污染土壤修复方法及修复装置与流程

本发明属于土壤污染修复技术领域，涉及一种污染土壤修复方法，尤其涉及一种挥发性有机物和重金属镉复合污染土壤修复方法及修复装置。

背景技术：

国内目前约有2亿亩耕地在利用上存在食品安全、生态安全的问题，其中有近30％左右土地受到了重金属的中、重度污染。其中辽宁、湖南、浙江、江西、四川、贵州、广东、广西等省份的部分地区，不同程度地存在重金属污染问题，其中绝大多数土壤中都存在挥发性有机物及镉的复合污染，并且多以厂矿地区为主。工矿企业生产经营中排放的废气、废水、废渣、汽车尾气排放及污水处理厂的污泥、工业废水废渣倾倒造成大量的土壤复合污染，农业生产活动中的污水灌溉、化肥、农药、农膜等农业投入品的不合理使用和畜禽养殖等；特别是在石油、化工、焦化等企业区域的污染场地，污染物以有机溶剂类卤代烃为代表，也常复合有重金属镉、砷、铬、铅等其他污染物。较为典型的复合污染是挥发性卤代烃-镉土壤复合污染。因此，土壤有机物及重金属复合污染已逐渐成大众关注的焦点问题。

挥发性有机物——卤代烃污染因为毒害性强而令人深恶痛绝。其中挥发性卤代烃(三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、1,2-二氯乙烷等)污染地下水情况最为常见；卤素是强毒性基，卤代烃一般比母体烃类的毒性大。许多研究表明，卤代烃进入动物体内后，对哺乳动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用：卤代烃经皮肤吸收后，侵犯神经中枢或作用于内脏器官，引起中毒。土壤严重污染会导致卤代烃的某些成分在食物中积累，并通过食物链危害人类健康。镉作为对生物具有较高毒性的重金属之一，具有生物迁移性强，易吸收积累和难降解的特性；当镉在土壤中浓度过高时，不仅危害农作物的生长、发育，还将通过食物链危及人体健康，因此镉被列为重点监控5大重金属之一。据有关统计，我国7％的土壤存在镉超标现象，已成为我国土壤污染中的首要污染物。

针对挥发性有机物和重金属镉土壤污染的治理办法主要有物理法、生物法和化学法等。其中物理法包括客土/换土法、翻土法、固化稳定化法等，此类修复技术快速高效，但处理后污染物存留于深层土壤中，易转移进入地下水，且被移除土壤的堆放也是一大难题。生物法包括植物修复法、生物修复法和微生物修复法，此类修复技术成本低，不会造成二次污染，但是修复速度缓慢且效率低。化学法主要包括淋洗法和化学固定法等。化学淋洗法效率高，处理量较大，能在短期内达到修复效果，但是药剂清洗土壤之后不仅会产生大量的含镉废液，也极易促使土壤养分的流失。这些方法虽然能在一定程度上对有机物和重金属镉复合污染进行修复，但都存在各自的不足。总体上存在修复效率低、脱除不彻底、处理周期长、处理成本高等问题。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的土壤修复方法，以便克服现有土壤修复方法存在的上述缺陷。

技术实现要素：

本发明提供一种污染土壤修复方法及修复装置，可低成本、高效率且一次性彻底修复被污染的土壤。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种污染土壤修复方法，所述修复方法包括：

步骤s1、真空热分离：首先将污染地块的土壤挖出，根据检测地块污染数据确定土壤挖出深度，通过破碎机及筛分机处理成3～15mm的土壤颗粒；然后使用输送装置将土壤颗粒分别投入多个密闭的反应器中，使用专用设备抽真空，保持反应器的内部压力在18kpa，通过外部装置加热，将反应器内部温度控制在140～170℃之间，处理时间为15-20min，土壤中的挥发性卤代烃得以去除；从土壤中挥发出来的挥发性卤代烃收集后抽出，送入冷凝器和活性炭吸附器进行净化处理；

步骤s2、化学淋洗：盐酸浓度为3mol/l,乙二胺四乙酸edta浓度为0.04mol/l；按照盐酸:edta＝1.5:1的比例配置成混合水溶液；按0.85l/kg的比例将配置好的盐酸和edta的混合水溶液对真空热分离后的土壤进行循环淋洗15-25min；淋洗液集中收集后再进行还原处理；化学淋洗过程中，淋洗剂与土壤中镉cd元素物资发生反应，使吸附或固定在土壤颗粒上的cd溶解，将其从土壤中置换出来，并随淋洗液流出，从而达到去除土壤中镉cd的目的；通过化学淋洗，镉cd的去除率为60％以上；还需对污染土壤进行进一步修复；

