一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺转让专利

申请号 : CN202211196216.0

文献号 : CN115502199B

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发明人 : 杨敏王荐芦园园范婷婷吴运金王晓寒米娜

申请人 : 生态环境部南京环境科学研究所

摘要 :

本发明公开了一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,涉及土壤重金属修复技术领域,包括以下步骤:S1、待修复土壤破碎;S2、土壤修复药剂制备;S2‑1、改性凹凸棒石制备;S2‑2、混合;S3、土壤修复场地布设;S4、土壤深度修复。本发明的去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺通过对土壤修复药剂的改性制备,对土壤修复场地的布设优化,以及深度修复方法共同完成了对土壤中重金属的异位固化稳定化修复,土壤中有效态重金属As、Cd、Pb含量变化较大,稳定化效果较好,处理后的土壤能够达到浸出毒性标准,可作为停车场、道路等工程用途。

权利要求 :

1.一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,包括以下步骤:

S1、待修复土壤破碎:将待处理土壤进行收集,并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为200±15mm,得到待修复土壤颗粒;

S2、土壤修复药剂制备:

S2‑1、改性凹凸棒石制备:使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性,得到改性凹凸棒石;

S2‑2、混合:将步骤S2‑1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2:1的质量比混合,得到土壤修复药剂;

S3、土壤修复场地布设:将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中,在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的4~8%的土壤修复药剂,再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60%的水,将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂和水共同翻拌后,得到土壤混合物,将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆,在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物,在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件(9),在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置10~14天,并在静置时间内通过排放组件(9)匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水;

所述排放组件(9)包括液压桶(1),位于所述液压桶(1)周围的6个出液桶(2),以及位于每个出液桶(2)上方的药剂盒(3);

所述液压桶(1)内设有与其内壁转动且密封连接的第一液压盘(11),所述第一液压盘(11)顶面中部设有螺纹杆(4),所述螺纹杆(4)贯穿液压桶(1)上顶面以及液压桶(1)上顶面设有的固定盘(5),所述固定盘(5)中心处设有一个与螺纹杆(4)螺纹连接的螺纹固定环(51),螺纹杆(4)的下部螺纹连接设有一个螺纹转动环(41),所述螺纹转动环(41)外侧壁设有齿,螺纹转动环(41)一侧设有通过齿啮合连接设有一个驱动齿轮(61),所述驱动齿轮(61)的下底面中心处与位于固定盘(5)上表面一侧的驱动电机(6)的输出端连接,驱动齿轮(61)的外侧壁设有齿,驱动齿轮(61)外部一侧通过齿啮合连接设有一个转盘(7),所述转盘(7)与螺纹杆(4)的圆心重合,转盘(7)外侧壁设有齿,转盘(7)外部周向等间距通过齿啮合连接设有6个从动齿轮(71),所述从动齿轮(71)与药剂盒(3)上方一一对应,从动齿轮(71)下底面设有连杆(72),所述连杆(72)贯穿药剂盒(3)且连杆(72)与药剂盒(3)的上顶面转动密封连接,连杆(72)与位于药剂盒(3)内底部的出药挡板(31)连接,位于所述出药挡板(31)底部的药剂盒(3)底面设有若干个出药孔(32);

所述出液桶(2)内设有与其内壁滑动且密封连接的第二液压盘(21),所述第二液压盘(21)通过其上顶面中心处设有的伸缩杆(22)与出液桶(2)内顶部连接,每个出液桶(2)底部均设有一个连接管(23)与所述液压桶(1)底部连通,出液桶(2)顶部外侧设有出液管(24),所述出液管(24)一侧通过止回阀(25)与出液桶(2)连通,出液管(24)顶部与所述出药孔(32)连通;

所述固定盘(5)通过限位组件(8)对所述螺纹转动环(41)和所述转盘(7)进行限位;

S4、土壤深度修复:取下塑料膜,将土壤混合物与填充物共同翻拌混合,得到土壤二次混合物,将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置10~14天,完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。

2.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,所述步骤S2‑1中改性凹凸棒石制备方法为:将凹凸棒石溶于去离子水中,高速搅拌5~10min,随后加入质量浓度≥95%的黄腐酸浓缩液,继续搅拌15min,得到悬浮混合液,将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤,得到滤饼;随后使用去离子水清洗滤饼3~4次,将滤饼置于70~80℃条件下烘干,得到改性凹凸棒石,其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8:10:1。

