有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置的制作方法

文档序号:25543721发布日期:2021-06-18 20:40
有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置的制作方法
本发明涉及污水处理
技术领域
,具体是涉及有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置。
背景技术
:有机氯农药是一类重要的难降解有机污染物,具有致癌、致畸和致突变效应,对人类健康构成潜在危害。中国的有机氯农药生产已有很长一段历史,有机氯农药逐渐禁用和停止生产后遗留了大量的有机氯污染场地。一般农药生产企业的污染场地土壤受污染时间长,其深层土壤因缺少光照和微生物作用,有机氯农药的光解和生物降解较困难,所以与表层土壤相比修复难度较大。在众多有机物污染土壤修复技术中表面活性剂强化条件下的洗脱修复研究受到国内外学者的广泛关注。现有技术中通常采用表面活性剂作为洗脱液用途洗脱土壤,清除土壤中的有机氯;虽然其洗脱质量高,但是及其消耗洗脱液,使这种处理有机氯农药污染土壤的成本相当高;因此通常情况下会对用过的洗脱液进行沉淀过滤、活性炭吸附,然后二次进行洗脱,降低洗脱土壤的成本。但是这种回用的洗脱液由于对有机氯物质处理较为粗糙,会造成二次使用时洗脱质量、效率大幅下降的问题。技术实现要素:本发明解决的技术问题是:对使用后的洗脱液进行高效的净化处理,解决洗脱液二次回用时洗脱效率、质量下降的问题,进一步降低洗脱有机氯农药污染土壤的成本。本发明的技术方案是:有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置,包括用于分离固态颗粒与洗脱液的沉淀过滤装置,与所述沉淀过滤装置连接用于净化洗脱液的净化回收装置;所述净化回收装置包括与所述沉淀过滤装置连接用于初步去除有机氯农药的第一净化装置,与所述第一净化装置连接用于二次去除有机氯农药的第二净化装置,以及与第二净化装置连接用于回收洗脱液的回收箱;所述第一净化装置包括三个均匀设置在第二净化装置周围的净化水箱,三组分别对应设置在净化水箱内的可调式净化组件,设置在净化水箱上方用于清理可调式净化组件上有机氯农药的气动复合清理组件,设置在所述气动复合清理组件与净化水箱连接处的调节组件,连接三个净化水箱的循环水管,设置在循环水管与净化水箱连接处的液体负压循环泵,以及用于检测净化水箱内洗脱液中有机氯农药含量的检测模块;所述可调式净化组件均包括多组并排设置在净化水箱内且与调节组件活动连接的安装架,安装在所述安装架上且与水流方向垂直的筛网;所述三个可调式净化组件内的筛网分别对应填充有三种不同的固态填料;所述调节组件包括设置在净化水箱内且靠近第二净化装置一端的限位支撑板,设置在所限位支撑板上与安装架活动连接的滑槽,固定在所述安装架上与滑槽连接的滑块,设置在所述净化水箱另一端用于升降安装架的动力组件;所述第二净化装置包括设置在三个净化水箱中心且与净化水箱连通的脉冲增压装置,设置在所述脉冲增压装置下方的固相萃取装置;所述脉冲增压装置包括与三个净化水箱连接的增压腔体,三个分别设置在所述净化水箱与增压腔体连接处的hplc泵,与所述增压腔体内壁滑动连接的活塞板,多个上端与增压腔体上端连接、下端与活塞板连接的伸缩气囊,与所述伸缩气囊上端的连通用于提供脉冲气压的充气组件,以及设置在所述活塞板上的电磁泄压阀;所述伸缩气囊与增压腔体连接处设有密封环。进一步地,所述固相萃取装置包括多个与所述增压腔体下端活动连接的固相萃取柱,设置在所述固相萃取柱下端的集液器,以及设置在所述增压腔体与固相萃取柱连接处的单向阀;所述固相萃取柱上下端分别与增压腔体、集液器通过卡接件活动卡接;固相萃取柱能够二次对洗脱液进行净化,有效提高净化质量,提高有机氯的去除率;通过将固相萃取柱卡接安装便于对固相安装柱进行更换维护。进一步地,所述固相萃取柱上端侧面还设有反向洗脱出液口;所述固相萃取装置还包括能与所述集液器、反向洗脱出液口连通形成反向洗脱通道的反向洗脱储液箱;通过反向清洗通道对固相萃取柱进行反向清洗,能够有效除去吸附到的有机氯,提高固相萃取柱二次的处理质量,有效避免二次处理中质量下降、效率降低的问题。进一步地,所述气动复合清理组件包括三个分别对应设置在所述净化水箱上的清理箱,连接三个清理箱的循环气管,设置在所述循环气管上的气体负压循环泵,与所述气体负压循环泵连接的空气加热组件,以及多组排列插设在筛网之间的紫外灯组;通过热气流、紫外线结合的方式能够高效除去固态填料吸附到的有机氯,实现有机氯与洗脱液的彻底分离。