步骤s3、还原处理：按照硫代硫酸钠和硫酸亚铁的质量配比7-8:3-2制成还原剂混合物，按10～20g/kg的比例将配置好的还原剂加入适量的水，搅拌混合后，均匀加入化学淋洗处理后的土壤；

步骤s4、修复处理：镉污染土壤修复剂由如下按质量百分比计的组分组成：柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％；将原料充分混合均匀，制备得到镉污染土壤修复剂；每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂350～450公斤；加水混合均匀，用专用的抛洒设备将其施加到土壤中，平衡时间为6～9天；

步骤s5、稳定化处理：使用的重金属镉稳定剂由微生物菌剂、高分子化合物及改性硅矿粉构成，以化学和物理双重作用稳定土壤中的重金属镉，效果显著、成本低廉、易于应用。并且，微生物菌剂对土壤中的离子态镉具有“专一性”，可去除或钝化土壤中的重金属镉。同时该稳定剂不仅含有高含量的有益微生物且还含有较高的二氧化硅，对土壤中的硅元素和有益微生物的补充起到了促进作用，也有利于活化土壤和增强土壤的团粒结构，具备土壤调理剂的功能；按所述微生物菌剂的质量百分数为8±1％、高分子化合物γ-聚谷氨酸的质量百分数为2±0.5％，改性硅矿粉的质量百分数为90±1％，三者在在混粉机中均匀混合制备稳定剂；用专用的抛洒设备将所述稳定剂按照200-320kg/亩的施加量施加到土壤中，通过物理和化学吸附的双重功能实现进一步去除重金属镉的目的；

步骤s6、改良养护处理：按每亩100-120公斤用量，先将草木灰与2～3倍的湿土或以少许水分喷湿后搅拌均匀；均匀加入稳定化处理后的土壤，施后覆土；养护24-48小时后得到修复后的土壤。

一种污染土壤修复方法，所述修复方法包括：

步骤s1、真空热分离步骤，将土壤在真空环境下进行热分离，分离出有害物质，并对有害物质进行净化处理；

步骤s2、化学淋洗步骤，对经过真空热分离步骤后的土壤进行化学淋洗；

步骤s3、还原处理步骤，将还原剂加入经过化学淋洗处理后的土壤中；

步骤s4、修复处理步骤，将土壤修复剂施加到经过还原处理后的土壤中；

步骤s5、稳定化处理步骤，将重金属镉稳定剂、微生物菌剂施加到经过修复处理的土壤中；

步骤s6、改良养护处理步骤，对经过稳定化处理的土壤进行改良养护处理。

作为本发明的一种实施方式，步骤s1中，首先将污染地块的土壤挖出，根据检测地块污染数据确定土壤挖出深度，通过破碎机及筛分机处理成3～15mm的土壤颗粒；然后使用输送装置将土壤颗粒分别投入多个密闭的反应器中，使用专用设备抽真空，保持反应器的内部压力在18kpa，通过外部装置加热，将反应器内部温度控制在140～170℃之间，处理时间为15-20min，土壤中的挥发性卤代烃得以去除；从土壤中挥发出来的挥发性卤代烃收集后抽出，送入冷凝器和活性炭吸附器进行净化处理。

作为本发明的一种实施方式，步骤s2中，按照盐酸:edta＝1.5:1的比例配置成混合水溶液，其中，盐酸浓度为3mol/l,乙二胺四乙酸edta浓度为0.04mol/l；按0.85l/kg的比例将配置好的盐酸和edta的混合水溶液对真空热分离后的土壤进行循环淋洗15-25min；淋洗液集中收集后再进行还原处理；化学淋洗过程中，淋洗剂与土壤中镉cd元素物资发生反应，使吸附或固定在土壤颗粒上的cd溶解，将其从土壤中置换出来，并随淋洗液流出，从而达到去除土壤中镉cd的目的；通过化学淋洗，镉cd的去除率为60％以上；还需对污染土壤进行进一步修复。

作为本发明的一种实施方式，步骤s3中，按照硫代硫酸钠和硫酸亚铁的质量配比7-8:3-2制成还原剂混合物，按10～20g/kg的比例将配置好的还原剂加入适量的水，搅拌混合后，均匀加入化学淋洗处理后的土壤。

作为本发明的一种实施方式，步骤s4中，所述的镉污染土壤修复剂由如下按质量百分比计的组分组成：柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％；将原料充分混合均匀，制备得到镉污染土壤修复剂；每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂350～450公斤；加水混合均匀，用专用的抛洒设备将其施加到土壤中，平衡时间为6～9天。

作为本发明的一种实施方式，步骤s5中，使用的重金属镉稳定剂由微生物菌剂、高分子化合物及改性硅矿粉构成，以化学和物理双重作用稳定土壤中的重金属镉；并且，微生物菌剂对土壤中的离子态镉具有“专一性”，可去除或钝化土壤中的重金属镉；