3.根据权利要求2所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,所述高速搅拌的转速为500~600r/min。

4.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,所述步骤S3中填充物为芦苇或秸秆。

5.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,所述步骤S3中排放组件(9)所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1~

1.5%,排放组件(9)所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的6~10%,两个排放组件(9)之间的间隔为5~8m。

6.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,所述步骤S3中梯体土堆的高为0.5~0.8m,梯体土堆的顶面宽为0.3~0.6m,梯体土堆的底面宽为0.8~1.4m,两个梯体土堆之间的底面间距为0.4~0.7m。

7.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,6个所述出液管(24)末端均设有一个软管(26),其中,两侧对称设置的4个软管(26)两两分别延伸至与排放组件(9)相邻的两个填充物中,剩余的前后2个对称设置的软管(26)分别延伸至位于排放组件(9)两侧的同一个梯体土堆内部。

8.根据权利要求1所述的一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,其特征在于,所述出药挡板(31)为圆形设置且其上设有出药开槽(33),所述出药孔(32)围绕出药挡板(31)的圆心位置周向等间距设置有6组,每一组均设有3~6个出药孔(32),所述限位组件(8)包括位于所述固定盘(5)两侧的第一限位块(81),所述第一限位块(81)中部通过第一限位槽(84)与固定盘(5)固定连接,其中一个第一限位块(81)通过第一固定杆(87)与位于螺纹转动环(41)外侧的第二限位块(82)固定连接,所述第二限位块(82)中部设有的第二限位槽(85)与螺纹转动环(41)滑动连接,另一个第一限位块(81)通过第二固定杆(88)与位于转盘(7)外侧的第三限位块(83)固定连接,所述第三限位块(83)中部设有的第三限位槽(86)与转盘(7)滑动连接。

说明书 :

一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤重金属修复技术领域,具体是涉及一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺。

背景技术

[0002] 土壤无机污染物中以重金属比较突出,主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累,转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等,砷虽不属于重金属,但因其行为与来源以及危害都与重金属相似,故通常列入重金属类进行讨论。
[0003] 土壤中重金属的污染主要来自化工、冶金、炼焦、火力发电及电子等工业排放的“三废”。其中,砷主要以正三价和正五价存在于土壤环境中。其存在形式可分为水溶性砷、吸附态砷和难溶性砷。三者之间在一定的条件下可以相互转化。当土壤中含硫量较高时,在还原性条件下,可以形成稳定的难溶性As2S3。一般认为,砷不是植物、动物和人体的必需元素。但植物对砷有强烈的吸收积累作用,其吸收作用与土壤中砷的含量、植物品种等有关。砷在植物中主要分布在根部。浸水土壤中,土壤中可溶性砷含量比旱地土壤高,故在浸水土壤中生长的作物,其砷含量也较高。
[0004] 治理土壤重金属污染的途径主要有两种:一是改变重金属在土壤中的存在形态,使其固定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;二是从土壤中去除重金属。围绕这两种治理途径,已提出各自的物理、化学和生物的治理方法。但是,目前对于重金属污染土壤尤其是砷、镉、汞污染的异位固化稳定化修复仍没有很好地工艺措施。

