一体化原位汞污染修复装置及其修复方法与流程

本发明涉及土壤修复处理技术领域，具体为一体化原位汞污染修复装置及其修复方法。

背景技术：

我国土地的汞污染问题一直不容乐观，据统计我国受汞污染的土地面积达到3.2x10⁴公顷，每年产生污染环境的汞含量高大1.9x10⁸kg，根据国内文献显示，我国经济发达地区的农业环境不断的恶化，农产品受环境污染现象严重，人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水以及废旧医疗器械。据估计，1970～1979年全世界由于人类活动直接向水体排放汞的总量约1.6万吨；排向大气的总汞量达10万吨左右；排入土壤总汞约为10万吨，而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。

由于天然本底情况下汞在大气、土壤和水体中均有分布，所以汞的迁移转化也在陆、水、空之间发生。大气中气态和颗粒态的汞随风飘散，一部分通过湿沉降或干沉降落到地面或水体中。土壤中的汞可挥发进入大气，也可被降水冲淋进入地面水和渗透入地下水中。地面水中的汞一部分由于挥发而进入大气，大部分则沉淀进入底泥。底泥中的汞，不论呈何种形态，都会直接或间接地在微生物的作用下转化为甲基汞或二甲基汞。二甲基汞在酸性条件可以分解为甲基汞。甲基汞可溶于水，因此又从底泥回到水中。水生生物摄入的甲基汞，可以在体内积累，并通过食物链不断富集。受汞污染水体中的鱼，体内甲基汞浓度可比水中高上万倍，危及鱼类并通过食物链危害人体。

我国汞污染的治理一直是一个严峻的问题，但由于现有的技术手段有限，无法实现原位修复汞污染的土壤，而只能采用大型生产线异地进行土壤处理，因此治理效果较差，如果能够发明一种新型汞污染修复方法就能够解决此类问题，为此我们提供了一体化原位汞污染修复装置及其修复方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一体化原位汞污染修复装置及其修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一体化原位汞污染修复装置，包括机架和箱体，所述机架的下端安装有滚轮，且机架的前后两端均设置有连接柱，所述箱体的上端螺接安装有端盖，且端盖上设置有拉环，所述箱体的下端设置有隔离板，且隔离板内设置有安装板，所述安装板上均布安装有插入管，且安装板上均布设置有与插入管交错的透气孔，所述插入管包括管体，且管体内设置有加热电阻丝，所述管体的内部分别设置有水通道和气通道，且管体的下端通过连接柱连接锥型顶部凸起，所述箱体内部的底端设置有安装室，且安装室的上方设置有水过滤室和气体过滤室，所述水过滤室的内部由上至下依次设置有多孔树脂吸附板和半透膜，且气体过滤室内设置有活性炭过滤板，所述安装室内设置有与透气孔相通的吸风机，且安装室内设置有与水通道连接的抽水泵，所述抽水泵的出口端连接水过滤室的上端，且安装室内设置有与水过滤室的下端连接的储水箱，所述安装室内设置有与吸风机的出口端连接的冷凝分离器和冷凝储液箱，且冷凝分离器的出口端分别连接冷凝储液箱和气体过滤室，所述冷凝储液箱的出口端连接抽水泵的进口端，且端盖的上端设置有与气体过滤室相同的出风口，所述箱体的前后两端均设置有与连接柱相连的升降装置，且箱体的左端设置有与气通道连接的充气装置，所述箱体的右端设置有PLC控制装置，且PLC控制装置分别电性连接加热电阻丝、抽水泵、吸风机、升降装置、冷凝分离器和充气装置。

优选的，所述升降装置为单杆双作用液压缸，所述充气装置为充气泵。

优选的，所述机架的四角处均设置有螺孔，且机架通过螺孔安装有配重块。

一体化原位汞污染修复的方法，包括以下步骤：

S1：准备：首先配制氯盐水，按照氯盐水水解后氯离子的摩尔浓度略高于土壤中汞离子的摩尔浓度进行混合，并利用氯盐水对待处理土壤进行灌溉，灌溉后静置小时至小时，土质湿润松软后，利用拖拉机等运输器械将该装置运送至待处理土壤处，固定并利用螺孔添加适量配重块；

S2：提水：通过升降装置将箱体下放，使得插入管插入土壤深处，并利用隔离板将区域隔离开，通过抽水泵和水通道的配合将土壤中的水抽至水过滤室，通过水过滤室内的多孔树脂吸附板和半透膜将水中的汞过滤，过滤后的水送入储水箱；

S3：提气：通过插入管内的加热电阻丝对土壤进行加热，使与氯盐水反应后的残留汞元素进入土壤气中，当土壤内的土壤气不够时，还能够根据需求利用充气装置和气通道向土壤内补充气体，随后利用吸风机将土壤气抽出并送入冷凝分离器中进行分离，分离后的气体送入气体过滤室，利用活性炭过滤板进行过滤后排入空气中，分离后的液体部分由抽水泵送入水过滤室进行过滤；