按所述微生物菌剂的质量百分数为8±1％、高分子化合物γ-聚谷氨酸的质量百分数为2±0.5％，改性硅矿粉的质量百分数为90±1％，三者在在混粉机中均匀混合制备稳定剂；用抛洒设备将所述稳定剂按照200-320kg/亩的施加量施加到土壤中，通过物理和化学吸附的双重功能进一步去除重金属镉。

作为本发明的一种实施方式，步骤s6中，按每亩100-120公斤用量，先将草木灰与2～3倍的湿土或以少许水分喷湿后搅拌均匀；均匀加入稳定化处理后的土壤，施后覆土；养护24-48小时后得到修复后的土壤。

一种土壤修复装置，所述土壤修复装置包括：电化学淋洗装置、压榨热脱装置、废液储罐，电化学淋洗装置连接压榨热脱装置，电化学淋洗装置、压榨热脱装置分别通过废液排放管连接废液储罐；

所述电化学淋洗装置包括进料口、储酸罐、储碱罐、加药管、电化学淋洗罐、喷淋嘴、搅拌器、电极、电源、吸附腔、单向透水薄膜；

所述搅拌器竖直架设于电化学淋洗罐内，搅拌器的下端伸入电化学淋洗罐内部；电化学淋洗罐靠近其顶部的一侧上开设有进料口，用于投加待处理的被污染土壤；

所述电化学淋洗罐顶部的另一侧与加药管连通，加药管的一端设有喷淋嘴，喷淋嘴设置于电化学淋洗罐内，能向电化学淋洗罐中通入备用的土壤修复液，加药管分别与储酸罐和储碱罐连通；

所述电极包括正极电极块和负极电极块，正极电极块、负极电极块对称设置于电化学淋洗罐内壁，且分别与电源的正负极相连；正极电极块、负极电极块分别被吸附腔络状包裹，吸附腔的外壁为单向透水薄膜，使得电解水仅能从外部进入吸附腔而不能从吸附腔进入外部；

靠近所述电化学淋洗罐底部设有废液排放管，废液排放管的一端与废液储罐呈连通设置；电化学淋洗罐中已经反应完全的废液通过废液排放管流入废液储罐，从而对废液实现回收；

所述压榨热脱装置包括螺旋压榨机、热风机、加热搅拌棒、排气口、出料口、滤液收集槽、压榨热脱附罐；

所述螺旋压榨机、加热搅拌棒设置于压榨热脱附罐内，压榨热脱附罐内包括第一部分、第二部分；螺旋压榨机设置于压榨热脱附罐的第一部分内，加热搅拌棒设置于压榨热脱附罐的第二部分内；

所述热风机通过输送管路连接压榨热脱附罐的第二部分；所述第二部分设有排气口、出料口；

所述螺旋压榨机的下方设置滤液收集槽，压榨出来的废水输送至滤液收集槽；滤液收集槽与废液储罐之间设有废液排放管，通过废液排放管将废液输送至废液储罐。

一种土壤修复装置，所述土壤修复装置包括：电化学淋洗装置、压榨热脱装置、废液储存容器，电化学淋洗装置连接压榨热脱装置，电化学淋洗装置、压榨热脱装置分别通过废液排放管连接废液储存容器；

所述电化学淋洗装置包括进料口、储酸容器、储碱容器、加药管、电化学淋洗容器、喷淋机构、搅拌机构、电极、电源、吸附腔、单向透水薄膜；

所述搅拌机构设置于电化学淋洗容器内，电化学淋洗容器设有进料口，用于投加待处理的被污染土壤；

所述加药管的第一端位于电化学淋洗容器内，加药管的第一端设有喷淋机构，喷淋机构设置于电化学淋洗容器内，能向电化学淋洗容器中通入备用的土壤修复液，加药管分别与储酸容器和储碱容器连通；

所述电极包括正极电极块和负极电极块，正极电极块、负极电极块对称设置于电化学淋洗容器内壁，且分别与电源的正负极相连；正极电极块、负极电极块分别被吸附腔包裹，吸附腔的外壁为单向透水薄膜，使得电解水仅能从外部进入吸附腔而不能从吸附腔进入外部；

所述压榨热脱装置包括螺旋压榨机构、热风机构、加热搅拌机构、排气口、出料口、滤液收集槽、压榨热脱附容器；

所述螺旋压榨机构、加热搅拌机构设置于压榨热脱附容器内；所述螺旋压榨机构的下方设置滤液收集槽，压榨出来的废水输送至滤液收集槽；所述热风机构通过输送管路连接压榨热脱附容器；所述压榨热脱附容器设有排气口、出料口。

