一种紫外光活化过硫酸盐的土壤修复加药装置的制作方法

本实用新型设计一种土壤修复配药装置，涉及一种紫外光联合硫酸亚铁活化过硫酸盐的土壤修复配药装置。

背景技术：

过硫酸盐是有机物污染场地修复治理中常用药剂，其主要发挥作用的为过硫酸盐本身在水中电离产生过硫酸根离子(s2o8^2-)，属于一类较强的氧化剂，标准氧化还原电位为2.1v。过硫酸根离子(s2o8^2-)在常温下对有机物氧化效果一般，但通过一定的条件活化后产生的硫酸根自由基(so4^-·)的氧化还原电位为2.6v，具有更高的氧化能力，且可在常温下(ph＝2～7时)水中稳定存在。过硫酸盐活化后产生的硫酸根自由基(so4^-·)氧化性高于过硫酸盐本身电离产生的过硫酸根离子(s2o8^2-)，因此对污染物的修复效果更好。

过硫酸根离子活化方式包括过渡金属活化、热活化、紫外光活化。对于过渡金属离子活化需要考虑施加的金属元素对污染环境无潜在污染影响，以及施加的量对反应体系的影响，如co²⁺、ag⁺与过硫酸盐反应体系是产生硫酸根自由基的最佳组合，但对环境具有潜在危险性；fe²⁺对环境友好、且资源丰富，但过量的fe²⁺可能会与所产生的硫酸根自由基结合而影响修复效果。

热活化过硫酸盐最容易产生硫酸根自由基，产生的温度条件在40℃～60℃间，但根据研究显示，对于不同的污染物，不同温度的去除效率不同，在修复过程中对于温度的控制要求较高。

紫外光活化可在室温条件下进行，方法简单便捷，波长小于270nm的紫外光活化效果最好，但目前市场应用不如前两种活化方式广泛，主要在于其对材料穿透能力弱，非直接照射药剂表面时光度转化利用率不好的限制。

在保证药剂高效处理的情况下，将经济成本适宜、环境友好的药剂活化方式以及装置应用条件合理结合，成为优化土壤修复过程进一步发展的目标。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种运行简单稳定、易安装的紫外光联合过渡金属活化过硫酸盐的土壤修复配药装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种紫外光活化过硫酸盐的土壤修复配药装置，其特征在于，包括与固液混合槽连通的进水系统及药剂储槽，固液混合槽内设有带孔隔板，底部为漏斗结构，漏斗结构与螺旋软管的进水口连接，螺旋软管缠绕于紫外光光源外缘。

优选地，所述进水系统依次包括卡扣接口、塑料软管、用于调节进水量的进水控制阀、用于监测进水量的夹钳式流量计及进水钢管，进水钢管与固液混合槽连通。进水控制阀根据夹钳式流量计的实时监测结果调节进水流量。

优选地，所述固液混合槽、紫外光光源、螺旋软管设于箱体内，螺旋软管的出水口从箱体的外侧露出。

优选地，所述药剂储槽的出料口为虹膜光圈结构；虹膜光圈结构包括相互嵌套的外旋转轮盘和内旋转轮盘，内旋转轮盘内设有光圈叶片，出料口设有重力感应及电力控制装置，用于推动内旋转轮盘旋转光圈叶片调节出料口大小。

优选地，所述带孔隔板为双层隔板，上层隔板的开孔比下层隔板的开孔小，且上侧隔板与下层隔板的孔位间隔分布，保证水与药剂不会直接落入螺旋管中造成混合不均或堵塞。

优选地，所述螺旋软管采用fep管材，uvc紫外光可穿透性好。螺旋缠绕于紫外光光源外侧圆柱形石英玻璃灯罩，可有效保护紫外光光源，且紫外光穿透效果良好，保证软管的输送距离并提高光源利用率。波长小于270nm的紫外光光源对大多数材料的穿透能力都很弱，石英玻璃灯罩即保证软管缠绕时有所附着，也保证了其材料满足光照需求，且调整更换灯片时只需从灯罩末端拆除灯片固定板而不会触动螺旋软管。

优选地，所述紫外光光源包括固定于灯片固定板上的uvc-led灯片，uvc-led灯片通过电源连接线连接电源；uvc-led灯片的波长小于270nm，uvc-led灯片根据光照角度范围≤120°间隔排列使照射范围无空隙贴于灯片固定板，灯片可单独替换或根据需求增加/减少数量以及改变排列方式。