发明内容

[0005] 针对上述存在的问题,本发明提供了一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺。
[0006] 本发明的技术方案是:
[0007] 一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,包括以下步骤:
[0008] S1、待修复土壤破碎:将待处理土壤进行收集,并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为200±15mm,得到待修复土壤颗粒;
[0009] S2、土壤修复药剂制备:
[0010] S2‑1、改性凹凸棒石制备:使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性,得到改性凹凸棒石;
[0011] S2‑2、混合:将步骤S2‑1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2:1的质量比混合,得到土壤修复药剂;
[0012] S3、土壤修复场地布设:将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中,在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的4~8%的土壤修复药剂,再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60%的水,将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂和水共同翻拌后,得到土壤混合物,将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆,在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物,在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件,在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置10~14天,并在静置时间内通过排放组件匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水;
[0013] S4、土壤深度修复:取下塑料膜,将土壤混合物与填充物共同翻拌混合,得到土壤二次混合物,将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置10~14天,完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。
[0014] 进一步地,所述步骤S2‑1中改性凹凸棒石制备方法为:将凹凸棒石溶于去离子水中,高速搅拌5~10min,随后加入质量浓度≥95%的黄腐酸浓缩液,继续搅拌15min,得到悬浮混合液,将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤,得到滤饼;随后使用去离子水清洗滤饼3~4次,将滤饼置于70~80℃条件下烘干,得到改性凹凸棒石,其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8:10:1。通过改性凹凸棒石能够进一步地提高对土壤中重金属的稳定固化效果。
[0015] 更进一步地,所述高速搅拌的转速为500~600r/min。通过调节转速使凹凸棒石溶解更加充分。
[0016] 进一步地,所述步骤S3中填充物为芦苇或秸秆。通过选用芦苇或秸秆能够提高土壤的疏松透气性,从而配合排放组件排出土壤修复药剂和水以提高对重金属的固化效果。
[0017] 进一步地,所述步骤S3中排放组件所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1~1.5%,排放组件所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的6~10%,两个排放组件之间的间隔为5~8m。通过调节排放组件所排出的土壤修复药剂和水的量以对土壤进行深度修复。
[0018] 进一步地,所述步骤S3中梯体土堆的高为0.5~0.8m,梯体土堆的顶面宽为0.3~0.6m,梯体土堆的底面宽为0.8~1.4m,两个梯体土堆之间的底面间距为0.4~0.7m。通过调节梯体土堆的尺寸从而使土壤与填充物之间保持良好的间距达到最优的修复效果。
[0019] 进一步地,所述排放组件包括液压桶,位于所述液压筒周围的6个出液桶,以及位于每个出液桶上方的药剂盒;
[0020] 所述液压桶内设有与其内壁转动且密封连接的第一液压盘,所述第一液压盘顶面中部设有螺纹杆,所述螺纹杆贯穿液压桶上顶面以及液压桶上顶面设有的固定盘,所述固定盘中心处设有一个与螺纹杆螺纹连接的螺纹固定环,螺纹杆的下部螺纹连接设有一个螺纹转动环,所述螺纹转动环外侧壁设有齿,螺纹转动环一侧设有通过齿啮合连接设有一个驱动齿轮,所述驱动齿轮的下底面中心处与位于固定盘上表面一侧的驱动电机的输出端连接,驱动齿轮的外侧壁设有齿,驱动齿轮外部一侧通过齿啮合连接设有一个转盘,所述转盘与螺纹杆的圆心重合,转盘外侧壁设有齿,转盘外部周向等间距通过齿啮合连接设有6个从动齿轮,所述从动齿轮与药剂盒上方一一对应,从动齿轮下底面设有连杆,所述连杆贯穿药剂盒且连杆与药剂盒的上顶面转动密封连接,连杆与位于药剂盒内底部的出药挡板连接,位于所述出药挡板底部的药剂盒底面设有若干个出药孔;
[0021] 所述出液桶内设有与其内壁滑动且密封连接的第二液压盘,所述第二液压盘通过其上顶面中心处设有的伸缩杆与出液桶内顶部连接,每个出液桶底部均设有一个连接管与所述液压桶底部连通,出液桶顶部外侧设有出液管,所述出液管一侧通过止回阀与出液桶连通,出液管顶部与所述出药孔连通;
[0022] 所述固定盘通过限位组件对所述螺纹转动环和所述转盘进行限位。
[0023] 更进一步地,6个所述出液管末端均设有一个软管,其中,两侧对称设置的4个软管两两分别延伸至与排放组件相邻的两个填充物中,剩余的前后2个对称设置的软管分别延伸至位于排放组件两侧的同一个梯体土堆内部。通过对软管的位置进行优化使排出的土壤修复药剂和水更加均匀。
[0024] 更进一步地,所述出药挡板为圆形设置且其上设有出药开槽,所述出药孔围绕出药挡板的圆心位置周向等间距设置有6组,每一组均设有3~6个出药孔,所述限位组件包括位于所述固定盘两侧的第一限位块,所述第一限位块中部通过第一限位槽与固定盘固定连接,其中一个第一限位块通过第一固定杆与位于螺纹转动环外侧的第二限位块固定连接,所述第二限位块中部设有的第二限位槽与螺纹转动环滑动连接,另一个第一限位块通过第二固定杆与位于转盘外侧的第三限位块固定连接,所述第三限位块中部设有的第三限位槽与转盘滑动连接。通过限位组件的设置能够确保排放组件的运行稳定。
[0025] 本发明的有益效果是:
[0026] (1)本发明的去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺通过对土壤修复药剂的改性制备,对土壤修复场地的布设优化,以及深度修复方法共同完成了对土壤中重金属的异位固化稳定化修复,土壤中有效态重金属As、Cd、Pb含量变化较大,稳定化效果较好,处理后的土壤能够达到浸出毒性标准,可作为停车场、道路等工程用途。
[0027] (2)本发明的去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺通过设有的排放组件能够对待修复土壤进行土壤修复药剂和水的补充,补充的速率随着静置的时间可调,实现了在静置时间内匀速补充土壤修复药剂和水的目的,通过对装置结构的优化设计,使排放组件在补充时能够使土壤修复药剂和水同步混合后排出,使用方便,通过一组驱动电机即可实现药剂的补充与水分的补充,结构设置合理,节省了制造成本,达到了使用目的,与本发明的步骤S3和S4的修复方法相互适配,进一步地提高对土壤中重金属的稳定固化效果。