本发明的有益效果在于：本发明提出的污染土壤修复方法及修复装置，可低成本、高效率且一次性彻底修复被污染的土壤。

1、挥发性有机物卤代烃采用真空热分离的方法从土壤中高效脱除，由于采用真空负压，且由于外部加热处于高温状态，使得土壤中的卤代烃极易析出进入气态而达到脱除的目的，采用机械化操作、大大降低了成本和缩短处理时间，提高脱除效率；采用密闭反应器，无废气外泄，废气集中收集后用专用设备进行处理，达标排放、避免了二次污染。

2、采用盐酸和乙二胺四乙酸(edta)的混合水溶液作为淋洗液，可使土壤中的重金属镉充分洗出进入溶液，可脱除60％以上的重金属镉；淋洗液中的盐酸促进重金属的形态向可交换态转变，从而有利于镉的洗出；edta可活化并增强重金属离子的转移能力，能在宽酸碱度梯度范围内淋洗土壤中的镉、铁、铬等重金属离子。淋洗设备先进、自动化程度高，加上优选的淋洗液，不仅提取了土壤中重金属、还不会破坏土壤结构。淋洗后的富含重金属废液收集后处理排放，避免二次环境污染。

3、还原剂为硫代硫酸钠和硫酸亚铁的混合物，还原性能高，两种还原剂的组合物相对于单一还原剂来说，还原剂量减少且效果更佳，说明两者的组合物具有协同作用。两者均易溶于水，价格便宜。

4、对重金属镉污染土壤进行二次修复，修复效率高、修复彻底。修复剂由如下按质量百分比计的组分组成：柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％；，将原料充分混合均匀，制备得到镉污染土壤修复剂；其优点和有益效果为：镉污染土壤修复剂原料的来源成本低，制备简便易行；对土壤ph影响小，不会大幅度改变土壤ph值；土壤经修复后再种植作物，作物体内镉含量显著降低，且不影响作物的生长状态和品质。方法为每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂350～450公斤。加水混合均匀，用专用的抛洒设备将其施加到土壤中，平衡时间为6～9天。实现镉污染土壤的修复，该方法修复成本低，操作简单，治理面积较广。

5、稳定剂由微生物菌剂、高分子化合物及改性硅矿粉构成,以化学和物理双重作用稳定土壤中的重金属镉，效果显著、成本低廉、易于应用。并且，微生物菌剂对土壤中的离子态镉具有“专一性”，可去除或钝化土壤中的重金属镉。同时该稳定剂不仅含有高含量的有益微生物且还含有较高的二氧化硅，对土壤中的硅元素和有益微生物的补充起到了促进作用，也有利于活化土壤和增强土壤的团粒结构，具备土壤调理剂的功能。稳定剂的三种组分充分发挥作用，降低土壤中镉的迁移转化能力和被动植物吸收的能力，使得重金属镉在土壤中的浸出率大大降低。

6、土壤改良处理：草木灰的主要成分是碳酸钾(k2co3)，相对分子质量为138。凡植物所含的矿质元素，除含钾、钙等大量营养元素外，还含有铁、镁等多种微量元素，且具有速效性，能进一步改善土壤结构、防止板结。

通过本发明的实施，镉含量超过6mg/kg、挥发性卤代烃含量超过55mg/kg的重度复合污染土壤，经处理后的土壤达到总镉浓度低于0.25mg/kg、挥发性卤代烃含量低于0.5mg/kg。达到《土壤环境质量标准》(gb15618-1995)二级标准，经济效益和环境效益明显。

附图说明

图1为本发明污染土壤修复方法的流程图。

图2为本发明土壤修复装置的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

本发明揭示一种污染土壤修复方法，图1为本发明污染土壤修复方法的流程图，在本发明的一个实施例中，所述修复方法包括：

步骤s1、真空热分离步骤，将土壤在真空环境下进行热分离，分离出有害物质，并对有害物质进行净化处理；

步骤s2、化学淋洗步骤，对经过真空热分离步骤后的土壤进行化学淋洗；

步骤s3、还原处理步骤，将还原剂加入经过化学淋洗处理后的土壤中；

步骤s4、修复处理步骤，将土壤修复剂施加到经过还原处理后的土壤中；

步骤s5、稳定化处理步骤，将重金属镉稳定剂、微生物菌剂施加到经过修复处理的土壤中；

步骤s6、改良养护处理步骤，对经过稳定化处理的土壤进行改良养护处理。

在本发明的一个实施例中，所述污染土壤修复方法包括如下步骤：

步骤s1、真空热分离：首先将污染地块的土壤挖出，根据检测地块污染数据确定土壤挖出深度，通过破碎机及筛分机处理成3～15mm的土壤颗粒；然后使用输送装置将土壤颗粒分别投入多个密闭的反应器中，使用专用设备抽真空，保持反应器的内部压力在18kpa，通过外部装置加热，将反应器内部温度控制在140～170℃之间，处理时间为15-20min，土壤中的挥发性卤代烃得以去除；从土壤中挥发出来的挥发性卤代烃收集后抽出，送入冷凝器和活性炭吸附器进行净化处理；

