的绿色和高效修复已经成为各个国家生态环境建设的迫切需求。
[0003]现有技术中，针对石油污染土壤有物理处理技术、生物处理技术及传统的化学处理技术。以上各种处理方法或易对环境造成较大的二次污染，或处理成本高，或处理周期长，或降解效率低，不能满足城市快速发展过程中高效、绿色的土壤修复需求。且体系复杂的实际污染土壤中石油烃，由于其疏水性和吸附性较强，极易被土壤胶体吸附、包裹，单频率超声波与过硫酸盐的耦合，不足以使其达到有效的降解。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置及方法，在快速高效的降解石油烃的同时，大大降低了对土壤的二次污染，且能及时对修复后的土壤进行酸碱调节、硫酸根离子控制和营养补给，具有适用范围广、操作简便的优点。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置，包括反应组件、智能控制组件。
[0007]反应组件，由6个隔离板、6个40KHz超声波振板、一体式盖板组成，隔离板按顺序竖直插入土壤中，俯视时，呈“*”状布置。40KHz超声波振板也按顺序竖直插入土壤中，俯视时，使隔离板和40KHz超声波振板形成6个等边三角形处理单元。
[0008]在6个等边三角形处理单元的顶部盖合一个一体式盖板，一体式盖板中部具有一个加药口，在加药时，使6个等边三角形处理单元均被加入一定的药量。
[0009]智能控制组件，包括20KHz超声波换能器、搅拌器、超声波振板发生器、搅拌控制器、20KHz超声波发生器。在一体式盖板上以加药口为圆心等距均布有6组20KHz超声波换能器和搅拌器,在盖合一体式盖板时，每组20KHz超声波换能器和搅拌器均能置入对应的等边三角形处理单元内。
[0010]进一步的是，20KHz超声波换能器和搅拌器和一体式盖板为固定一体连接。
[0011]6个40KHz超声波振板均与超声波振板发生器相连接。
[0012]6个20KHz超声波换能器均与20KHz超声波发生器相连接。
[0013]6个搅拌器均与搅拌控制器相连接。
[0014]进一步的是，每个20KHz超声波换能器的功率范围为0
‑
3000W。
[0015]进一步的是，40KHz超声波振板下部1/2区域均安装有60个超声波振板振子，每个超声波振板振子的功率为0
‑
60W。
[0016]进一步的是，隔离板为316不锈钢薄板。
[0017]进一步的是，6个40KHz超声波振板底部为超声波振板尖端，超声波振板尖端的长度为10cm。
[0018]双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复方法，包括:
[0019]步骤1.向待处理土壤中分别插入6块隔离板，插入深度为50cm，再按照同样的深度插入6个40KHz超声波振板，使待处理土壤分割为6个等边三角形处理单元。
[0020]步骤2.向6个等边三角形处理单元注水，使其水位高出地表30cm；
[0021]步骤3.将安装有6组20KHz超声波换能器和搅拌器的一体式盖板，盖合在6个等边三角形处理单元顶部，使6组20KHz超声波换能器和搅拌器均置入对应的等边三角形处理单元内；
[0022]步骤4.按照土壤的污染程度，通过加药口向6个处理单元分别加入适量的过硫酸钠；
[0023]步骤5.控制搅拌控制器，使6个搅拌器均开始工作，使土壤与水充分混合，形成均匀的泥浆混合液；
[0024]步骤6.待搅拌器搅拌10min后，根据土壤污染程度，分别设置6个40KHz超声波振板、6个20KHz超声波换能器功率的参数，分别开启超声波振板发生器、和20KHz超声波发生器，使40KHz超声波振板、20KHz超声波换能器同时开始工作。
[0025]步骤7.待设定时间到时，关闭超声波振板发生器、20KHz超声波发生器和搅拌器，通过加药口向6个处理单元分别投加适量土壤调节剂，再次开启搅拌器运行10min。
[0026]其中，土壤调节剂按质量比由50％
‑
60％的纳米岩、20％
‑
30％的腐殖酸和5％
‑
20％的草木灰制成。
[0027]步骤8.处理结束后，先移除一体式盖板，再移除6个40KHz超声波振板，继而移除6个隔离板。
