重金属污染土壤修复装置及其修复方法与流程

本发明涉及一种农林业土壤修复领域，具体涉及一种重金属污染土壤修复装置，还涉及使用该装置进行重金属污染土壤修复的方法。

背景技术：

在土壤的无机污染物中，突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累，转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。

土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言，可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等，另一类是植物正常发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会发生污染，妨碍植物生长发育。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种重金属污染土壤修复装置，起到修复土壤和促进植物生长的双重作用。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：重金属污染土壤修复装置，包括土壤粉碎组件、土壤修复药液制备组件、土壤淋洗组件、修复后土壤回收池以及药液回收槽；土壤淋洗组件与土壤粉碎组件和土壤修复药液制备组件连接；所述的药液回收槽通过导管与土壤淋洗组件连接，所述的修复后土壤回收池设置于土壤淋洗组件的下方。

进一步地，所述的土壤粉碎组件包括圆柱筒和设置于圆柱筒内的搅拌桨，所述的圆柱筒顶部设置有土壤出入口，土壤出入口的两侧的圆柱筒内侧壁上分别设置有一排喷淋管，喷淋管上设置多个喷淋头，所述的喷淋管连接带有水泵的水管。

进一步地，所述的土壤修复药液制备组件包括带有搅拌器的药箱、设置于药箱底部的加热器和设置与药箱顶部的乙二胺二琥珀酸槽、溴化十六烷基三甲胺槽、盐酸槽、粘土槽、丙烯酸改性壳聚糖水溶液槽、生化黄腐酸和海藻酸混合液槽，药箱上设置有去离子水入口和药液出口。

进一步地，所述丙烯酸改性壳聚糖水溶液槽内为浓度为0.5-1.2%wt的丙烯酸改性壳聚糖水溶液，生化黄腐酸和海藻酸混合液槽内的混合液由生化黄腐酸、海藻酸和水按照1:0.8:80-90的质量比组成。

进一步地，所述的土壤淋洗组件包括土壤存放筒、加热装置和搅拌装置；所述的土壤存放筒包括筒壁和筒盖，筒壁上半部分设置有药液入口；筒盖内设置有过滤组件，筒盖顶部设置有出水口，出水口通过导管与药液回收槽连接；所述的加热装置为设置于土壤存放筒筒壁夹层内的加热盘管；所述的搅拌装置包括搅拌轴和螺旋桨，螺旋桨盘绕在搅拌轴上，搅拌轴由设置于土壤存放筒底部的电机驱动；所述的筒壁两侧焊接固定架，固定架通过转轴与支架连接，转轴连接驱动电机，驱动电机驱动转轴转动，从而带动土壤存放筒上下翻转。

进一步地，所述的过滤组件为多层微孔过滤膜。

进一步地，所述的药液回收槽包括第一回收槽和第二回收槽。

本发明还提供一种重金属污染土壤修复的方法，包括如下步骤：

（1）将土壤倒入土壤粉碎组件中，打开水泵，向土壤粉碎组件中喷水，同时通过搅拌桨将土壤粉碎，使得土壤的含水率为5-8%，将粉碎后的土壤倒入土壤淋洗组件中；

（2）打开药箱底部的加热器，保持药箱的温度在8-12℃，将乙二胺二琥珀酸槽内的乙二胺二琥珀酸倒入药箱中，加入去离子水，乙二胺二琥珀酸和去离子水的重量比为1:60-65；将药箱中的溶液导入土壤淋洗组件中，一边加热一边搅拌，当温度升至8-12℃，保温，继续搅拌1-2h，静置1-2天，进行一级修复；

（3）驱动电机驱动，土壤存放筒翻转倒置，经过土壤存放筒内的过滤组件过滤，滤出土壤中的溶液；再将土壤存放筒摆正；

（4）将溴化十六烷基三甲胺槽、盐酸槽和粘土槽内的溴化十六烷基三甲胺、盐酸和粘土按照1:0.2:70的重量比加入到药箱内，然后再向要药箱内加入十六烷基三甲胺、盐酸和粘土总重量15倍的去离子水，搅拌10-15min；将药箱中的溶液导入土壤淋洗组件中，一边加热一边搅拌，当温度升至8-12℃，保温，继续搅拌1-2h，静置1-2天，进行二级修复；

（5）再由驱动电机驱动，土壤存放筒翻转倒置，经过土壤存放筒内的过滤组件过滤，滤出土壤中的溶液；再将土壤存放筒摆正；

（6）将丙烯酸改性壳聚糖水溶液槽内的丙烯酸改性壳聚糖水溶液和生化黄腐酸和海藻酸混合液槽内的生化黄腐酸和海藻酸混合液按照1:3-4的重量比倒入药箱中，再加入药箱内溶液重量10倍的去离子水，搅拌，将混合后的溶液导入土壤淋洗组件中，一边加热一边搅拌，当温度升至8-12℃，保温，继续搅拌1-2h，静置3-4天，进行三级修复即可。

进一步地，所述的第一回收槽和第二回收槽内的溶液可导入药箱中再利用，导入药箱中再利用的溶液只要向该溶液中添加原溶液组成成分含量的25-35%wt即可作为修复药剂再次使用。