步骤s2、化学淋洗：盐酸浓度为3mol/l,乙二胺四乙酸edta浓度为0.04mol/l；按照盐酸:edta＝1.5:1的比例配置成混合水溶液；按0.85l/kg的比例将配置好的盐酸和edta的混合水溶液对真空热分离后的土壤进行循环淋洗15-25min；淋洗液集中收集后再进行还原处理；化学淋洗过程中，淋洗剂与土壤中镉cd元素物资发生反应，使吸附或固定在土壤颗粒上的cd溶解，将其从土壤中置换出来，并随淋洗液流出，从而达到去除土壤中镉cd的目的；通过化学淋洗，镉cd的去除率为60％以上；还需对污染土壤进行进一步修复；

步骤s3、还原处理：按照硫代硫酸钠和硫酸亚铁的质量配比7-8:3-2制成还原剂混合物，按10～20g/kg的比例将配置好的还原剂加入适量的水，搅拌混合后，均匀加入化学淋洗处理后的土壤；

步骤s4、修复处理：镉污染土壤修复剂由如下按质量百分比计的组分组成：柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％；将原料充分混合均匀，制备得到镉污染土壤修复剂；每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂350～450公斤；加水混合均匀，用专用的抛洒设备将其施加到土壤中，平衡时间为6～9天；

步骤s5、稳定化处理：使用的重金属镉稳定剂由微生物菌剂、高分子化合物及改性硅矿粉构成，以化学和物理双重作用稳定土壤中的重金属镉，效果显著、成本低廉、易于应用。并且，微生物菌剂对土壤中的离子态镉具有“专一性”，可去除或钝化土壤中的重金属镉。同时该稳定剂不仅含有高含量的有益微生物且还含有较高的二氧化硅，对土壤中的硅元素和有益微生物的补充起到了促进作用，也有利于活化土壤和增强土壤的团粒结构，具备土壤调理剂的功能；按所述微生物菌剂的质量百分数为8±1％、高分子化合物γ-聚谷氨酸的质量百分数为2±0.5％，改性硅矿粉的质量百分数为90±1％，三者在在混粉机中均匀混合制备稳定剂；用专用的抛洒设备将所述稳定剂按照200-320kg/亩的施加量施加到土壤中，通过物理和化学吸附的双重功能实现进一步去除重金属镉的目的；

步骤s6、改良养护处理：按每亩100-120公斤用量，先将草木灰与2～3倍的湿土或以少许水分喷湿后搅拌均匀；均匀加入稳定化处理后的土壤，施后覆土；养护24-48小时后得到修复后的土壤。

本发明揭示一种土壤修复装置，图1为本发明土壤修复装置的组成示意图；请参阅图1，在本发明的一个实施例中，所述土壤修复装置包括：电化学淋洗装置、压榨热脱装置、废液储罐13，电化学淋洗装置连接压榨热脱装置，电化学淋洗装置、压榨热脱装置分别通过废液排放管12连接废液储罐13。

所述电化学淋洗装置包括进料口1、储酸罐2、储碱罐3、加药管4、电化学淋洗罐5、喷淋嘴6、搅拌器7、电极8、电源9、吸附腔10、单向透水薄膜11。

所述搅拌器7竖直架设于电化学淋洗罐5内，搅拌器7的下端伸入电化学淋洗罐5内部；电化学淋洗罐5靠近其顶部的一侧上开设有进料口1，用于投加待处理的被污染土壤。

所述电化学淋洗罐5顶部的另一侧与加药管4连通，加药管4的一端设有喷淋嘴6，喷淋嘴6设置于电化学淋洗罐5内，能向电化学淋洗罐5中通入备用的土壤修复液，加药管4分别与储酸罐2和储碱罐3连通。

所述电极8包括正极电极块和负极电极块，正极电极块、负极电极块对称设置于电化学淋洗罐5内壁，且分别与电源9的正负极相连；正极电极块、负极电极块分别被吸附腔10络状包裹，吸附腔10的外壁为单向透水薄膜11，使得电解水仅能从外部进入吸附腔10而不能从吸附腔10进入外部。

