专利名称：一种tcas土壤淋洗剂的回收装置及其回收方法
技术领域：
本发明涉及污染土壤修复技术，特别是涉及一种用于回收污染土壤洗脱液中TCAS 淋洗剂的装置及其方法。
背景技术：
近年来，随着中国城市化进程的加快，因产业结构升级、城市布局调整，大量污染企业进行搬迁。据统计，2001 2008年，我国关停并转迁企业数由6 611迅速增加到22 488个，增速为1 984个/年，总数达到10万以上，导致大量污染场地遗留在城区，这给人口稠密的城市带来环境和健康风险，制约着城市土地资源的安全再利用，阻碍了城市建设和地方经济的发展。因此，对城市工业污染场地进行修复，确保人居环境安全已成为当前国家环保工作的新热点。
当前，国内外学者广泛关注的污染场地修复技术主要有淋洗修复技术 (soil washing/flushing)> 固化—1i(solidification/stabilization)^ 热处 技术(thermal treatment)、土壤气提技术(soil vaccum extraction)、电动力修复技术 (electrokinetic remediation)、才ΜΙ^ ^^(phytoremediation)·。相比，土壤淋洗修复法具有治理效果稳定、彻底的优点，尤其适用于城市中重度污染土壤的快速、高效治理，现已成为污染土壤快速修复技术研究的热点和发展方向之一。
磺化硫杂杯芳烃(Thiacalixarenetetrasulfonate，简称 TCAS)是一种超分子土壤淋洗剂，它的分子空腔上沿，能借助η-η堆积作用和疏水相互作用包合烷烃和芳烃类有机分子，下沿分子空腔能借助酚羟氧原子与桥联硫原子的协同配位作用选择性地络合重金属，能够实现土壤中重金属和有机污染物的同步高效淋洗去除，其对重金属Cd、Pb、 Cu的络合能力接近于EDTA，对农药五氯硝基苯的增溶效果优于Triton X-100和SDS，是一种非常有应用潜力的新型淋洗剂。但目前该化合物尚未进入工业化生产阶段，修复成本相对较高，如能将污染土壤洗脱液中的TCAS淋洗剂进行回收，实现循环回用，将大大降低修复成本，使TCAS淋洗修复技术走向实用化成为可能。发明内容
本发明的目的在于提供一种TCAS 土壤淋洗剂的回收装置及其回收方法，该装置及其回收方法能够实现土壤洗脱液中TCAS淋洗剂的回收，具有回收效率高、控制精确、操作简便的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种TCAS 土壤淋洗剂的回收装置，包括贮液瓶、蠕动泵、离子交换柱、控制阀、底座支架、收集瓶，其进液器由贮液瓶、蠕动泵和硅胶管组成，硅胶管一端伸入贮液瓶内，另一端经过蠕动泵与离子交换柱的进液口相连接；离子交换柱体及底座支架由有机玻璃筒组成，离子交换柱内填充有阴离子交换树脂，离子交换柱的上方设有进液口，下方设有出液口并安装有控制阀，出液口与收集瓶相连接。3
所述的一种TCAS 土壤淋洗剂的回收装置，其所述的离子交换柱内填入20克阴离子交换树脂D202 ；离子交换柱的直径为2cm，高为20cm。
所述的一种TCAS 土壤淋洗剂的回收装置，其所述的离子交换柱的下方设有直径为2厘米的出液口。