附图说明

[0028] 图1是本发明去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺流程图;
[0029] 图2是本发明的排放组件整体结构示意图;
[0030] 图3是本发明的排放组件底部结构示意图;
[0031] 图4是本发明的排放组件顶部转盘及驱动电机结构示意图;
[0032] 图5是本发明的排放组件液压桶及出液桶内部结构示意图;
[0033] 图6是本发明的排放组件限位组件结构示意图;
[0034] 图7是本发明的排放组件出液管内部结构示意图;
[0035] 图8是本发明的排放组件出药挡板结构示意图;
[0036] 图9是本发明的排放组件出药孔结构示意图;
[0037] 图10是本发明的梯体土堆与填充物以及排放组件截面图;
[0038] 图11是本发明的梯体土堆与填充物以及排放组件平面图;
[0039] 图12是本发明实验例中实施例1、4、5中经过添加土壤修复药剂进行异位固化稳定化修复后的As、Cd、Hg稳定化率。
[0040] 其中,1‑液压桶,11‑第一液压盘,2‑出液桶,21‑第二液压盘,22‑伸缩杆,23‑连接管,24‑出液管,25‑止回阀,26‑软管,3‑药剂盒,31‑出药挡板,32‑出药孔,33‑出药开槽,4‑螺纹杆,41‑螺纹转动环,5‑固定盘,51‑螺纹固定环,6‑驱动电机,61‑驱动齿轮,7‑转盘,71‑从动齿轮,72‑连杆,8‑限位组件,81‑第一限位块,82‑第二限位块,83‑第三限位块,84‑第一限位槽,85‑第二限位槽,86‑第三限位槽,87‑第一固定杆,88‑第二固定杆,9‑排放组件。

