专利名称：一种去除土壤中污染物的实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油和PAHs污染土壤处理技术，具体地说是一种去除土壤中污染物的实验装置。
背景技术：
毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。美国环保局(USEPA)于1976年率先公布了 1 种优先污染物。我国在进行研究的基础上也提出首批68种化学污染物为优先污染物。由于其低水溶性及强烈吸附在土壤颗粒上的特性，芴，萘，蒽，苯并[a]芘等16种PAHs被美国国家环保局(EPA)列为优先控制污染物，欧洲则把荧蒽、苯并(a)芘等6种PAH作为目标PAHs。我国政府也已经列出7种多环芳烃于“中国环境优先污染物黑名单”中。世界各国对多环芳烃在环境中的分布以及对人类健康存在的潜在威胁都给予了高度重视。多环芳烃在环境中性质稳定，主要富集在土壤的表层和次表层，不易发生迁移转化，并且容易与土壤中的有机质结合，这使得PAHs在土壤的表层和次表层有逐渐富集的趋势。因此，需要一种快速有效的修复方法来修复多环芳烃污染土壤。多环芳烃在环境中的行为基本相同，但各种多环芳烃的理化性质却各不相同，这主要是由于它们的结构及分子量的不同而造成的。除了少数几种多环芳烃的氢化衍生物外，所有的多环芳烃，在常温下都以固态形式存在，且挥发性甚小，与同碳数目的正构链烷烃相比它们的沸点要高。通常，PAHs的水溶性和挥发性随苯环数量的增多而减少或降低。 BaP是一种典型的PAHs化合物，不溶于水，但易溶于苯、氯仿、二氯甲烷等有机溶剂。低环的多环芳烃容易生物降解，四环以上的多环芳烃却很难被生物所降解，所以对这类污染物必须考虑除生物降解以外的其它去除方法。这类污染物的其他去除方法还有物理和化学修复方法。物理修复方法主要包括换土法、热修复法、电修复法以及挖掘填埋法等。化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应，使污染物被降解和毒性被降低的修复技术。化学清洗法是一种重要的化学修复法，它是指使用某些化学溶剂，如表面活性剂、有机溶剂等清洗污染土壤，将污染物从土壤中洗脱分离下来，使得污染土壤得以修复。化学焚烧法也是常用的化学治理方法，由于有机物在高温下容易分解，所以在高温下焚烧可达到去除污染的目的。但高温焚烧又会破坏土壤的理化性质，使土壤无法重新利用。通常当采用生物修复法不能满足污染土壤修复的需要时，可根据污染物类型和土壤特征，选择化学修复方法。相对于其他污染土壤修复方法来讲，化学修复方法发展较早， 且相对成熟。从广义上来讲，土壤淋洗法是指用流体(通常是液体)去除土壤污染物的过程，可以进行原位修复(in-situ)和异位修复(ex-situ)。去除的污染物可以是无机污染物或有机污染物。水，化学溶剂或其他可能把污染物从土壤中淋洗出来的流体，甚至气体也可作为淋洗剂。土壤淋洗法是通过注水的方式，冲洗土壤孔隙介质中含有的污染物，并使冲洗水流流入地下水，然后回收冲洗水流从而使污染土壤得到修复。[0008]土壤淋洗法有多种运行形式，因此可以有不同的分类方法。根据土壤淋洗法处理土壤的位置改变与否可分为原位淋洗法和异位淋洗法，原位淋洗修复是指根据污染物分布的深浅，使得淋洗剂在重力或外力的作用下流经污染土壤， 并利用回收井或采用挖沟的办法收集和清除淋洗剂。与其他土壤修复方法相比，土壤淋洗法的设备简单，操作人员可以不直接接触污染物。土壤淋洗法对土壤中污染物的去除率较高，并能有效限制有害废弃物的扩散，有着广泛的应用前景。土壤淋洗法比较适用高含量污染土壤的处理，本发明研究了一种用于高含量有机污染土壤淋溶去除实验装置及方法。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种去除土壤中污染物的实验装置。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种去除土壤中污染物的实验装置，包括淋洗柱、排放液储存槽和淋洗液储存槽， 所述排放液储存槽、淋洗柱和淋洗液储存槽依次相连，排放液储存槽通过排液管与储液瓶连通，淋洗液储存槽通过进液管与蠕动泵连通。所述淋洗柱的一端与淋洗液储存槽密封连接，其中淋洗液储存槽与淋洗柱下端之间设有用于放置污染土壤的隔板，所述淋洗液储存槽上插设有多个淋洗液入口开关，每个淋洗液入口开关的一端通过进液管与蠕动泵连通，另一端由隔板穿过、设有扩散头。扩散头位于淋洗柱的内部，向污染土壤输送淋洗液。所述淋洗柱的另一端与排放液储存槽密封连接，所述排放液储存槽上插设有多个排液阀，每个排液阀的一端与排放液储存槽内部连通，另一端通过排液管与储液瓶连通。所述排放液储存槽及淋洗液储存槽的形状相同，均为圆柱形。所述淋洗液流速为0. 001ml/min-2000ml/min。本实用新型具有如下优点1.本实用新型结构简单、适用性能强。能作为实验室模拟异位淋洗土壤应用。本实用新型装置使污染土壤淋洗工艺参数优化，能实现PAHs污染土壤淋洗技术实用化。优化条件表现在能够提供实验室异位淋洗实验技术研究。可保证淋洗实验的环境温度，实验室的空调可调节温度。