一种TCAS 土壤淋洗剂的回收方法，该方法包括以下过程在贮液瓶中加入2升污染土壤洗脱液，开启蠕动泵，设置流速为1毫升/分钟，室温下进行污染土壤洗脱液中TCAS 淋洗剂的回收，打开控制阀，使经交换吸附后的污染土壤洗脱液流入收集瓶中；待溶液全部通过离子交换柱后，关闭控制阀，加入40毫升4%的盐酸溶液，浸泡4小时，使TCAS淋洗剂从树脂上解吸到盐酸溶液中；打开控制阀，让解吸液流入收集瓶中，此解吸液即为含TCAS淋洗剂的盐酸溶液，经稀释后可直接用于污染土壤淋洗，或向解吸液中加入分析纯氯化钠，进行盐析，使TCAS淋洗剂生成沉淀；然后将溶液置于离心管中，在5000转/分钟速率下离心 10分钟，倾倒去上清液；将沉淀置于烘箱中，80°C烘干2小时，得到TCAS 土壤淋洗剂。
所述的一种TCAS 土壤淋洗剂的回收方法，其所述树脂以阴离子交换树脂为回收吸附材料，阴离子交换树脂颗选用D301、D202、D20和717 ；在离子交换柱内采用湿法装柱装填入活化后的阴离子交换树脂，蠕动泵流速控制在1 5毫升/分钟，在室温进行。
所述的一种TCAS 土壤淋洗剂的回收方法，其所述离子交换柱规格根据处理溶液量的多少按直径柱高=1:10的比例进行放大或缩小。
本发明的优点与效果是本发明要求以阴离子交换树脂为回收吸附材料，这主要由于TCAS分子中包含4个磺酸基团，在溶液中呈阴离子态，从而能够和阴离子交换树脂中的OH—进行交换吸附。实验用阴离子交换树脂颗可选用D301、D202、D20和717等，饱和吸附容量测定实验表明不同树脂对 TCAS的饱和吸附容量为0. 1 0. 5毫摩尔/克，其中D202树脂吸附效果最佳，每克D202阴离子交换树脂可吸附0. 45克TCAS淋洗剂，污染土壤洗脱液中的TCAS淋洗剂回收率可达到 96%以上；蠕动泵流速控制在1 5毫升/分钟回收效率较高；而温度和pH变化对吸附效果影响较小，因而可在室温进行且不需要控制PH，操作步骤简便易行。
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。
图中零件的标号为1为贮液瓶，2为硅胶管，3为蠕动泵，4进液口，5为离子交换柱，6为阴离子交换树脂，7为控制阀，8为底座支架，9为出液口、10为收集瓶。
本发明提出的一种TCAS 土壤淋洗剂的回收装置，包括进液器、阴离子交换树脂、 离子交换柱、控制阀、底座支架和收集瓶。进液器由贮液瓶、蠕动泵和硅胶管组成，硅胶管一端伸入贮液瓶内，另一端经过蠕动泵与离子交换柱的进液口相连接。离子交换柱体及底座支架由有机玻璃制成，离子交换柱内填充有阴离子交换树脂，离子交换柱的上方设有进液口，下方设有出液口并安装有控制阀，出液口与收集瓶相连接。TCAS 土壤淋洗剂的回收装置，包括贮液瓶1、硅胶管2、蠕动泵3、进液口 4、离子交换柱5、阴离子交换树脂6、控制阀7、底座支架8、出液口、9收集瓶10。硅胶管2 —端伸入贮液瓶内，另一端经过蠕动泵与离子交换柱进液口 3相连接，进液口直径为2厘米。离子交换柱5安装在底座支架7上，离子交换柱5内填充有10克阴离子交换树脂6，离子交换柱5的下方设有直径为2厘米的出液口 9， 出液口伸入收集瓶10中。离子交换柱及底座支架由有机玻璃制成，规格可根据处理溶液量的多少按直径柱高=1:10的比例进行放大或缩小，本案例中离子交换柱的直径为2cm，高为 20cmo
在离子交换柱内采用湿法装柱装填入20克活化后的阴离子交换树脂D202，在贮液瓶中加入2升污染土壤洗脱液，开启蠕动泵，设置流速为1毫升/分钟，室温下进行污染土壤洗脱液中TCAS淋洗剂的回收实验，打开控制阀，使经交换吸附后的污染土壤洗脱液流入收集瓶中。待溶液全部通过离子交换柱后，关闭控制阀，加入40毫升4%的盐酸溶液，浸泡 4小时，使TCAS淋洗剂从树脂上解吸到盐酸溶液中；打开控制阀，让解吸液流入收集瓶中， 此解吸液即为含TCAS淋洗剂的盐酸溶液，经稀释后可直接用于污染土壤淋洗；也可向解吸液中加入分析纯氯化钠，进行盐析，使TCAS淋洗剂生成沉淀；然后将溶液置于离心管中，在 5000转/分钟速率下离心10分钟，倾倒去上清液；将沉淀置于烘箱中，80°C烘干2小时，得到TCAS 土壤淋洗剂。
