微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及环境保护中的土壤修复装置领域，具体涉及一种微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的装置。
【背景技术】
[0002]随着工业生产规模地不断扩大，产业结构调整地深入推进，大量工业企业被关停并转、破产或搬迀，遗留的重金属污染场地作为城市建设用地被再次开发利用，再加上农业生中大量使用含有重金属的化肥农药以及污水灌溉、污泥农用等，重金属土壤污染面积不断扩大，土壤重金属污染已成为备受关注的全球性环境问题之一。
[0003]土壤重金属污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点，直接或间接地污染地下水、空气，危害农作物等生物，危及人类的健康和生命。污染土壤修复方法与技术的研究起步于20世纪70年代后期，经过30多年全球范围的研究与应用，得到了快速发展，逐渐形成了物理修复、化学修复、生物修复以及联合修复方法与技术体系。土壤淋洗修复技术是一种物理化学修复技术，可以将污染物从土壤中去除而转移到淋洗液中，从而完成土壤修复。该技术可以实现污染物的减量化和无害化转化。但是传统淋洗修复技术所用修复周期较长，修复效率相对较低，而且对污染土壤的淋洗修复程度不均匀。
[0004]那么如何进一步缩短淋洗修复时间，减少修复的周期，是土壤淋洗修复技术的最新研究方向。与传统污染土壤淋洗修复技术相比，微波辅助淋洗修复技术是指整个化学淋洗过程在完全密闭的微波环境中进行，利用微波的能量辅助化学淋洗过程，这不仅可以提高土壤中重金属的淋洗去除率，还可大大缩短淋洗修复时间，提高淋洗效率。近年来，微波作为一种常用的辅助能量，已经被引入到环境样品中的重金属形态分析。专利申请2013100493540: —种微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的方法公开了一种利用淋洗剂H)DS微波辅助化学淋洗铅、锌、镉污染土壤的方法，发现微波辅助化学淋洗相对于传统淋洗修复技术可以对重金属提高10% —50%的修复效率，同时淋洗修复时间由传统的数小时缩短到十分钟左右。Kuo[Kuo C Y,Wu C H,Lo S L.2005.Removal of copper fromindustrial sludge by tradit1nal and microwave acid extract1n.Journal ofHazardous Materials.120(1-3):249-256.]研究对比了传统方法与微波作用下不同酸去除工业污泥中的铜的效率，发现在一定功率、作用时间下，微波可以提高酸对污泥中铜的去除率。Xue[Xue J ,Wang ff, Wang Q H, et al.2010.Removal of heavy metals formunicipal solid waste incinerat1n(MSWI)fIy ash by tradit1nal and microwaveacid extract1n Journal of Chemical Technology and B1technology.85(9):1268-1277].等通过研究提出微波辐射可加速市政固体废物焚烧灰烬中有毒重金属Zn、Pb、Cu、Cr的溶解，缩短处理时间，提高重金属去除效率。国内的土壤淋洗技术近年来也有所发展，但是与国际上还有一定的差距，尚未形成规模化的成套淋洗装置。2014年南京大学刘志超在移动式物理强化土壤修复技术的设备化研究与应用中介绍了一台微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的设备装置，该设备包括依次相连的储水槽和淋洗剂储槽、土水混合和淋洗搅拌设备、高速搅拌与微波强化反应集成系统、沉淀池、泥水分离系统、淋洗液回收槽、淋洗液过滤净化装置和淋洗液再生装置，各装置间以提升栗、不锈钢管或软管连接。并预测该装置可以实现污染土壤重金属的高效去除，但是没有该装置实施的案列。由于该装置设计了两次搅拌混匀装置，能耗高；而且需要微波淋洗装置间歇式运行，自动化程度较低，难以实现修复工程的大规模应用。本实用新型在该装置基础上做了改进，设计一次搅拌混匀装置，采用传送式微波强化淋洗装置，实现了整套装置自动化运行，快速高效地去除土壤中重金属。
【实用新型内容】
[0005]1、实用新型要解决的技术问题
[0006]针对上述存在的问题，本实用新型的目的是在于提供一种能作为工程应用规模的经济、可行的微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的装置及方法，其可自动化进行微波辅助淋洗修复重金属污染土壤，实现了快速、高效修复重金属污染场地土壤的目的，且淋洗液可回收再利用，稳定性高，二次污染风险小，修复成本相对较低。
[0007]2、技术方案
[0008]为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0009]—种微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的装置，包括淋洗剂储槽、高速搅拌土水混合装置、第一提升栗、传动式微波强化反应集成系统、沉淀池、泥水分离系统、淋洗液回收槽、第二提升栗和淋洗液净化再生装置;所述淋洗剂储槽与高速搅拌土水混合装置、提升栗一、传动式微波强化淋洗系统、沉淀池依次相连，沉淀池与泥水分离系统、淋洗液回收槽分别连接，泥水分离系统与淋洗液回收槽、第二提升栗、淋洗液净化再生装置、淋洗剂储槽依次连接。
[0010]本实用新型的传动式微波强化淋洗系统由传动系统和微波系统构成，微波系统的微波功率在0-10KW之间。传动系统由传动轴、传送带和安装在传动带上的微波反应单元盒组成;微波系统由微波反应罩和微波功率源组成。
[0011]本实用新型的淋洗液净化再生装置包括依次相连的多级滤网过滤装置和离子交换树脂装置。
[0012]本实用新型的微波辅助化学淋洗修复重金属污染场地土壤的装置各部件之间通过钢管或软管连接。
[00?3]本实用新型的高速搅拌土水混合装置由碳钢制成，厚度为4mm，内径为1000mm，高为1500mm;高速搅拌土水混合装置搅拌机的转速为300转/每分钟。
[0014]本实用新型的传动轴、传送带和微波反应单元盒均为聚丙烯材质，传送带宽300mm，厚16mm，微波反应单元盒上端开口，长宽高均为200mm;所述微波反应罩为不锈钢材质，厚度1mm，长5000mm，高和宽均为400mm;微波功率源型号为MY10S-3。
[0015]3、有益效果:
[0016]相比较现有技术，本实用新型的有益效果如下
[0017]1)本实用新型不仅实现了微波辅助化学淋洗修复污染土壤的自动化，而且减少了原料和人工投入，大大缩短了修复周期，提高了修复效率，可应用于重金属污染场地土壤修复工程项目。
[0018]2)本实用新型的淋洗液净化再生装置，先是多级滤网过滤，有效过滤掉淋洗液中的杂质，过滤后的淋洗液通过离子交换树脂装置，可将淋洗剂结合的重金属物质置换出来，实现淋洗剂和污染物的分离，淋洗液得到净化再生，可循环利用。
[0019]3)本实用新型装置的运行时间、微波功率、传动速度和时间、淋洗剂的选择以及水土比等参数均可调整，有利于在实践中针对不同污染程度和类型的的土壤进行处理方案的调整，从而达到最佳处理效果。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型重金属污染场地土壤的修复装置的结构示意图。
[0021 ]图2为本实用新型装置对铅砷污染土壤的去除效果图。
[0022]图中，1、淋洗剂储槽;2、高速搅拌土水混合装置;31、第一提升栗;4、传动式微波强化反应集成系统;41、传动轴;42、传送带;43、和微波反应单元盒;44、微波反应罩;45、微波功率源;5、沉淀池;6、泥水分离系统