CN211965358U - 一种重金属污染土壤修复的提取装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种重金属污染土壤修复的提取装置，包括：第一挡板、第二挡板和土工织物滤层；第二挡板与第一挡板底部相连接以形成楔形装置本体，楔形装置本体内设置有结构支撑物，第一挡板、第二挡板及结构支撑物表面均设有均匀的排水孔，土工织物滤层包裹在所述楔形装置本体外侧。本实用新型提取装置为楔形，便于插入阳极和阴极之间的土壤，通过往提取装置内加入、取出提取剂，可实现土壤中重金属的去除。本实用新型结构简单、机械强度高，缩短了重金属迁移距离，提高了修复效率。
Description
技术领域
本发明涉及重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤修复的提取装置。
背景技术
近年来，我国土壤重金属污染事件频发，土壤重金属污染不仅威胁耕地与农产品安全，更会对人体健康带来极大影响。导致土壤环境产生污染的重金属主要包括：汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）等生物毒性显著的元素，及具有一定毒性的锌（Zn）、铜（Cu）、钴（Co）、铬（Cr）等元素。土壤重金属污染具有隐蔽性和不可逆性，当重金属通过植物进入食物链后才逐步反映出土壤污染状况；重金属不能被微生物降解，当其在土壤中积累到一定程度时，便会引起土壤结构和功能的变化，或被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响动植物和人类的健康。
电动修复是从20世纪80年代开始应用于污染土壤修复的一种技术。对污染土壤施加直流电场，污染物通过电渗、电迁移、电泳等机制在电极区富集，再将污染物进行集中处理或分离。电动修复适用于低渗透性土壤、泥浆和疏浚污泥，可去除其中的重金属，如镉、汞、锌、铅、铜、砷、铬和放射性核素（镭、铯）等。土壤pH直接影响土壤溶液中重金属离子的吸附和解吸、沉淀和溶解。在电极反应中，阳极产生H+，向阴极迁移，解吸、溶解土壤中的重金属离子；阴极产生OH-，向阳极迁移，使阴极区的pH升高。在未增强的电动修复体系中，溶解在土壤溶液的重金属离子迁移到阴极区后发生二次沉淀，产生偏极效应是电动修复的技术瓶颈。
为解决或减缓偏极效应，提高污染物去除效率，通常采用电动修复的强化技术包括酸碱中和法、离子交换膜法、交换电极法、络合剂法、表面活性剂法、LasagnaTM法等。然而酸碱中和法会导致土壤酸化；离子交换膜价格昂贵，结垢引起的膜污染导致膜的流动阻力增加；交换电极法存在污染物往复迁移问题；络合剂法和表面活性剂法会向土壤中引入新的污染物；LasagnaTM法设计和操作过程复杂。
因此，亟需开发一种用于重金属污染土壤电动修复的提取装置。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提供一种重金属污染土壤修复的提取装置，本装置结构简单、机械强度高、耐腐蚀，缩短了重金属的迁移距离，提高了修复效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种重金属污染土壤修复的提取装置，其不同之处在于，包括：第一挡板、第二挡板和土工织物滤层；所述第二挡板与所述第一挡板底部相连接以形成楔形装置本体，所述楔形装置本体内设置有结构支撑物，所述第一挡板、所述第二挡板及所述结构支撑物表面均设有均匀的排水孔，所述土工织物滤层包裹在所述楔形装置本体外侧。
在上述技术方案中，所述第一挡板与所述第二挡板底部相连接所形成的夹角为5~20度。
在上述技术方案中，所述第一挡板的厚度为4~10mm。
在上述技术方案中，所述第二挡板的厚度为4~10mm。
在上述技术方案中，所述排水孔的直径为5~20mm。
在上述技术方案中，相邻所述排水孔的之间的距离为10~40mm。
在上述技术方案中，所述楔形装置本体的材质为高强度塑料。
在上述技术方案中，所述结构支撑物材质为聚四氟乙烯。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1）本实用新型提取装置为楔形，有利于通过机械方法将提取装置直接插入阳极和阴极之间的土壤或底泥沉积物，以提取土壤或底泥沉积物的重金属，不受土壤或底泥沉积物的含水量限制，施工操作简单，适用范围广。
2）提取装置采用土工织物滤层包裹楔形装置本体，通过往提取装置内加入、取出提取剂，可将迁移至提取装置内的重金属去除，缩短了重金属的迁移距离，可加速重金属污染土壤修复，且不影响土壤的整体性质。