该装置结合过渡金属活化、紫外光活化高效提高药剂的活化效率，增强氧化效果。箱体为钢材料，保证进水运行时整体结构稳定，且紫外光穿透性弱，保证操作人员健康。

本实用新型所提供的紫外光联合过渡金属活化过硫酸盐的土壤修复配药装置运行时，进水口连接外部水源，流动水进入固液混合槽。药剂从固液混合槽上部储药槽进入，优选药剂为硫酸亚铁与过硫酸钠。硫酸亚铁、过硫酸钠药剂与流动水混合后从固液混合槽底部漏斗进入螺旋软管，完成活化后的溶液由螺旋软管末端出水口出水。装置采用流量计、刻度调节式进水阀、虹膜光圈结构药剂出料口进行流动水、药剂的添加量调节，灵活根据需求调整。整体为箱式结构，部件可拆卸。

相比现有技术，本实用新型提供的紫外光联合过渡金属活化过硫酸盐的土壤修复配药装置具有如下有益效果：

1、运行简单稳定，操作调节方便。

2、药剂利用率、紫外光利用率高。

3、流动活化模式，在空间节约的条件下有效进行药剂活化。

4、占地面积小，结构简单易安装、拆卸，移动灵活。

5、通用型装置，后续可配套药液箱及抽水压力喷头，将药剂均匀喷洒于待处理污染土壤，进行下一步修复治理过程。

附图说明

图1为本实用新型提供的紫外光活化过硫酸盐的土壤修复加药装置的示意图；

图2为上层隔板的示意图；

图3为下层隔板的示意图；

图4为虹膜光圈结构。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1-4所示，为本实用新型提供的一种紫外光活化过硫酸盐的土壤修复配药装置，其包括与固液混合槽10连通的进水系统及两个药剂储槽6，固液混合槽10内设有带孔隔板14，底部为漏斗结构15，漏斗结构15与螺旋软管12的进水口连接，螺旋软管12缠绕于紫外光光源11外缘。

所述进水系统依次包括卡扣接口1、塑料软管2、用于调节进水量的进水控制阀3、用于监测进水量的夹钳式流量计4及进水钢管5，进水钢管5与固液混合槽10连通。进水控制阀根据夹钳式流量计的实时监测结果调节进水流量。

所述固液混合槽10、紫外光光源11、螺旋软管12设于箱体8内，螺旋软管12的出水口13从箱体8的外侧露出。

所述药剂储槽6的出料口为虹膜光圈结构，虹膜光圈结构(图4所示)包括相互嵌套的外旋转轮盘19和内旋转轮盘20，内旋转轮盘20内设有光圈叶片21；出料口设有用于控制内旋转轮盘20的重力感应及电力控制装置7。

外旋转轮盘19外壁标有刻度，内壁存在嵌套结构与内旋转轮盘形成联动，可手动旋转带动内旋转轮盘20控制光圈叶片21开合。

重力感应装置与电力控制装置7通过重力感应器感知剩余药剂重量，改变电力控制装置电压，通过电路驱动微型电机转动内旋转轮盘20。

光圈叶片21为环状层叠分布，叶片尾部有定位孔可安装于内旋转轮盘20上，叶片中部存在导向凸点嵌入内旋转盘20的弧形导向槽，随内旋转盘20转动时滑动控制叶片旋转开合。

所述带孔隔板14为双层隔板，上层隔板(图2所示)的开孔比下层隔板的开孔小(图3所示)，且上侧隔板与下层隔板的孔位间隔分布，保证水与药剂不会直接落入螺旋管中造成混合不均或堵塞。

所述螺旋软管12螺旋缠绕于紫外光光源11外侧，保证软管的输送距离并提高光源利用率。紫外光光源11包括固定于灯片固定板16上的uvc-led灯片17，uvc-led灯片17通过电源连接线18连接电源9；uvc-led灯片17的波长小于270nm，uvc-led灯片17根据光照角度范围≤120°间隔排列使照射范围无空隙贴于灯片固定板16，灯片可单独替换或根据需求增加/减少数量以及改变排列方式。

上述装置的工作过程为：两个药剂储槽6分别存放活化药剂与过硫酸盐。调节虹膜光圈结构改变出药口大小后药剂定量落入固液混合槽10的带孔隔板14上。外接水源龙头与卡扣接口1连接，流动水通过塑料软管与进水钢管进入固液混合槽10(图1中箭头为水流方向)，通过进水控制阀3控制水流量。水流进入固液混合槽与药剂混合后渗透到固液混合槽10的漏斗结构15，混合成溶液并进入螺旋软管12，药剂在水中接触后开始过渡金属活化反应过程，并在螺旋软管12中流动进一步混合，且经紫外光光源11照射进行紫外光活化过程，活化后的溶液最终由出水口13流出。整个配药装置运行通过电源装置保持流量计、紫外光光源以及药剂储槽开口控制的有效工作，水及药剂均为重力自流并定量调节。