本发明的有益效果：本发明的结构简单，采用本发明的装置和方法能够对受污染的土壤中的重金属进行有效去除，具有修复土壤和促进土壤中植物生长的作用。

附图说明

图1为本事用新型的结构示意图。

图2为土壤粉碎组件的结构示意图。

图3为土壤修复药液制备组件的结构示意图。

图4为土壤修复药液制备组件的俯视图。

图5为土壤淋洗组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明。

如图1-5所示，为本发明的重金属污染土壤修复装置，包括土壤粉碎组件10、土壤修复药液制备组件20、土壤淋洗组件30、修复后土壤回收池40以及药液回收槽；土壤淋洗组件30与土壤粉碎组件10和土壤修复药液制备组件20连接；所述的药液回收槽通过导管与土壤淋洗组件30连接，修复后土壤回收池40设置于土壤淋洗组件30的下方；土壤粉碎组件10和土壤修复药液制备组件20通过支架固定。

在本实施方式中，土壤粉碎组件10包括圆柱筒11和设置于圆柱筒11内的搅拌桨12，圆柱筒11顶部设置有土壤出入口13，土壤出入口13的两侧的圆柱筒内侧壁上分别设置有一排喷淋管14，喷淋管14上设置多个喷淋头，喷淋管14连接带有水泵的水管。

在本实施方式中，土壤修复药液制备组件20包括带有搅拌器的药箱21、设置于药箱底部的加热器22和设置与药箱顶部的乙二胺二琥珀酸槽23、溴化十六烷基三甲胺槽24、盐酸槽25、粘土槽26、丙烯酸改性壳聚糖水溶液槽27、生化黄腐酸和海藻酸混合液槽28，药箱21上设置有去离子水入口291和药液出口292。

在本实施方式中，丙烯酸改性壳聚糖水溶液槽内为浓度为0.5-1.2%wt的丙烯酸改性壳聚糖水溶液，生化黄腐酸和海藻酸混合液槽内的混合液由生化黄腐酸、海藻酸和水按照1:0.8:80-90的质量比组成。

在本实施方式中，土壤淋洗组件30包括土壤存放筒、加热装置33和搅拌装置；土壤存放筒包括筒壁31和筒盖32，筒壁31上半部分设置有药液入口35；筒盖32内设置有过滤组件36，筒盖32顶部设置有出水口37，出水口37通过导管与药液回收槽连接；加热装置33为设置于土壤存放筒筒壁夹层内的加热盘管；搅拌装置包括搅拌轴38和螺旋桨39，螺旋桨39盘绕在搅拌轴上，搅拌轴38由设置于土壤存放筒底部的电机驱动；筒壁31两侧焊接固定架41，固定架41通过转轴与支架42连接，转轴连接驱动电机34，驱动电机驱动转轴转动，从而带动土壤存放筒上下翻转。当土壤倒入土壤淋洗组件30后，盖上筒盖32，待需要倒入溶液时，驱动电机驱动转轴，土壤存放筒倒置，药液从筒盖上的出水口37流出，通过导管导入药液回收槽即可。

在本实施方式中，过滤组件36为多层微孔过滤膜。

在本实施方式中，药液回收槽包括第一回收槽51和第二回收槽52。

实施例2

重金属污染土壤修复方法，包括如下步骤：

（1）将土壤倒入土壤粉碎组件10中，打开水泵，向土壤粉碎组件中喷水，同时通过搅拌桨12将土壤粉碎，使得土壤的含水率为5-8%，将粉碎后的土壤倒入土壤淋洗组件30中；

（2）打开药箱21底部的加热器22，保持药箱21的温度在8-12℃，将乙二胺二琥珀酸槽23内的乙二胺二琥珀酸倒入药箱21中，加入去离子水，乙二胺二琥珀酸和去离子水的重量比为1:60-65；将药箱21中的溶液导入土壤淋洗组件30中，一边加热一边搅拌，当温度升至8-12℃，保温，继续搅拌1-2h，静置1-2天，进行一级修复；

（3）驱动电机34驱动，土壤存放筒翻转倒置，经过土壤存放筒内的过滤组件36过滤，滤出土壤中的溶液；再将土壤存放筒摆正；

（4）将溴化十六烷基三甲胺槽24、盐酸槽25和粘土槽26内的溴化十六烷基三甲胺、盐酸和粘土按照1:0.2:70的重量比加入到药箱21内，然后再向药箱21内加入十六烷基三甲胺、盐酸和粘土总重量15倍的去离子水，搅拌10-15min；将药箱21中的溶液导入土壤淋洗组件中，一边加热一边搅拌，当温度升至8-12℃，保温，继续搅拌1-2h，静置1-2天，进行二级修复；

（5）再由驱动电机34驱动，土壤存放筒翻转倒置，经过土壤存放筒内的过滤组件36过滤，滤出土壤中的溶液；再将土壤存放筒摆正；

（6）将丙烯酸改性壳聚糖水溶液槽28内的丙烯酸改性壳聚糖水溶液和生化黄腐酸和海藻酸混合液槽28内的生化黄腐酸和海藻酸混合液按照1:3-4的重量比倒入药箱21中，再加入药箱21内溶液重量10倍的去离子水，搅拌，将混合后的溶液导入土壤淋洗组件中，一边加热一边搅拌，当温度升至8-12℃，保温，继续搅拌1-2h，静置3-4天，进行三级修复即可。

本实施方式中，第一回收槽51和第二回收槽52内的溶液可导入药箱中再利用，导入药箱中再利用的溶液只要向该溶液中添加原溶液组成成分含量的25-35%wt即可作为修复药剂再次实用。

上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。