进一步地,所述紫外灯组由多个从上到下平行排列的紫外灯管及安装在所述紫外灯管上且开口向两侧筛网的灯罩组成;通过开口向两侧筛网的灯罩一方面能够防止紫外线照射到下方的洗脱液,降低表面活性剂的功效;另一方面具备一定的聚光作用,提高紫外灯管的光解效率。进一步地,所述动力组件包括设置在净化水箱另一端的导向滑动杆,设置在所述导向滑动杆上与安装架连接的动力齿轮,固定在所述安装架上与动力齿轮咬合的齿条,与所述导向滑动杆平行设置的滚轴丝杠,一端设置在所述滚轴丝杠上、另一与动力齿轮连接的y型连接件,以及设置在所述y型连接件上向动力齿轮提供动力的驱动电机;通过滚轴丝杠能够控制动力齿轮在导向滑动杆上滑动,实现动力齿轮与不同的齿条咬合,通过驱动电机能够驱动动力齿轮升降不同的筛网;该组件的设置结构简单,生产成本低且安全可靠,能够快速实现筛网的升降。进一步地,所述沉淀过滤装置包括用于收集废水并进行沉淀的三级沉淀池,以及与所述三级沉淀池连接的石英砂过滤罐;通过三级沉淀池、石英砂的设置能够有效除去洗脱液中混合的土壤砂砾及其他固态污染物,防止这些固态杂质堵塞第一净化装置、第二净化装置,造成净化效率下降的问题。进一步地,所述三种不同的固态填料分别是粒径为10~40μm的硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料;所述筛网孔径为5~8μm;通过硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料三种不同填料的设置能够形成针对多种有机氯物质的复合拦截效应,大大提高有机氯的拦截吸附效力,从而提高净化质量,进一步地,利用所述装置进行有机氯农药污染土壤修复用洗脱液的净化回收的方法,包括以下步骤:步骤一:沉淀过滤先将洗脱液通入三级沉淀池,静置30~60min后使洗脱液在石英砂过滤罐内反复过滤3~5次;步骤二:三相吸附经步骤一处理过的洗脱液通入第一净化装置内,并对洗脱液中的有机氯农药含量进行检测,液体负压循环泵驱动洗脱液依次经过三个净化水箱内分别设置粒径为10~40μm的硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料;根据有机氯农药含量检测数据使洗脱液循环1~5次,并且动力组件驱动安装架升降,调节被洗脱液穿过筛网的数量;然后利用温度为60~85℃、流速为5~20m/s的气流及紫外光对筛网内填料吸附的有机氯进行处理5~30min;步骤三:固相脉冲增压萃取hplc泵使步骤二处理过的洗脱液通入增压腔体,充气组件向伸缩气囊脉冲充放气,脉冲频率为5~20hz,使活塞板进行往返运动;洗脱液经过单向阀进入固相萃取柱,萃取5~20min;然后将洗脱液排出,对固相萃取柱进行反向清洗。本发明的有益效果是:本发明提供的有机氯农药污染土壤修复用洗脱液的净化装置能够通过第一净化装置、第二净化装置两次净化解决洗脱液二次回用时洗脱效率、质量下降的问题,能够大大降低洗脱有机氯农药污染土壤对表面活性剂等洗脱剂的消耗量,从而实现对洗脱修复土壤成本的降低;本发明的第一净化装置通过将洗脱液穿过硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料,进行循环吸附,能够完成固态三相的组合吸附净化,能够大大提高洗脱液中有机氯的提取质量;通过调节组件能够对固态填料进行提升,改变固态填料与洗脱液的接触量,实现对吸附能力强弱的调节;通过气动复合清理组件能够高效去除、分解提升到气动复合清理组件内固态填料上有机氯,恢复固态填料的吸附能力,有效防止固态填料吸附效能的下降。本发明的第二净化装置通过脉冲增压装置能够对固相萃取柱提供脉冲式增压,能够有效提高固相萃取柱的进液效率,减小萃取耗时,在一定程度内提高固相萃取柱的萃取有机氯效率。附图说明图1是本发明实施例1的结构示意图;图2是本发明实施例1第一净化装置、第二净化装置的结构示意图;图3是本发明实施例1调节组件的结构示意图;图4是本发明实施例1脉冲增压装置的结构示意图;其中,1-沉淀过滤装置、10-三级沉淀池、11-石英砂过滤罐、2-净化回收装置、3-第一净化装置、30-净化水箱、31-可调式净化组件、310-安装架、311-筛网、32-气动复合清理组件、320-清理箱、321-循环气管、322-气体负压循环泵、323-空气加热组件、324-紫外灯组、33-调节组件、331-支撑板、332-滑槽、333-导向滑动杆、334-动力齿轮、335-齿条、336-滚轴丝杠、337-y型连接件、338-驱动电机、34-循环水管、4-第二净化装置、40-脉冲增压装置、401-增压腔体、402-hplc泵、403-活塞板、404-伸缩气囊、405-充气组件、406-电磁泄压阀、407-密封环、41-固相萃取装置、410-固相萃取柱、411-集液器、412-反向洗脱储液箱。