有机污染土壤修复装置的制作方法

本实用新型涉及土壤修复
技术领域：
，具体涉及一种有机污染土壤修复装置。
背景技术：
：近年来，我国的经济发展水平迅速提高，城市化进程加快，工业化的模式发生较大的改变，大量的工矿用地受到了较大的污染。污染程度最严重的是工业用地，其污染的范围比较集中，污染的深度达到底下数十米，地下水以及土壤都受到了严重的污染。土壤污染以后使得生物资源多样性日益减少，土地资源日益短缺，这严重威胁人体的健康、生态环境的稳定以及社会和谐等。虽然，我国虽然制定了相应的规范污染场地环境管理的文件，但是对环境土壤修复研究比较少，因此，对土壤污染修复情况进行研究具有重要的现实意义。面对严峻的土壤治理和环境保护问题，我们要加强生态文明建设，建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的大计，是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容。“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”要按照绿色发展理念，树立大局观、长远观、整体观，坚持保护优先，坚持节约资源和保护环境的基本国策，把生态文明建设融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，建设美丽中国，努力开创社会主义生态文明新时代。目前化工废弃用地土壤污染严重，其中，有机物尤其是苯系物和多环芳烃等有机物是最重要的污染物，现有的土壤修复方法能耗高、操作复杂、易造成二次污染，亟待开发一种绿色高效的有机污染土壤修复设备。技术实现要素：本实用新型提供的目的是提供一种有机污染土壤修复装置。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种有机污染土壤修复装置，包括依次连接的除杂装置、除铁装置、分级装置、脱附装置、一级沉淀池、吸附装置和二级沉淀池，所述一级沉淀池底部设置有第一排泥管，所述第一排泥管连接有第一过滤装置，所述第一过滤装置的滤液出口与吸附装置的入料口连接，所述二级沉淀池的溢流出口与脱附装置的入料口连接，所述二级沉淀池底部设置有第二排泥管，所述第二排泥管连接有第二过滤装置，所述分级装置所得产物包括大块土壤、粗粒土壤和细粒土壤，所述一级沉淀池和二级沉淀池中分别装有絮凝剂，所述脱附装置中装有脱附剂，所述吸附附装置中装有吸附剂。优选的，所述大块土壤的粒径＞3mm，所述粗粒土壤的粒径≥0.5mm且≤3mm，所述细粒土壤的粒径<0.5mm。优选的，所述絮凝剂选自阳离子型聚丙烯酰胺、聚砜、硫酸铝、氧化铝、氯化铁、硫酸亚铁、羧甲基纤维素、聚乙烯亚胺或聚环氧乙烷的一种或两种以上。更优选的，所述絮凝剂选自阳离子型聚丙烯酰胺。优选的，所述脱附剂选自tween-80、dnp-10、sds、ctab、tx-100和edta的混合物中的一种或两种以上。更优选的，所述tx-100和edta的混合物中，tx-100和edta的质量比为(3-5)：1。优选的，所述吸附剂选自焦炭、活性炭、蒙脱石或改性焦粉中的一种，吸附剂的粒度小于或等于0.5mm，吸附剂比表面积为25-1000m2/g。更优选的，所述吸附剂的比表面积为50-200m2/g。与现有技术相比，本实用新型设计科学合理，具有流程简单、处理量大、处理时间短、有机污染物的去除率高、成本低、无二次污染的优点，可以很好地进行大规模的有机污染土壤的修复。附图说明图1为本实用新型实施例1有机污染土壤修复装置的结构示意图。