[0028]进一步的是，超声波振板发生器、和20KHz超声波发生器开启时间为30
‑
120min。
[0029]超声处理时间、超声功率、占空比是根据待处理土壤的石油污染程度、粘度等理化性质决定的，其中超声功率以及超声时间对土壤修复起到了主要作用。
[0030]过硫酸钠的添加量是根据待处理土壤中石油烃的含量计算的估算值。过硫酸盐的添加量对土壤修复起到了关键作用，较为准确地用量需要具体实施前采取实验室测试的方式获取。
[0031]较优的，土壤调节剂按质量比是由30％
‑
60％的纳米岩、20％
‑
40％的腐殖酸和10％
‑
40％的草木灰制成。
[0032]进一步的，土壤调节剂按质量百分比计是由30％
‑
70％的纳米岩、30％
‑
70％的腐
殖酸、5％
‑
15％的草木灰制成。
[0033]较优的，土壤调节剂中纳米岩为孔径为0.4
‑
1.2nm的多孔纳米岩石，比表面积为30
‑
100m2/g，纳米岩主要成分为二氧化硅、三氧化铁、五氧化二磷、氧化钙。
[0034]进一步的，土壤调节剂中纳米岩较优孔径为0.5
‑
1nm，较优比表面积为50
‑
100m2/g。
[0035]较优的，腐殖酸的粒径为800
‑
300目，纳米岩石的粒径为500
‑
1000目，草木灰的粒径为80
‑
500目。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置，其特征在于，包括反应组件、智能控制组件；反应组件，由6个隔离板、6个40KHz超声波振板、一体式盖板组成，隔离板按顺序竖直插入土壤中，俯视时，呈“*”状布置；40KHz超声波振板也按顺序竖直插入土壤中，俯视时，使隔离板和40KHz超声波振板形成6个等边三角形处理单元；在6个等边三角形处理单元的顶部盖合一个一体式盖板，一体式盖板中部具有一个加药口，在加药时，使6个等边三角形处理单元均被加入一定的药量；智能控制组件，包括20KHz超声波换能器、搅拌器、超声波振板发生器、搅拌控制器、20KHz超声波发生器，在一体式盖板上以加药口为圆心等距均布有6组20KHz超声波换能器和搅拌器,在盖合一体式盖板时，每组20KHz超声波换能器和搅拌器均能置入对应的等边三角形处理单元内；6个40KHz超声波振板均与超声波振板发生器相连接；6个20KHz超声波换能器均与20KHz超声波发生器相连接；6个搅拌器均与搅拌控制器相连接。2.根据权利要求1所述的双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置，其特征在于，20KHz超声波换能器和搅拌器和一体式盖板为固定一体连接。3.根据权利要求1所述的双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置，其特征在于，每个20KHz超声波换能器的功率范围为0
‑
3000W；40KHz超声波振板下部1/2区域均安装有60个超声波振板振子，每个超声波振板振子的功率为0
‑
60W。4.根据权利要求1所述的双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置，其特征在于，隔离板为316不锈钢薄板。5.根据权利要求1所述的双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复装置，其特征在于，6个40KHz超声波振板底部为超声波振板尖端，超声波振板尖端的长度为10cm。6.双频超声波耦合过硫酸钠的石油土壤修复方法，其特征在于，包括:步骤1.向待处理土壤中分别插入6块隔离板，插入深度为50cm，再按照同样的深度插入6个40KHz超声波振板，使待处理土壤分割为6个等边三角形处理单元；步骤2.向6个等边三角形处理单元注水，使其水位高出地表30cm；步骤3.将安装有6组20KHz超声波换能器和搅拌器的一体式盖板，盖合在6个等边三角形处理单元顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷永佳，王祥柯，姚景，黄启瑞，赵丽容，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：