靠近所述电化学淋洗罐5底部设有废液排放管12，废液排放管12的一端与废液储罐13呈连通设置；电化学淋洗罐5中已经反应完全的废液通过废液排放管12流入废液储罐13，从而对废液实现回收。

所述压榨热脱装置包括螺旋压榨机14、热风机15、加热搅拌棒16、排气口17、出料口18、滤液收集槽19、压榨热脱附罐20。

所述螺旋压榨机14、加热搅拌棒16设置于压榨热脱附罐20内，压榨热脱附罐20内包括第一部分、第二部分；螺旋压榨机14设置于压榨热脱附罐20的第一部分内，加热搅拌棒16设置于压榨热脱附罐20的第二部分内。

所述热风机15通过输送管路连接压榨热脱附罐20的第二部分；所述第二部分设有排气口17、出料口18。

所述螺旋压榨机14的下方设置滤液收集槽19，压榨出来的废水输送至滤液收集槽19；滤液收集槽19与废液储罐13之间设有废液排放管12，通过废液排放管12将废液输送至废液储罐13。

本发明揭示一种污染土壤修复装置，图2为本发明土壤修复装置的组成示意图；请参阅图2，在本发明的一个实施例中，所述土壤修复装置包括：电化学淋洗装置、压榨热脱装置、废液储罐13，电化学淋洗装置连接压榨热脱装置，电化学淋洗装置、压榨热脱装置分别通过废液排放管12连接废液储罐13。

所述电化学淋洗装置包括进料口1、储酸罐2、储碱罐3、加药管4、电化学淋洗罐5、喷淋嘴6、搅拌器7、电极8、电源9、吸附腔10、单向透水薄膜11。

所述搅拌器7设置于电化学淋洗罐5内，电化学淋洗罐5设有进料口1，用于投加待处理的被污染土壤。

所述加药管4的第一端位于电化学淋洗罐5内，加药管4的第一端设有喷淋嘴6，喷淋嘴6设置于电化学淋洗罐5内，能向电化学淋洗罐5中通入备用的土壤修复液，加药管4分别与储酸罐2和储碱罐3连通。在本发明的一个实施例中，所述储酸罐2和储碱罐3设置于电化学淋洗罐5外。

所述电极8包括正极电极块和负极电极块，正极电极块、负极电极块对称设置于电化学淋洗罐5内壁，且分别与电源9的正负极相连；正极电极块、负极电极块分别被吸附腔10络状包裹，吸附腔10的外壁为单向透水薄膜11，使得电解水仅能从外部进入吸附腔10而不能从吸附腔10进入外部。

所述压榨热脱装置包括螺旋压榨机14、热风机15、加热搅拌棒16、排气口17、出料口18、滤液收集槽19、压榨热脱附罐20。

所述螺旋压榨机14、加热搅拌棒16设置于压榨热脱附罐20内；所述螺旋压榨机14的下方设置滤液收集槽19，压榨出来的废水输送至滤液收集槽19；所述热风机15通过输送管路连接压榨热脱附罐20；所述压榨热脱附罐20设有排气口17、出料口18。

在本发明的一个实施例中，本发明污染土壤修复方法利用了上述土壤修复装置。

本发明揭示一种土壤修复装置，在本发明的一个实施例中，所述土壤修复装置包括：电化学淋洗装置、压榨热脱装置、废液储存容器，电化学淋洗装置连接压榨热脱装置，电化学淋洗装置、压榨热脱装置分别通过废液排放管连接废液储存容器。

所述电化学淋洗装置包括进料口、储酸容器、储碱容器、加药管、电化学淋洗容器、喷淋机构、搅拌机构、电极、电源、吸附腔、单向透水薄膜。

所述搅拌机构设置于电化学淋洗容器内，电化学淋洗容器设有进料口，用于投加待处理的被污染土壤。

所述加药管的第一端位于电化学淋洗容器内，加药管的第一端设有喷淋机构，喷淋机构设置于电化学淋洗容器内，能向电化学淋洗容器中通入备用的土壤修复液，加药管分别与储酸容器和储碱容器连通。

所述电极包括正极电极块和负极电极块，正极电极块、负极电极块对称设置于电化学淋洗容器内壁，且分别与电源的正负极相连；正极电极块、负极电极块分别被吸附腔包裹，吸附腔的外壁为单向透水薄膜，使得电解水仅能从外部进入吸附腔而不能从吸附腔进入外部。

所述压榨热脱装置包括螺旋压榨机构、热风机构、加热搅拌机构、排气口、出料口、滤液收集槽、压榨热脱附容器。

所述螺旋压榨机构、加热搅拌机构设置于压榨热脱附容器内；所述螺旋压榨机构的下方设置滤液收集槽，压榨出来的废水输送至滤液收集槽；所述热风机构通过输送管路连接压榨热脱附容器；所述压榨热脱附容器设有排气口、出料口。