具体实施方式实施例1:如图1所示的有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置,包括用于分离固态颗粒与洗脱液的沉淀过滤装置1,与沉淀过滤装置1连接用于净化洗脱液的净化回收装置2;如图1所示,净化回收装置2包括与沉淀过滤装置1连接用于初步去除有机氯农药的第一净化装置3,与第一净化装置3连接用于二次去除有机氯农药的第二净化装置4,以及与第二净化装置4连接用于回收洗脱液的回收箱;如图2所示,第一净化装置3包括三个均匀设置在第二净化装置4周围的净化水箱30,三组分别对应设置在净化水箱30内的可调式净化组件31,设置在净化水箱30上方用于清理可调式净化组件上有机氯农药的气动复合清理组件32,设置在气动复合清理组件32与净化水箱30连接处的调节组件33,连接三个净化水箱30的循环水管34,设置在循环水管34与净化水箱30连接处的液体负压循环泵,以及用于检测净化水箱30内洗脱液中有机氯农药含量的检测模块;如图2所示,可调式净化组件31均包括9组并排设置在净化水箱30内且与调节组件33活动连接的安装架310,安装在安装架310上且与水流方向垂直的筛网311;三个可调式净化组件31内的筛网311分别对应填充有三种不同的固态填料;如图3所示,调节组件33包括设置在净化水箱30内且靠近第二净化装置4一端的限位支撑板331,设置在所限位支撑板331上与安装架310活动连接的滑槽332,固定在安装架310上与滑槽332连接的滑块,设置在净化水箱30另一端用于升降安装架310的动力组件;如图3所示,动力组件包括设置在净化水箱30另一端的导向滑动杆333,设置在导向滑动杆333上与安装架310连接的动力齿轮334,固定在安装架310上与动力齿轮334咬合的齿条335,与导向滑动杆333平行设置的滚轴丝杠336,一端设置在滚轴丝杠336上、另一与动力齿轮334连接的y型连接件337,以及设置在y型连接件337上向动力齿轮334提供动力的驱动电机338。如图2所示,第二净化装置4包括设置在三个净化水箱30中心处且与净化水箱30连通的脉冲增压装置40,设置在脉冲增压装置40下方的固相萃取装置41;如图4所示,脉冲增压装置40包括与三个净化水箱30连接的增压腔体401,三个分别设置在净化水箱30与增压腔体401连接处的hplc泵402,与增压腔体401内壁滑动连接的活塞板403,3个上端与增压腔体401上端连接、下端与活塞板403连接的伸缩气囊404,与伸缩气囊404上端的连通用于提供脉冲气压的充气组件405,以及设置在活塞板403上的电磁泄压阀406。如图4所示,固相萃取装置41包括7个与增压腔体401下端活动连接的固相萃取柱410,设置在固相萃取柱410下端的集液器411,以及设置在增压腔体401与固相萃取柱410连接处的单向阀;固相萃取柱410上下端分别与增压腔体401、集液器411通过卡接件活动卡接。如图4所示,固相萃取柱410上端侧面还设有反向洗脱出液口;固相萃取装置41还包括能与集液器411、反向洗脱出液口连通形成反向洗脱通道的反向洗脱储液箱412。如图4所示,伸缩气囊404与增压腔体401连接处设有密封环407。如图2所示,气动复合清理组件32包括三个分别对应设置在净化水箱30上的清理箱320,连接三个清理箱320的循环气管321,设置在循环气管321上的气体负压循环泵322,与气体负压循环泵322连接的空气加热组件323,以及8组排列插设在筛网311之间的紫外灯组324。紫外灯组324由6个从上到下平行排列的紫外灯管及安装在紫外灯管上且开口向两侧筛网311的灯罩组成。如图1所示,沉淀过滤装置1包括用于收集废水并进行沉淀的三级沉淀池10,以及与三级沉淀池10连接的石英砂过滤罐11。其中,三种不同的固态填料分别是硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料;筛网311孔径为6μm。