一种活化过硫酸盐修复有机污染土壤的氧化反应装置的制作方法

本实用新型涉及污染土壤的处理装置技术领域，尤其是一种活化过硫酸盐修复有机污染土壤的氧化反应装置。

背景技术：

随着城市现代化进程的加快，土壤有机物污染日趋严重，尤其是城市周边的工业企业关停或搬迁，遗留下大片的污染场地，这些污染场地普遍存在污染物浓度高、污染物难迁移转化及环境风险高等特点，因此寻求一种快速、低耗、高效地污染土壤处理方法显得尤为迫切。

目前，基于催化双氧水的芬顿试剂是场地、地下水修复中常用的化学氧化技术，芬顿试剂是一种使用亚铁离子作为催化剂，使过氧化氢瞬间产生大量具有强氧化性的羟基自由基，从而达到氧化目标有机物的目的。然而其对有机污染物基本没有选择性，可以氧化包括土壤有机质在内的各种有机物，反应迅猛，自身不稳定，寿命短，通常只有几个小时到几天，需当场现配现用。芬顿试剂的应用通常需要pH约为3的强酸性条件，以保持铁离子呈溶解态而发挥其催化性，因此pH值对芬顿化学、主导自由基及有效性都有显著影响。

活化过硫酸盐是相对较新的化学氧化技术，兼具了芬顿和高锰酸钾的优点而摒弃了他们的缺点。过硫酸盐的反应化学更为复杂，电子转移的化学反应和自由基反应都有发生。常温下的过硫酸盐比较稳定，其氧化能力效果不明显，可以通过加热、螯合或非螯合的过度金属、双氧水及碱进行活化，经过活化的过硫酸盐氧化性与芬顿试剂接近，能够有效氧化各种有机污染物。活化条件可以针对不同的污染物和场地类型进行灵活选择，可以应用于各种pH值和土壤类型的场地条件。

目前，热活化过硫酸盐作为一种高效的氧化修复技术，已逐渐应用于有机污染土壤的修复。因此有必要研制一种高效、低能耗的氧化修复反应装置，以达到低成本、快速修复有机污染土壤的目的。

技术实现要素：

为了克服现有的不足，本实用新型提供了一种活化过硫酸盐修复污染土壤的氧化反应装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种活化过硫酸盐修复有机污染土壤的氧化反应装置，包括反应装置、太阳能加热装置和蓄水箱，所述反应装置内设有超声波管和搅拌棒，反应装置外壁四周设有夹层结构，夹层结构为中空结构，夹层结构底部侧壁设有夹层结构进水口，夹层结构顶部设有夹层结构出水口，反应装置侧壁设有投放管道，投放管道开口处设有塞子，太阳能加热装置上设有温度控制装置、太阳能加热装置出水口和太阳能加热装置进水口，蓄水箱上设有辅助加热器、蓄水箱出水口和蓄水箱进水口，蓄水箱出水口与太阳能加热装置进水口、太阳能加热装置出水口与夹层结构进水口、夹层结构出水口与蓄水箱进水口均通过水管连接，夹层结构出水口与蓄水箱进水口相连的水管上设有循环水泵，蓄水箱出水口与水管连接处设有阀门。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述太阳能加热装置上的温度控制装置包括温控包、电触点压力式温度计和电动调节阀门，温控包、电触点压力式温度计和电动调节阀门通过连接线依次相连，太阳能加热装置内侧顶端角落设有温控包，电动调节阀门设置在太阳能加热装置出水口与夹层结构进水口之间的水管上，温控包和电动调节阀门之间设有电触点压力式温度计，辅助加热器、温控包、电触点压力式温度计和电动调节阀门均通过连接线与PLC控制柜相连，并由PLC控制柜控制。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，超声波管通过螺栓连接平行固定在反应装置内，搅拌棒竖立固定在反应装置内部中间，超声波管与搅拌棒成“十”字结构，超声波管的个数为至少2个。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，投放管道与水平线呈45°夹角，塞子为橡胶材质，投放管道穿过夹层结构，投放管道的开口设在夹层结构外部。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，太阳能加热装置出水口设置在太阳能加热装置侧壁上端，太阳能加热装置进水口设置在太阳能加热装置侧壁底部，且太阳能加热装置出水口和太阳能加热装置进水口分别设置在太阳能加热装置两侧壁，蓄水箱出水口和蓄水箱进水口均设置在蓄水箱底部，夹层结构进水口、夹层结构出水口、太阳能加热装置出水口、太阳能加热装置进水口、蓄水箱出水口和蓄水箱进水口均通过螺栓连接与水管固定。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述水管为不锈钢材质。

本实用新型的有益效果是，利用太阳能对反应装置进行加热，不仅节约能源，而且改善了反应装置的加热效果，同时通过设置在反应装置内的超声波管对土壤与过硫酸钠混合液进行超声，大大强化了过硫酸盐氧化去除有机物的效果，搅拌使得反应装置内的温度及过硫酸盐分布均匀，利于反应的进行；另外增加了辅助加热器、温度控制装置和PLC控制柜，使氧化反应始终处于最适温度环境中，大大提高了过硫酸盐氧化去除有机物的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是反应装置的俯视图。