在本发明的一个实施例中，本发明污染土壤修复方法利用了上述土壤修复装置。

实施例一

在本发明的一个实施例中，将污染地块的土壤挖出，取50kg卤代烃与镉复合污染土壤，进行ph值、卤代烃含量和总镉含量检测；通过破碎机+筛分机处理成3～15mm的土壤颗粒；然后将土壤颗粒投入密闭的反应器中，抽真空，保持反应器的内部压力在18kpa，通过外部装置加热，将反应器内部温度控制在145℃，处理时间为15min，土壤中的挥发性卤代烃得以去除。然后按盐酸浓度为3mol/l,乙二胺四乙酸(edta)浓度为0.04mol/l；盐酸:edta＝1.5:1的比例配置成混合水溶液；按0.85l/kg的比例将配置好的盐酸和edta的混合水溶液对真空热分离后的土壤进行循环淋洗15min，淋洗液收集后进行还原处理。按照硫代硫酸钠和硫酸亚铁的质量配比7:3制成还原剂混合物，按10g/kg的比例将配置好的还原剂加入化学淋洗处理后的土壤，加入适量的水，使其搅拌混合均匀；按照质量百分比柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％制备修复剂；按每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂350公斤/亩，加水混合均匀，抛洒其施加到土壤中，平衡时间为7天。按微生物菌剂的质量百分数为8％、高分子化合物γ-聚谷氨酸的质量百分数为2％，改性硅矿粉的质量百分数为90％，三者在混粉机中均匀混合制备稳定剂。按照200kg/亩的施加量施加到土壤中。通过物理和化学吸附的双重功能实现进一步去除重金属镉。按每亩100公斤用量，将草木灰与2倍的湿土或以少许水分喷湿后搅拌均匀，加入稳定化处理后的土壤，施后覆土。养护36小时后得到修复后的土壤。

实施例二

在本发明的一个实施例中，将污染地块的土壤挖出，取100kg卤代烃与镉复合污染土壤，进行ph值、卤代烃含量和总镉含量检测；通过破碎机+筛分机处理成3～15mm的土壤颗粒；然后将土壤颗粒投入密闭的反应器中，抽真空，保持反应器的内部压力在18kpa，通过外部装置加热，将反应器内部温度控制在155℃，处理时间为20min，土壤中的挥发性卤代烃得以去除。然后按盐酸浓度为3mol/l,乙二胺四乙酸(edta)浓度为0.04mol/l；盐酸:edta＝1.5:1的比例配置成混合水溶液；按0.85l/kg的比例将配置好的盐酸和edta的混合水溶液对真空热分离后的土壤进行循环淋洗25min，淋洗液收集后进行还原处理。按照硫代硫酸钠和硫酸亚铁的质量配比7:3制成还原剂混合物，按15g/kg的比例将配置好的还原剂加入化学淋洗处理后的土壤，加入适量的水，使其搅拌混合均匀；按照质量百分比柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％制备修复剂；按每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂400公斤/亩，加水混合均匀，抛洒其施加到土壤中，平衡时间为9天。

按微生物菌剂的质量百分数为8％、高分子化合物γ-聚谷氨酸的质量百分数为2％，改性硅矿粉的质量百分数为90％，三者在混粉机中均匀混合制备稳定剂。按照260kg/亩的施加量施加到土壤中。通过物理和化学吸附的双重功能实现进一步去除重金属镉。

按每亩120公斤用量，将草木灰与2倍的湿土或以少许水分喷湿后搅拌均匀，加入稳定化处理后的土壤，施后覆土。养护48小时后得到修复后的土壤。

实施例三

在本发明的一个实施例中，将污染地块的土壤挖出，取50kg卤代烃与镉复合污染土壤，进行ph值、卤代烃含量和总镉含量检测；通过破碎机+筛分机处理成3～15mm的土壤颗粒；然后将土壤颗粒投入密闭的反应器中，抽真空，保持反应器的内部压力在18kpa，通过外部装置加热，将反应器内部温度控制在165℃，处理时间为15min，土壤中的挥发性卤代烃得以去除。然后按盐酸浓度为3mol/l,乙二胺四乙酸(edta)浓度为0.04mol/l；盐酸:edta＝1.5:1的比例配置成混合水溶液；按0.85l/kg的比例将配置好的盐酸和edta的混合水溶液对真空热分离后的土壤进行循环淋洗20min，淋洗液收集后进行还原处理。按照硫代硫酸钠和硫酸亚铁的质量配比7:3制成还原剂混合物，按20g/kg的比例将配置好的还原剂加入化学淋洗处理后的土壤，加入适量的水，使其搅拌混合均匀；按照质量百分比柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％制备修复剂；按每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂450公斤/亩，加水混合均匀，抛洒其施加到土壤中，平衡时间为6天。按微生物菌剂的质量百分数为8％、高分子化合物γ-聚谷氨酸的质量百分数为2％，改性硅矿粉的质量百分数为90％，三者在混粉机中均匀混合制备稳定剂。按照320kg/亩的施加量施加到土壤中。通过物理和化学吸附的双重功能实现进一步去除重金属镉。按每亩100公斤用量，将草木灰与2倍的湿土或以少许水分喷湿后搅拌均匀，加入稳定化处理后的土壤，施后覆土。养护24小时后得到修复后的土壤。