权利要求
1.一种TCAS 土壤淋洗剂的回收装置，包括贮液瓶、蠕动泵、离子交换柱、控制阀、底座支架、收集瓶，其特征在于，进液器由贮液瓶、蠕动泵和硅胶管组成，硅胶管一端伸入贮液瓶内，另一端经过蠕动泵与离子交换柱的进液口相连接；离子交换柱体及底座支架由有机玻璃筒组成，离子交换柱内填充有阴离子交换树脂，离子交换柱的上方设有进液口，下方设有出液口并安装有控制阀，出液口与收集瓶相连接。
2.根据权利要求2所述的一种TCAS土壤淋洗剂的回收装置，其特征在于，所述的离子交换柱内填入20克阴离子交换树脂D202 ；离子交换柱的直径为2cm，高为20cm。
3.根据权利要求3所述的一种TCAS土壤淋洗剂的回收装置，其特征在于，所述的离子交换柱的下方设有直径为2厘米的出液口。
4.一种TCAS 土壤淋洗剂的回收方法，其特征在于，该方法包括以下过程在贮液瓶中加入2升污染土壤洗脱液，开启蠕动泵，设置流速为1毫升/分钟，室温下进行污染土壤洗脱液中TCAS淋洗剂的回收，打开控制阀，使经交换吸附后的污染土壤洗脱液流入收集瓶中；待溶液全部通过离子交换柱后，关闭控制阀，加入40毫升4%的盐酸溶液，浸泡4小时， 使TCAS淋洗剂从树脂上解吸到盐酸溶液中；打开控制阀，让解吸液流入收集瓶中，此解吸液即为含TCAS淋洗剂的盐酸溶液，经稀释后可直接用于污染土壤淋洗，或向解吸液中加入分析纯氯化钠，进行盐析，使TCAS淋洗剂生成沉淀；然后将溶液置于离心管中，在5000转/ 分钟速率下离心10分钟，倾倒去上清液；将沉淀置于烘箱中，80°C烘干2小时，得到TCAS 土壤淋洗剂。
5.根据权利要求4所述的一种TCAS土壤淋洗剂的回收方法，其特征在于，所述树脂以阴离子交换树脂为回收吸附材料，阴离子交换树脂颗选用D301、D202、D20和717 ；在离子交换柱内采用湿法装柱装填入活化后的阴离子交换树脂，蠕动泵流速控制在1 5毫升/分钟，在室温进行。
6.根据权利要求5所述的一种TCAS土壤淋洗剂的回收方法，其特征在于，所述离子交换柱规格根据处理溶液量的多少按直径柱高=1:10的比例进行放大或缩小。
全文摘要
一种TCAS土壤淋洗剂的回收装置及其回收方法，包括贮液瓶、蠕动泵、离子交换柱、控制阀、底座支架、收集瓶，其特征在于，进液器由贮液瓶、蠕动泵和硅胶管组成，硅胶管一端伸入贮液瓶内，另一端经过蠕动泵与离子交换柱的进液口相连接；离子交换柱体及底座支架由有机玻璃筒组成，离子交换柱内填充有阴离子交换树脂，离子交换柱的上方设有进液口，下方设有出液口并安装有控制阀，出液口与收集瓶相连接。本发明污染土壤洗脱液中的TCAS淋洗剂回收率可达到96％以上；蠕动泵流速控制在1～5毫升/分钟回收效率较高；而温度和pH变化对吸附效果影响较小，因而可在室温进行且不需要控制pH，操作步骤简便易行。
文档编号C07D495/00GK102531101SQ20111043174
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者侯永侠, 宋雪英, 李玉双, 杨继松, 胡晓钧, 陈红亮 申请人:沈阳大学