3）本提取装置可根据土壤性质和重金属污染状况，选择固态提取剂或液态提取剂，适用性强。
4）本提取装置结构简单、机械强度高，可重复利用。
附图说明
图1为本实用新型提取装置的结构示意图；
图2为本实用新型提取装置的主视图；
图3为本实用新型提取装置的俯视图。
其中：1-第一挡板，2-第二挡板，3-结构支撑物，4-排水孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1-图3所示，一种重金属污染土壤修复的提取装置，包括：第一挡板1、第二挡板2和土工织物滤层；第二挡板2与第一挡板1底部相连接以形成楔形装置本体，楔形装置本体内设置有结构支撑物3，土工织物滤层包裹在楔形装置本体外侧。
第一挡板1和第二挡板2材质为高强度塑料，包括聚四氟乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚缩醛等。第二挡板2与第一挡板1底部通过浇筑一体成型连接形成楔形装置本体。提取装置由高强度塑料制成，因此由该楔形装置本体组成的楔形提取装置机械强度高，可重复利用。
优选地，第一挡板1与第二挡板2底部相连接所形成的夹角为5~20度，以便于楔形提取装置能较好地插入土壤中。
优选地，第一挡板1与第二挡板2的厚度为4~10mm。
第一挡板1与第二挡板2表面均设有均匀的排水孔4。结构支撑物3表面也设有排水孔4。优选地，结构支撑物3材质为聚四氟乙烯。优选地，排水孔的直径为5~20mm。相邻排水孔的之间的距离为10~40mm。
采用土工织物滤层包裹在楔形装置本体外侧，可阻挡污泥进入提取装置，而水流可通过土工织物滤层和排水孔4进入提取装置。将提取装置插入阳极和阴极之间的待修复土壤中，向提取装置内加入提取剂，一段时间后，将提取装置内的液体抽出，再重新加入的提取剂。通过往提取装置内加入、取出提取剂，可将迁移至提取装置中的重金属去除。
根据土壤性质和重金属污染状况，可选择固态提取剂或液态提取剂。优选地，固态提取剂为黏土矿物、沸石分子筛、活性炭等具有良好吸附能力和离子交换能力的材料。优选地，液态提取剂为稀盐酸、柠檬酸、醋酸、草酸、乙二胺草酸盐等溶液的一种或多种。采用液态提取剂时，废液中重金属可通过化学沉淀、膜分离等技术去除，处理过程简便。
本实用新型提取装置结构简单、机械强度高，提取装置为楔形，有利于通过机械方法将提取装置直接插入阳极和阴极之间的土壤或底泥沉积物，以提取土壤或底泥沉积物的重金属，不受土壤或底泥沉积物的含水量限制，施工操作简单，适用范围广。提取装置采用土工织物滤层包裹楔形装置本体，通过往提取装置内加入、取出提取剂，可将迁移至提取装置内的重金属去除，缩短了重金属的迁移距离，可加速重金属污染土壤修复，且不影响土壤的整体性质。
实施例1
如图1所示，本实施例中第一挡板和第二挡板材质为高强度聚四氟乙烯，第一挡板和第二挡板尺寸分别为：长度为3m、宽度为2m、厚度为5mm，第一挡板和第二挡板表面开设均匀的排水孔，排水孔的直径为10mm，相邻排水孔之间的距离为40mm，第一挡板与第二挡板底部相连接所形成的夹角为10度，结构支撑物为厚度为2~5mm的梯形聚四氟乙烯板，支撑物表面设置均匀的排水孔，楔形装置本体表面包覆土工织物滤层。在电动修复土壤重金属污染时，将楔形提取装置插入阳极和阴极中间的土壤，向装置中加入0.01M盐酸，2~6小时后将溶液抽出，重新注入盐酸溶液。
实施例2
本实施例中用楔形提取装置来提取污染土壤中的重金属，土壤中严重超标的重金属包括Pb、Zn，总量分别为821±24 mg/kg、1104±17 mg/kg。第一挡板和第二挡板的材质为高密度聚丙烯，第一挡板和第二挡板尺寸分别为：长度为1m，宽度为0.5m，厚度为5mm，第一挡板与第二挡板底部相连接所形成的夹角为5度，提取装置上端开口，下端呈锥形，表面设有均匀的排水孔，排水孔的直径为10mm，相邻排水孔之间的距离为20mm。楔形装置本体表面包覆土工织物滤层，直接插入待修复土壤，然后向楔形装置中填充活性炭，每10天更换一次活性炭，使用后的活性炭可经酸洗重复利用。修复30天后，修复土壤中Pb、Zn含量均达到土壤环境质量二级标准限值以下。
实施例3
本实施例中用楔形提取装置来提取河道底泥沉积物中重金属，其中超标的重金属包括Zn和Ni，含量分别为634mg/kg、326mg/kg。第一挡板和第二挡板的材质为聚酰亚胺，第一挡板和第二挡板尺寸分别为：长度为1m，宽度为0.5m，厚度为5mm，第一挡板与第二挡板底部相连接所形成的夹角为20度，楔形装置上端开口，下端呈锥形，表面设有均匀的排水孔，排水孔的直径为5mm，相邻排水孔之间的距离为10mm。楔形装置本体表面包覆土工织物滤层，通过机械直接插入待修复的河道底泥中。在电动修复土壤重金属污染时，向提取装置中注入草酸，每24小时抽出提取装置中的废液，并重新注入草酸，修复10天后，河道底泥中的Zn、Ni含量均达到土壤环境质量二级标准限值以下。