图2为本实用新型实施例1有机污染土壤修复的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，一种有机污染土壤修复装置，包括依次连接的除杂装置、除铁装置、分级装置、脱附装置、一级沉淀池、吸附装置和二级沉淀池，其中，所述一级沉淀池底部设置有第一排泥管，所述第一排泥管连接有第一过滤装置，所述第一过滤装置的滤液出口与吸附装置的入料口连接，所述二级沉淀池的溢流出口与脱附装置的入料口连接，所述二级沉淀池底部设置有第二排泥管，所述第二排泥管连接有第二过滤装置，所述分级装置所得产物包括大块土壤、粗粒土壤和细粒土壤，所述一级沉淀池和二级沉淀池中分别装有絮凝剂，所述絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚砜、硫酸铝、氧化铝、氯化铁、硫酸亚铁、羧甲基纤维素、聚乙烯亚胺或聚环氧乙烷的一种或两种以上，絮凝剂的添加量为沉淀池中物料的1wt％-5wt％；所述脱附装置中装有脱附剂，所述脱附剂选自tween-80、dnp-10、sds、ctab、tx-100和edta的混合物中的一种或两种以上，更优选的，所述tx-100和edta的混合物中，tx-100和edta的质量比为(3-5)：1，脱附剂的加入量为脱附装置中物料的0.02wt％-0.05wt％；所述吸附附装置中装有吸附剂，所述吸附剂选自焦炭、活性炭、蒙脱石或改性焦粉中的一种，吸附剂的粒度小于或等于0.5mm，吸附剂比表面积为25-1000m2/g，吸附剂的添加量为吸附装置中物料的1wt％-5wt％。本实施例中，除杂装置选用多功能杂物过滤筛，除铁装置选用管道式粉料除铁器，分级装置选用螺旋分级机，脱附装置选用脱附搅拌桶，吸附装置选用吸附搅拌桶，所述装置的工艺流程图如图2所示，其具体流程如下：有机污染土壤经除杂后，去除非土壤部分的杂物，再进行除铁后去除铁器，将所得物料送入螺旋分级机，分离出大块土壤、粗粒土壤和细粒土壤，再将粗粒土壤和细粒土壤过0.5mm的筛子，最终得到粒径＞3mm的大块土壤，粒径在0.5mm和3mm之间的粗粒土壤，粒径＜0.5mm的细粒土壤；将细粒土壤送入脱附搅拌桶中，经脱附后进入第一沉淀池，加入1wt％的絮凝剂阳离子型聚丙烯酰胺，溢流进入吸附搅拌桶，吸附剂对有机物进行吸附，底流经压滤后所得滤液送入吸附搅拌桶中，吸附过程的搅拌速度为100-200r/min，时间为30-60min，所得底流的土壤可进行后处理，吸附搅拌桶所得物料通入第二沉淀池中，加入1wt％的絮凝剂阳离子型聚丙烯酰胺，所得溢流作为循环水送入脱附搅拌桶中，脱附过程的搅拌速度为150-300r/min，时间为30-60min，所得底流经压滤、干燥后得到吸附剂，可进行回收利用。利用实施例1所述装置进行有机污染土壤修复，污染源土壤来自江苏省徐州市北方氯碱原厂址工业废弃用地周边1km以内地区土壤，采用ny/t1121.1-2006中所述的土壤样品的采集、处理和贮存部分所述的办法进行取样。采用ny/t1121.1-2006中所述的土壤样品的采集、处理和贮存部分所述的办法，每天取污染场地土壤，进行初步破碎筛分，过4.5mm筛备用。使用超声提取法测定土壤中的pahs含量，步骤如下：土壤自然风干后过80目筛，称取29g于10ml离心管，加入有机溶剂，分两次超声提取。第一次加入4ml丙酮和4ml正己烷，超声提取20min，期间保持水温不超过25℃，然后离心，高速冷冻离心机4000r/min，运行3min，分离上清液；第二次加入7ml正己烷，超声，离心，合并两次提取液。取约1ml混合液过有机滤膜，封存于lml棕色样品瓶待测。实施例2本实施例所用吸附剂的制备方法如下：取焦化厂产品中附加值较低的粒度在0.5mm以下的焦粉10kg，加入1000mlph＝1～5的硫酸溶液，并进行150r/min的搅拌，搅拌过程为30min，然后将溶液静置24h，并将溶液过滤，取滤饼，利用去离子水洗涤至中性，90℃烘干。经检测原焦粉比表面积为25m2/g，制得的吸附剂比表面积为：85m2/g。吸附剂的其他表征数据：吸附剂经过xrf检测，其矿物含量如下表所示。