本实用新型包括较大型的柱体36cm-70cm高，配置的蠕动泵可控制淋洗液的流速，可控制多个淋洗柱进行实验。淋洗液储存槽设置3个淋洗液入口开关，可同时或间隙输入3种不同淋洗液。淋洗液入口开关一般是打开的，当停止某种淋洗液进入或排放液充满时，可关闭蠕动泵或关闭相应的入口开关。这种结构方便进行实验还可防止对周围环境造成二次污染。2.本实用新型淋洗装置处理高含量的石油和PAH s污染土壤效率高。采用本实用新型处理方法及装置可处理某污染场地土壤，还可处理自配的有机污染土壤。当土壤中柴油含量为2^23mg/kg，其中多环芳烃含量为187. 84mg/kg时，用含0. 5 % NaCl的 3 ILAS APG的混合表面活性剂连续淋洗，当淋洗剂土壤(v/w)为5 1时，土壤中柴油和多环芳烃去除率可达70. 23%,45. 86%。说明该淋洗方法具有良好的去除效果。
图1为本实用新型实施例提供的去除土壤中污染物的实验装置结构示意图。(其中，1.排放液储存槽、2.淋洗液储存槽、3.淋洗柱、4.隔板、5.淋洗液入口开关、6.进液管、 7.蠕动泵、8.扩散头、9.排液阀、10排液管、11.储液瓶)图2为本实用新型实施例提供的去除土壤中污染物的实验装置中扩散头示意图。图3为本实用新型实施例提供的去除土壤中污染物的实验装置中排放液储存槽示意图。图4为本实用新型实施例提供的去除土壤中污染物的实验装置中淋洗液储存槽示意图。图5为本实用新型实施例提供的去除土壤中污染物的实验装置中淋洗柱分别与排放液储存槽和淋洗液储存槽密封连接装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。实施例1如图1所示，淋洗柱3采用有机玻璃材料制成，中间为中空圆柱结构，淋洗柱3的两端分别通过法兰盘与排放液储存槽1及淋洗液储存槽2密封连接，其中淋洗液储存槽2 与淋洗柱3下端之间设有用于放置污染土壤的隔板4。所述淋洗液储存槽2上插设有多个淋洗液入口开关5，每个淋洗液入口开关5的一端通过进液管6与蠕动泵7连通，另一端由隔板4穿过、设有扩散头8。扩散头8位于淋洗柱3的内部，向污染土壤输送淋洗液。所述排放液储存槽1上插设有多个排液阀9，每个排液阀9的一端与排放液储存槽1内部连通， 另一端通过排液管10与储液瓶11连通。排放液储存槽1及淋洗液储存槽2的形状相同， 均为圆柱形，圆柱形的一端开口、设有与淋洗柱3连接的法兰盘。所述储液瓶，为玻璃容器(2500-5000ml)供储存淋洗排放液用。所述蠕动泵为杰恒牌BT-600E型，所述4扩散头下部底座大(直径5cm)，上部直径逐渐变小，底座安放在隔板上(参见幻。3个扩散头呈三角形置于隔板的中央，扩散头的下部垂直浸泡于淋洗液储存槽中，便于吸取淋洗液。上部的扩散头分2层，均间隔3mm设计1条狭缝，狭缝宽度1mm。
权利要求1.一种去除土壤中污染物的实验装置，包括淋洗柱、排放液储存槽和淋洗液储存槽，其特征在于所述排放液储存槽(1)、淋洗柱C3)和淋洗液储存槽( 依次相连，排放液储存槽(1)通过排液管(10)与储液瓶(11)连通，淋洗液储存槽( 通过进液管(6)与蠕动泵 (7)连通。
2.按权利要求1所述的去除土壤中污染物的实验装置，其特征在于所述淋洗柱(3) 的一端与淋洗液储存槽( 密封连接，其中淋洗液储存槽( 与淋洗柱C3)下端之间设有用于放置污染土壤的隔板G)，所述淋洗液储存槽( 上插设有多个淋洗液入口开关(5)， 每个淋洗液入口开关(5)的一端通过进液管(6)与 >蠕动泵(7)连通，另一端由隔板(4)穿过、设有扩散头(8)。
3.按权利要求2所述的去除土壤中污染物的实验装置，其特征在于扩散头(8)位于淋洗柱(3)的内部，向污染土壤输送淋洗液。
4.按权利要求1所述的去除土壤中污染物的实验装置，其特征在于所述淋洗柱(3) 的另一端与排放液储存槽(1)密封连接。
5.按权利要求4所述的去除土壤中污染物的实验装置，其特征在于所述排放液储存槽(1)上插设有多个排液阀(9)，每个排液阀(9)的一端与排放液储存槽(1)内部连通，另一端通过排液管(10)与储液瓶(11)连通。
6.按权利要求2或4所述的去除土壤中污染物的实验装置，其特征在于所述排放液储存槽(1)及淋洗液储存槽O)的形状相同，均为圆柱形。
7.按权利要求6所述的去除土壤中污染物的实验装置，其特征在于所述淋洗液流速为 0. 001ml/min-2000ml/min。
专利摘要本实用新型涉及石油和PAHs污染土壤处理技术，具体地说是一种去除土壤中污染物的实验装置。所述排放液储存槽、淋洗柱和淋洗液储存槽依次相连，排放液储存槽通过排液管与储液瓶连通，淋洗液储存槽通过进液管与蠕动泵连通。蠕动泵可控制多个淋洗柱同时进行淋洗实验。淋洗液移动模式为自下而上移动。本实用新型根据实验需要可随时监测排放液中污染物的浓度，随时调控淋洗液输入输出的流速。本实用新型能作为实验研究应用，可为实用规模的处理工程提供理论和技术参数。
文档编号B09C1/02GK202192081SQ20112030487
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者刘丹, 孙翼飞, 巩宗强, 张海荣, 李晓军 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所