S4：回收：打开封盖，更换多孔树脂吸附板和活性炭过滤板，并对多孔树脂吸附板内的汞进行集中回收处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的本装置使用时不需要搬动土壤，能够原位修复汞离子污染的土壤，从而节省了不必要的步骤，实现了装置的小型化，水、气中的汞同时得到处理，多孔树脂吸附板以及活性炭过滤板也能够便捷的进行更换，并且能够重新提取并回收利用其中的汞元素，避免了其再次流入水和土壤中，最大限度的保护了土壤，因此具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构的剖视图；

图3为本发明箱体结构的剖视图；

图4为本发明导管的结构剖视图。

图中：1机架、2插入管、201加热电阻丝、202管体、203水通道、204气通道、205连接柱、206锥型顶部凸起、3抽水泵、4安装板、5隔离板、6吸风机、7安装室、8升降装置、9气体过滤室、10活性炭过滤板、11封盖、12水过滤室、13拉环、14多孔树脂吸附板、15连接柱、16滚轮、17冷凝分离器、18冷凝储液箱、19半透膜、20箱体、21储水箱、22充气装置、23PLC控制装置、24透气孔、25螺孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一体化原位汞污染修复装置及其修复方法技术方案：

一体化原位汞污染修复装置，包括机架1和箱体20，机架1的下端安装有滚轮16，且机架1的前后两端均设置有连接柱15，箱体1的上端螺接安装有端盖11，且端盖11上设置有拉环13，箱体1的下端设置有隔离板5，且隔离板5内设置有安装板4，安装板4上均布安装有插入管2，且安装板4上均布设置有与插入管2交错的透气孔24，插入管2包括管体202，且管体202内设置有加热电阻丝201，管体202的内部分别设置有水通道203和气通道204，且管体202的下端通过连接柱205连接锥型顶部凸起206，箱体1内部的底端设置有安装室7，且安装室7的上方设置有水过滤室12和气体过滤室9，水过滤室12的内部由上至下依次设置有多孔树脂吸附板14和半透膜19，且气体过滤室9内设置有活性炭过滤板10，安装室7内设置有与透气孔24相通的吸风机6，且安装室7内设置有与水通道203连接的抽水泵3，抽水泵3的出口端连接水过滤室12的上端，且安装室7内设置有与水过滤室12的下端连接的储水箱21，安装室7内设置有与吸风机6的出口端连接的冷凝分离器17和冷凝储液箱18，且冷凝分离器17的出口端分别连接冷凝储液箱18和气体过滤室9，冷凝储液箱18的出口端连接抽水泵3的进口端，且端盖11的上端设置有与气体过滤室9相同的出风口，箱体20的前后两端均设置有与连接柱15相连的升降装置8，且箱体1的左端设置有与气通道204连接的充气装置22，箱体1的右端设置有PLC控制装置23，且PLC控制装置23分别电性连接加热电阻丝201、抽水泵3、吸风机6、升降装置8、冷凝分离器17和充气装置22，升降装置8为单杆双作用液压缸，充气装置22为充气泵，机架1的四角处均设置有螺孔25，且机架1通过螺孔25安装有配重块。

一体化原位汞污染修复的方法，包括以下步骤：

S1：准备：首先配制氯盐水，按照氯盐水水解后氯离子的摩尔浓度略高于土壤中汞离子的摩尔浓度进行混合，并利用氯盐水对待处理土壤进行灌溉，灌溉后静置24小时至72小时，土质湿润松软后，利用拖拉机等运输器械将该装置运送至待处理土壤处，固定并利用螺孔25添加适量配重块；

S2：提水：通过升降装置8将箱体20下放，使得插入管2插入土壤深处，并利用隔离板5将区域隔离开，通过抽水泵3和水通道203的配合将土壤中的水抽至水过滤室12，通过水过滤室12内的多孔树脂吸附板14和半透膜19将水中的汞过滤，过滤后的水送入储水箱21；

S3：提气：通过插入管2内的加热电阻丝201对土壤进行加热，使与氯盐水反应后的残留汞元素进入土壤气中，当土壤内的土壤气不够时，还能够根据需求利用充气装置22和气通道204向土壤内补充气体，随后利用吸风机6将土壤气抽出并送入冷凝分离器17中进行分离，分离后的气体送入气体过滤室9，利用活性炭过滤板10进行过滤后排入空气中，分离后的液体部分由抽水泵3送入水过滤室12进行过滤；

S4：回收：打开封盖11，更换多孔树脂吸附板14和活性炭过滤板10，并对多孔树脂吸附板14内的汞进行集中回收处理。

本发明提供的装置可以采用西门子S7-200型PLC作为PLC控制装置23，并且本装置使用时不需要搬动土壤，能够原位修复汞离子污染的土壤，从而节省了不必要的步骤，实现了装置的小型化，多孔树脂吸附板14也能够便捷的进行更换，并且能够重新提取并回收利用其中的汞元素，避免了其再次流入水和土壤中，最大限度的保护了土壤，因此具有很高的实用价值。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。