表1吸附剂xrf检测结果吸附剂经过xrd检测，结果表明：在2θ＝16.3°、25.1°与41.8°时存在特征峰，可知本实施例所述吸附剂主要含有的矿物质为莫来石，莫来石是一种性质稳定的硅酸盐矿物，具有一定的吸附性能。此外，本实施例所述吸附剂中还存在着少量的石膏和硅线石。本实施例具体操作如下：(1)将所得到的土壤10kg进行除杂除铁，并将其通入螺旋分级机中，分出粒径d>3mm、0.5≤d≤3、d<0.5mm三个粒度级。(2)所得到的0.5mm≤d的大块和粗粒土壤直接回收加以利用，将d<0.5mm粒度级的细粒土壤，过0.5mm振动筛，筛上物进行回收利用，筛下物通入脱附搅拌桶，加入0.02wt％的脱附剂sds，加以强力搅拌(搅拌速度：150r/min，时间：30min)，对其中有机物进行脱附，脱附过后进入一级沉淀池，在其中加入1wt％的阳离子聚丙烯酰胺(pam)，一级沉淀池底流为处理过的土壤，之后进行压滤干燥加以回收利用，一级沉淀池溢流通入吸附搅拌桶，在其中加入吸附剂，在搅拌状态(速度：150r/min，时间：50min)下对脱附在水相中的有机物进行吸附。(3)将吸附装置的出料通入二级沉淀池，在其中加入1wt％的阳离子聚丙酰胺，对吸附剂进行沉淀浓缩，二级沉淀池的底流进行压滤，对吸附剂进行回收加以利用，二级沉淀池的溢流，可以通入脱附搅拌桶，作为循环补水加以利用。其中，土壤中有机物含量的检测方法为：使用气相色谱-质谱联用系统(agilenttechnologies，7890a-5975c)进行样品分析，检测多环芳烃(pahs)含量，所述多环芳烃指的是hj892-2017中规定的多环芳烃。使用db-5ms色谱柱，升温程序：初温80℃-160℃-220℃；载气为氮气，进样口温度为320℃，传输线温度为300℃，不分流进样，进样量为1μl。谱仪离子源温度为200℃，溶剂延迟时间6min，检测器电压1kv，电子轰击源(el)，电离电压70ev。有机物去除率的计算方法为：a为有机物去除率，w1为污染土壤处理前的有机物含量，w2为一级沉淀池底流中处理后土壤中的有机物含量。实验探究结果如下表所示：表2实施例2检测结果实验序号吸附剂用量w％有机物去除率w％1172.12275.23377.54480.65584.5如果吸附剂过少则有机物去除不完全，过多会增加吸附剂的成本以及后续回收和再生的成本。实施例3本实施例所用吸附剂的制备方法如下：取焦化厂产品中附加值较低的粒度在0.5mm以下的焦粉10kgg，加入1500mlph＝5的硫酸溶液，并进行150r/min的搅拌，搅拌过程为30min，然后将溶液静置24h，并将溶液过滤，取滤饼，利用去离子水洗涤至中性，90℃烘干。经检测，吸附剂的比表面积为：56m2。使用本实施例所述吸附剂，加入量为5％，用实施例2相同的方法对土壤进行修复，得到有机物去除率为75.3％。实施例4将tx-100和edta按质量比5：1混合后，作为脱附剂，加入量为0.05wt％，用实施例2相同的方法对土壤进行修复，吸附剂加入量为5％，得到有机物去除率为78.5％。实施例5本实施例所用脱附剂为tween-80，一级沉淀池和二级沉淀池中所用絮凝剂为聚砜(psf)，絮凝剂加入量为5％，用实施例2相同的方法对土壤进行修复，吸附剂加入量为5％，得到有机物去除率为79.2％。实施例6选取活性炭(购买厂家：江苏鑫祺泰炭业科技有限公司，型号：颗粒活性炭，粒度为：1mm，比表面积为：108m2/g)作为吸附剂，用实施例2相同的方法对土壤进行修复，吸附剂加入量为5％，得到有机物去除率为78.9％。对比例1直接使用实施例2所述焦粉作为吸附剂，加入量为5％，用实施例2相同的方法对土壤进行修复，得到有机物去除率为69.2％。对比例2在步骤(2)中，将所得到的d≤3mm的粗粒和细粒土壤过3mm振动筛后，筛下物通入脱附搅拌桶，用实施例2相同的方法对土壤进行修复，吸附剂加入量为1％，有机污染物的去除率为70.1％。当前第1页1 2 3