表1具体实施检测数据及结果

表2具体实施主要数据及参数记录

表1为检测ph值、土壤中的卤代烃含量和总镉含量的测试数据表，表2为具体实施案列的主要数据及参数记录表；请参阅表1、表2，从表1、表2可以看出，经过本发明污染土壤修复方法修复后的土壤的ph值、挥发性卤代烃含量、镉含量得到了答复的改善。

通过本发明的实施，镉含量超过6mg/kg、挥发性卤代烃含量超过55mg/kg的重度复合污染土壤，经处理后的土壤达到总镉浓度低于0.25mg/kg、挥发性卤代烃含量低于0.5mg/kg。达到《土壤环境质量标准》(gb15618-1995)二级标准，经济效益和环境效益明显。

综上所述，本发明提出的污染土壤修复方法及修复装置，可低成本、高效率且一次性彻底修复被污染的土壤。

1、挥发性有机物卤代烃采用真空热分离的方法从土壤中高效脱除，由于采用真空负压，且由于外部加热处于高温状态，使得土壤中的卤代烃极易析出进入气态而达到脱除的目的，采用机械化操作、大大降低了成本和缩短处理时间，提高脱除效率；采用密闭反应器，无废气外泄，废气集中收集后用专用设备进行处理，达标排放、避免了二次污染。

2、采用盐酸和乙二胺四乙酸(edta)的混合水溶液作为淋洗液，可使土壤中的重金属镉充分洗出进入溶液，可脱除60％以上的重金属镉；淋洗液中的盐酸促进重金属的形态向可交换态转变，从而有利于镉的洗出；edta可活化并增强重金属离子的转移能力，能在宽酸碱度梯度范围内淋洗土壤中的镉、铁、铬等重金属离子。淋洗设备先进、自动化程度高，加上优选的淋洗液，不仅提取了土壤中重金属、还不会破坏土壤结构。淋洗后的富含重金属废液收集后处理排放，避免二次环境污染。

3、还原剂为硫代硫酸钠和硫酸亚铁的混合物，还原性能高，两种还原剂的组合物相对于单一还原剂来说，还原剂量减少且效果更佳，说明两者的组合物具有协同作用。两者均易溶于水，价格便宜。

4、对重金属镉污染土壤进行二次修复，修复效率高、修复彻底。修复剂由如下按质量百分比计的组分组成：柠檬酸10％，腐殖酸35％，粉煤灰55％；，将原料充分混合均匀，制备得到镉污染土壤修复剂；其优点和有益效果为：镉污染土壤修复剂原料的来源成本低，制备简便易行；对土壤ph影响小，不会大幅度改变土壤ph值；土壤经修复后再种植作物，作物体内镉含量显著降低，且不影响作物的生长状态和品质。方法为每亩镉污染土壤使用重金属镉修复剂350～450公斤。加水混合均匀，用专用的抛洒设备将其施加到土壤中，平衡时间为6～9天。实现镉污染土壤的修复，该方法修复成本低，操作简单，治理面积较广。

5、稳定剂由微生物菌剂、高分子化合物及改性硅矿粉构成,以化学和物理双重作用稳定土壤中的重金属镉，效果显著、成本低廉、易于应用。并且，微生物菌剂对土壤中的离子态镉具有“专一性”，可去除或钝化土壤中的重金属镉。同时该稳定剂不仅含有高含量的有益微生物且还含有较高的二氧化硅，对土壤中的硅元素和有益微生物的补充起到了促进作用，也有利于活化土壤和增强土壤的团粒结构，具备土壤调理剂的功能。稳定剂的三种组分充分发挥作用，降低土壤中镉的迁移转化能力和被动植物吸收的能力，使得重金属镉在土壤中的浸出率大大降低。

6、土壤改良处理：草木灰的主要成分是碳酸钾(k2co3)，相对分子质量为138。凡植物所含的矿质元素，除含钾、钙等大量营养元素外，还含有铁、镁等多种微量元素，且具有速效性，能进一步改善土壤结构、防止板结。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。