图中1、反应装置，2、太阳能加热装置，3、蓄水箱，4、超声波管，5、搅拌棒，6、夹层结构，7、夹层结构进水口，8、夹层结构出水口，9、投放管道，10、塞子，11、温控包，12、电触点压力式温度计，13、电动调节阀门，14、辅助加热器，15、太阳能加热装置出水口，16、太阳能加热装置进水口，17、蓄水箱出水口，18、蓄水箱进水口，19、阀门，20、水管，21、连接线，22、PLC控制柜，23、循环水泵。

具体实施方式

如图1是本实用新型的结构示意图，图2是反应装置的俯视图，一种活化过硫酸盐修复有机污染土壤的氧化反应装置，包括反应装置1、太阳能加热装置2和蓄水箱3，所述反应装置1内设有超声波管4和搅拌棒5，反应装置1外壁四周设有夹层结构6，夹层结构6为中空结构，夹层结构6底部侧壁设有夹层结构进水口7，夹层结构6顶部设有夹层结构出水口8，反应装置1侧壁设有投放管道9，投放管道9开口处设有塞子10，太阳能加热装置2上设有温度控制装置、太阳能加热装置出水口15和太阳能加热装置进水口16，蓄水箱3上设有辅助加热器14、蓄水箱出水口17和蓄水箱进水口18，蓄水箱出水口17与太阳能加热装置进水口16、太阳能加热装置出水口15与夹层结构进水口7、夹层结构出水口8与蓄水箱进水口18均通过水管20连接，夹层结构出水口8与蓄水箱进水口18相连的水管20上设有循环水泵23，蓄水箱出水口17与水管20连接处设有阀门19。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述太阳能加热装置2上的温度控制装置包括温控包11、电触点压力式温度计12和电动调节阀门13，温控包11、电触点压力式温度计12和电动调节阀门13通过连接线21依次相连，太阳能加热装置2内侧顶端角落设有温控包11，电动调节阀门13设置在太阳能加热装置出水口15与夹层结构进水口7之间的水管20上，温控包11和电动调节阀门13之间设有电触点压力式温度计12，辅助加热器14、温控包11、电触点压力式温度计12和电动调节阀门13均通过连接线21与PLC控制柜22相连，并由PLC控制柜22控制。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，超声波管4通过螺栓连接平行固定在反应装置1内，搅拌棒5竖立固定在反应装置1内部中间，超声波管4与搅拌棒5成“十”字结构，超声波管4的个数为至少2个。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，投放管道9与水平线呈45°夹角，塞子10为橡胶材质，投放管道9穿过夹层结构6，投放管道9的开口设在夹层结构6外部。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，太阳能加热装置出水口15设置在太阳能加热装置2侧壁上端，太阳能加热装置进水口16设置在太阳能加热装置2侧壁底部，且太阳能加热装置出水口15和太阳能加热装置进水口16分别设置在太阳能加热装置2两侧壁，蓄水箱出水口17和蓄水箱进水口18均设置在蓄水箱3底部，夹层结构进水口7、夹层结构出水口8、太阳能加热装置出水口15、太阳能加热装置进水口16、蓄水箱出水口17和蓄水箱进水口18均通过螺栓连接与水管20固定。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述水管20为不锈钢材质。

在PLC控制柜22上将反应装置1内的反应温度设定为40～80℃，将塞子10从投放管道9入口拔出，再将被污染的土壤和过硫酸钠水溶液按1:5的溶液配比通过投放管道9加入反应装置1的罐体内，并将超声波管4淹没，然后打开阀门19，蓄水箱3内的水通过水管20经太阳能加热装置进水口16流入太阳能加热装置2内，并在太阳能加热装置2经过加热从太阳能加热装置出水口15经夹层结构进水口7流入夹层结构6内部，再从夹层结构出水口8流出，同时打开循环水泵23，夹层结构6内部的水在循环水泵23的作用下经蓄水箱进水口18流入蓄水箱3内部，形成一个不断地水循环，在太阳能加热装置2的加热作用下，夹层结构6内部的水不断升温，使得反应装置1内的土壤和过硫酸钠水溶液的混合液不断升温，在PLC控制柜22的控制下，超声波管4和搅拌棒5开始运作，实现超声与热联合活化过硫酸盐氧化去除土壤中的有机物，在搅拌棒5的搅拌作用下，反应装置1内的温度分布均匀，过硫酸盐的氧化反应也更加彻底。

温控包11感应太阳能加热装置2内的水温并将温度通过连接线21传递给电触点压力式温度计12，当电触点压力式温度计12接收到的温度信息低于40℃时， PLC控制柜22控制辅助加热器14开启，辅助加热器14对蓄水箱3内部的水进行加热，同时电动调节阀门13逐渐调大，加快热水进入夹层结构6内部的时间，提高反应装置1内的水温；当电触点压力式温度计12接收到的温度信息高于80℃时，PLC控制柜22控制辅助加热器14关闭，辅助加热器14停止对蓄水箱3内部的水进行加热，同时电动调节阀门12逐渐调小，减缓热水进入夹层结构6内部的时间，以此降低反应装置1内的水温。