最后需要说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型而非限制本实用新型的保护范围。另外，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改或变型，所有的这些等价形式同样属于本申请所要求限定的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：包括：
第一挡板、第二挡板和土工织物滤层；所述第二挡板与所述第一挡板底部相连接以形成楔形装置本体，所述楔形装置本体内设置有结构支撑物，所述第一挡板、所述第二挡板及所述结构支撑物表面均设有均匀的排水孔，所述土工织物滤层包裹在所述楔形装置本体外侧。
2.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：所述第一挡板与所述第二挡板底部相连接所形成的夹角为5~20度。
3.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：所述第一挡板的厚度为4~10mm。
4.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：所述第二挡板的厚度为4~10mm。
5.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：所述排水孔的直径为5~20mm。
6.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：相邻所述排水孔的之间的距离为10~40mm。
7.根据权利要求1所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：所述楔形装置本体的材质为高强度塑料。
8.根据权利要求1-7任一项所述的重金属污染土壤修复的提取装置，其特征在于：所述结构支撑物材质为聚四氟乙烯。
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| CN201922402796.4U CN211965358U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种重金属污染土壤修复的提取装置 |
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| CN201922402796.4U CN211965358U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种重金属污染土壤修复的提取装置 |
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| CN201922402796.4U Active CN211965358U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种重金属污染土壤修复的提取装置 |
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| CN (1) | CN211965358U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114042745A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-15 | 河南省煤炭地质勘察研究总院 | 一种土壤污染物吸附装置及方法 |
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2019
- 2019-12-27 CN CN201922402796.4U patent/CN211965358U/zh active Active
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| CN114042745A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-15 | 河南省煤炭地质勘察研究总院 | 一种土壤污染物吸附装置及方法 |
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