其中,驱动电机338、滚轴丝杠336、紫外灯管、电磁泄压阀406、hplc泵、检测模块、气体负压循环泵32、空气加热组件323、液体负压循环泵均采用市售产品,且具体产品型号本领域技术人员可根据需要进行选择使用,在此不做特殊限定。实施例2:有机氯农药污染土壤修复用洗脱液的净化回收方法,包括以下步骤:步骤一:沉淀过滤先将洗脱液通入三级沉淀池10,静置30min后使洗脱液在石英砂过滤罐11内反复过滤3次;步骤二:三相吸附经步骤一处理过的洗脱液通入第一净化装置3内,并对洗脱液中的有机氯农药含量进行检测,液体负压循环泵驱动洗脱液依次经过三个净化水箱30内分别设置粒径为10~20μm的硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料;使洗脱液循环1次,并且动力组件驱动安装架310升降,调节被洗脱液穿过筛网311的数量为5;然后利用温度为60℃、流速为5m/s的气流及紫外光对筛网311内填料吸附的有机氯进行处理5min;步骤三:固相脉冲增压萃取hplc泵402使步骤二处理过的洗脱液通入增压腔体401,充气组件405向伸缩气囊404脉冲充放气,脉冲频率为5hz,使活塞板403进行往返运动;洗脱液经过单向阀进入固相萃取柱410,萃取5min;然后将洗脱液排出,对固相萃取柱410进行1次反向清洗。实施例3:与实施例2不同的是,有机氯农药污染土壤修复用洗脱液的净化回收方法,包括以下步骤:步骤一:沉淀过滤先将洗脱液通入三级沉淀池10,静置45min后使洗脱液在石英砂过滤罐11内反复过滤4次;步骤二:三相吸附经步骤一处理过的洗脱液通入第一净化装置3内,并对洗脱液中的有机氯农药含量进行检测,液体负压循环泵驱动洗脱液依次经过三个净化水箱30内分别设置粒径为20~30μm的硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料;根据有机氯农药含量检测数据使洗脱液循环3次,并且动力组件驱动安装架310升降,调节被洗脱液穿过筛网311的数量为7;然后利用温度为70℃、流速为12m/s的气流及紫外光对筛网311内填料吸附的有机氯进行处理18min;步骤三:固相脉冲增压萃取hplc泵402使步骤二处理过的洗脱液通入增压腔体401,充气组件405向伸缩气囊404脉冲充放气,脉冲频率为13hz,使活塞板403进行往返运动;洗脱液经过单向阀进入固相萃取柱410,萃取12min;然后将洗脱液排出,对固相萃取柱410进行2次反向清洗。实施例4:与实施例2不同的是,有机氯农药污染土壤修复用洗脱液的净化回收方法,包括以下步骤:步骤一:沉淀过滤先将洗脱液通入三级沉淀池10,静置60min后使洗脱液在石英砂过滤罐11内反复过滤5次;步骤二:三相吸附经步骤一处理过的洗脱液通入第一净化装置3内,并对洗脱液中的有机氯农药含量进行检测,液体负压循环泵驱动洗脱液依次经过三个净化水箱30内分别设置粒径为30~40μm的硅胶填料、弗罗里硅土填料、氨基固相填料;根据有机氯农药含量检测数据使洗脱液循环5次,并且动力组件驱动安装架310升降,调节被洗脱液穿过筛网311的数量为9;然后利用温度为85℃、流速为20m/s的气流及紫外光对筛网311内填料吸附的有机氯进行处理30min;步骤三:固相脉冲增压萃取hplc泵402使步骤二处理过的洗脱液通入增压腔体401,充气组件405向伸缩气囊404脉冲充放气,脉冲频率为20hz,使活塞板403进行往返运动;洗脱液经过单向阀进入固相萃取柱410,萃取20min;然后将洗脱液排出,对固相萃取柱410进行3次反向清洗。试验例:分别采用上述实施例2、实施例3、实施例4的处理方法对某有机氯农药污染土壤进行洗脱产生的洗脱液进行净化处理,并记录数据;下表1为洗脱液净化处理前三种有机氯污染物含量;下表2为洗脱液净化处理后三种有机氯污染物的去除率。表1:洗脱液净化处理前有机氯污染物含量表2:洗脱液净化处理后有机氯污染物的去除率实施例六氯苯(%)β-六六六(%)p,p′-dde(%)实施例296.295.297.5实施例397.696.898.6实施例498.397.599.6根据表1、表2能够得到上述实施方案均能够有效去除洗脱液中的三种有机氯污染物,并且对三种有机氯污染物的去除率均能达到95%以上的高质量净化效果;根据表2能够得到在上述3个实施例中,实施例4为最佳实施方案。当前第1页12
再多了解一些
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