低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置的制作方法

本发明属于有机污染土壤修复技术领域，具体内容涉及一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置。

背景技术：

近几年，中国的土壤污染情况日渐严重，城市、农村土壤均受到不同程度的污染，尤其是持久性有机物对土壤的污染，在我国越来越引起人们的重视，急需对已污染土壤进行修复。

与常规污染物不同，持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)在环境中滞留时间长，且极难降解、成分复杂、毒性强，可在食物链中富集放大，能够通过环境介质进行全球性迁移，对人类健康带来巨大危害。

持久性有机污染物不仅具有“三致”效应(致癌、致畸、致突变性)，而且对生殖系统、神经系统和免疫系统都会产生毒性，对人口素质乃至社会发展产生深远影响。

目前POPs污染土壤的修复方法有物理法、化学法、生物法以及几种方法之间的联合。物理法和化学修复法修复成本高、修复不彻底且易造成二次污染；生物法存在修复时间长、优势菌株难以筛选等问题。

低温等离子体技术是在外加电场作用下，通过高压放电产生多种活性粒子，如电子、激发态的原子、分子和自由基等，产生的强氧化性粒子(OH，O和O₃等)与有机污染物分子发生一系列复杂的等离子体物理化学反应，可以有效氧化分解持久性有机污染物，是低温下去除有机物的一种新的途径。

申请号为CN201210001587.9的中国专利文献，利用热风将吸附在土壤中的有机物释出，热风携带有机物通过管道进入低温等离子体反应器中，利用低温等离子发生器放电产生的活性粒子处理有机污染物。此种方法只适用于挥发性有机污染物污染土壤，处理持久性有机污染物污染土壤的效果较差。

申请号为CN201310157616.5中国专利文献，将有机物污染土壤均匀覆盖在反应釜底部，然后将反应釜至于电极之间，接通电源，放电产生低温等离子体与持久性污染物反应并使之去除。此种方法，由于低温等离子体活性粒子仅能和土壤表层接触，没有暴露在等离子体气氛中的得不得处理，作用面小，导致处理均匀性差，处理效率不高，处理效果差。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置，解决现有技术对持久性有机物污染土壤修复效率低，效果差等问题

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明的目的在于提供一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置，包括：低温等离子体高压电源、反应器、转杆、抽气口和进气口；

所述低温等离子体高压电源给反应器提供高压电，用于在反应器内产生等离子体；

反应器两侧设置抽气口和进气口，通过抽气口对反应器抽真空，并通过进气口向反应器内部充入工作气体；

反应器设置转杆，转杆与外部驱动装置连接，外部驱动装置通过转杆驱动反应器转动。

进一步，首先将污染土壤放入反应器中；

然后通过抽气口对反应器抽真空，并通过进气口向反应器内部充入工作气体；

其次外部驱动装置通过转杆驱动反应器转动，带动污染土壤在反应器内上下翻腾；

最后低温等离子体高压电源给反应器提供高压电，在反应器内产生等离子体，开始污染土壤处理。

进一步，所述反应器为圆柱筒状容器，反应器的筒壁为绝缘材料聚四氟乙烯，反应器的两端固定设置有高压电极和接地电极，所述高压电极通过导线与低温等离子体高压电源连接，接地电极通过导线接地。

进一步，所述反应器直径为200mm～300mm，所述高压电极和接地电极采用不锈钢或者铜材料制成，高压电极和接地电极间的距离为70mm～90mm。

进一步，在所述反应器的内壁上，沿反应器轴向固定设置有多条挡板，所述挡板为长条形板，多条挡板均布设置在反应器内，挡板使得反应器在绕其轴向旋转时，带动盛装在反应器内的污染土壤运动。

进一步，所述转杆为圆筒状，设置在反应器两侧，由聚四氟乙烯材料制成，转杆的轴线与反应器的轴线共线；所述转杆能够在外部动力装置的驱动下带动反应器转动。

进一步，所述转杆的两个自由端分别形成了抽气口和进气口，通过所述抽气口能够抽真空，并通过进气口向反应器内部充入工作气体。

进一步，所述工作气体为惰性气体。

进一步，所述工作气体为氩气、氦气和氮气。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置，与现有技术相比结构简单，反应器内能抽真空并可定量输入工作气体，施加电场产生低温等离子体。通过反应器的旋转，带动土壤上下翻腾，使土壤表面尽量暴露于低温等离子体氛围中，利用低温等离子体产生的强氧化性自由基与有机污染物分子产生一系列复杂的等离子体物理化学反应，可以有效氧化分解持久性有机污染物，能够均匀处理持久性有机物污染土壤，处理效率高，并且装卸料简单，操作方便。

附图说明

图1是本发明一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置示意图；

图2是本发明一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置的反应器示意图；

图中：1-低温等离子体高压电源；2-反应器；3-转杆；4-抽气口；5-进气口；6-筒壁；7-高压电极；8-接地电极；9-挡板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置作详细说明。

如图1和图2所示，本发明一种低温等离子体处理持久性有机物污染土壤的装置，包括低温等离子体高压电源1、反应器2、转杆3、抽气口4和进气口5；

所述低温等离子体高压电源1给反应器2提供高压电，用于在反应器2内产生等离子体；

反应器2两侧设置抽气口4和进气口5，通过抽气口4对反应器2抽真空，并通过进气口5向反应器2内部充入工作气体；

反应器2设置转杆3，转杆3与外部驱动装置连接，外部驱动装置通过转杆3驱动反应器2转动；

首先将污染土壤放入反应器2中；然后通过抽气口4对反应器2抽真空，并通过进气口5向反应器2内部充入工作气体；其次外部驱动装置通过转杆3驱动反应器2转动；最后低温等离子体高压电源1给反应器2提供高压电，在反应器2内产生等离子体，开始污染土壤处理；通过反应器2的旋转带动污染土壤在反应器2内上下翻腾，污染土壤表面充分暴露于低温等离子体氛围中，利用低温等离子体产生的强氧化性自由基与污染土壤中有机污染物分子产生一系列复杂的等离子体物理化学反应，有效氧化分解持久性有机污染物。

所述反应器2为圆柱筒状容器，直径为200mm～300mm，反应器2的筒壁6为绝缘材料聚四氟乙烯，反应器2的两端固定设置有高压电极7和接地电极8，所述高压电极7和接地电极8采用不锈钢板或者铜板等金属材料制成，高压电极7和接地电极8间的距离为70～90mm，所述高压电极7通过导线与低温等离子体高压电源1连接，接地电极8通过导线接地。

在所述反应器2的内壁上，沿反应器2轴向固定设置有多条挡板9，所述挡板9为长条形板，多条挡板9均布设置在反应器2内，挡板9使得反应器2在绕其轴向旋转时，能够带动盛装在反应器2内的土壤运动，从而使得土壤上下翻腾，能够被均匀处理。

所述转杆3为圆筒状设置在反应器2两侧，由聚四氟乙烯材料制成，转杆3的轴线与反应器2的轴线共线；所述转杆3能够在外部动力装置的驱动下带动反应器2转动；

所述转杆3的两个自由端分别形成了抽气口4和进气口5，通过所述抽气口4能够抽真空，并可通过进气口5向反应器2内部充入工作气体。

所述工作气体为为氩气、氦气和氮气等惰性气体。