具体实施方式

[0041] 实施例1
[0042] 一种去除土壤中重金属的异位固化稳定化修复工艺,如图1所示,包括以下步骤:
[0043] S1、待修复土壤破碎:将待处理土壤进行收集,并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为200mm,得到待修复土壤颗粒;
[0044] S2、土壤修复药剂制备:
[0045] S2‑1、改性凹凸棒石制备:使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性,得到改性凹凸棒石;
[0046] 改性凹凸棒石制备方法为:将凹凸棒石溶于去离子水中,高速搅拌7min,高速搅拌的转速为550r/min,随后加入质量浓度为97%的黄腐酸浓缩液,继续搅拌15min,得到悬浮混合液,将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤,得到滤饼;随后使用去离子水清洗滤饼3次,将滤饼置于75℃条件下烘干,得到改性凹凸棒石,其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8:10:1;
[0047] S2‑2、混合:将步骤S2‑1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2:1的质量比混合,得到土壤修复药剂;
[0048] S3、土壤修复场地布设:将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中,在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的6%的土壤修复药剂,再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60%的水,将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂和水共同翻拌后,得到土壤混合物,将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆,在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物,填充物为芦苇或秸秆,在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件9,在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置12天,并在静置时间内通过排放组件9匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水;
[0049] 排放组件9所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1.2%,排放组件9所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的8%,两个排放组件9之间的间隔为6m,梯体土堆的高为0.6m,梯体土堆的顶面宽为0.4m,梯体土堆的底面宽为1m,两个梯体土堆之间的底面间距为0.5m;
[0050] S4、土壤深度修复:取下塑料膜,将土壤混合物与填充物共同翻拌混合,得到土壤二次混合物,将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置12天,完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。
[0051] 在此实施例中排放组件9为市售简易排放桶,需要人工操作完成。
[0052] 实施例2
[0053] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S1和S2中的制备参数不同。
[0054] S1、待修复土壤破碎:将待处理土壤进行收集,并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为185mm,得到待修复土壤颗粒;
[0055] S2、土壤修复药剂制备:
[0056] S2‑1、改性凹凸棒石制备:使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性,得到改性凹凸棒石;
[0057] 改性凹凸棒石制备方法为:将凹凸棒石溶于去离子水中,高速搅拌5min,高速搅拌的转速为500r/min,随后加入质量浓度为95%的黄腐酸浓缩液,继续搅拌15min,得到悬浮混合液,将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤,得到滤饼;随后使用去离子水清洗滤饼4次,将滤饼置于70℃条件下烘干,得到改性凹凸棒石,其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8:10:1;
[0058] S2‑2、混合:将步骤S2‑1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2:1的质量比混合,得到土壤修复药剂。
[0059] 实施例3
[0060] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S1和S2中的制备参数不同。
[0061] S1、待修复土壤破碎:将待处理土壤进行收集,并将收集到的待处理土壤破碎筛分至粒径为215mm,得到待修复土壤颗粒;
[0062] S2、土壤修复药剂制备:
[0063] S2‑1、改性凹凸棒石制备:使用黄腐酸对凹凸棒石进行改性,得到改性凹凸棒石;
[0064] 改性凹凸棒石制备方法为:将凹凸棒石溶于去离子水中,高速搅拌10min,高速搅拌的转速为600r/min,随后加入质量浓度为99%的黄腐酸浓缩液,继续搅拌15min,得到悬浮混合液,将悬浮混合液转移至抽滤瓶中进行抽滤,得到滤饼;随后使用去离子水清洗滤饼4次,将滤饼置于80℃条件下烘干,得到改性凹凸棒石,其中凹凸棒石、去离子水与黄腐酸浓缩液的重量份之比为8:10:1;
[0065] S2‑2、混合:将步骤S2‑1中制备得到的改性凹凸棒石与人工沸石以2:1的质量比混合,得到土壤修复药剂。
[0066] 实施例4
[0067] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S3和S4中的制备参数不同。
[0068] S3、土壤修复场地布设:将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中,在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的4%的土壤修复药剂,再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60%的水,将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂和水共同翻拌后,得到土壤混合物,将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆,在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物,填充物为芦苇或秸秆,在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件9,在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置10天,并在静置时间内通过排放组件9匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水;
[0069] 排放组件9所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1%,排放组件9所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的6%,两个排放组件9之间的间隔为5m,梯体土堆的高为0.5m,梯体土堆的顶面宽为0.3m,梯体土堆的底面宽为0.8m,两个梯体土堆之间的底面间距为0.4m;
[0070] S4、土壤深度修复:取下塑料膜,将土壤混合物与填充物共同翻拌混合,得到土壤二次混合物,将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置10天,完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。
[0071] 实施例5
[0072] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S3和S4中的制备参数不同。
[0073] S3、土壤修复场地布设:将步骤S1中得到的待修复土壤颗粒倒入土壤修复场地中,在土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒体积的8%的土壤修复药剂,再向土壤修复场地中加入总的待修复土壤颗粒最大持水量60%的水,将待修复土壤颗粒与土壤修复药剂和水共同翻拌后,得到土壤混合物,将土壤混合物聚拢使土壤混合物呈若干排等间距排列的梯体土堆,在两个梯体土堆之间的空隙中填充用于提高透气性的填充物,填充物为芦苇或秸秆,在每个梯体土堆内部等间距设置若干个用于排出土壤修复药剂和水的排放组件9,在土壤修复场地上覆盖塑料膜静置14天,并在静置时间内通过排放组件9匀速排放补充所需的土壤修复药剂和水;
[0074] 排放组件9所排出的土壤修复药剂占总的待修复土壤颗粒体积的1.5%,排放组件9所排出的水占总的待修复土壤颗粒最大持水量的10%,两个排放组件9之间的间隔为8m,梯体土堆的高为0.8m,梯体土堆的顶面宽为0.6m,梯体土堆的底面宽为1.4m,两个梯体土堆之间的底面间距为0.7m;
[0075] S4、土壤深度修复:取下塑料膜,将土壤混合物与填充物共同翻拌混合,得到土壤二次混合物,将土壤二次混合物上覆盖塑料膜静置14天,完成待处理土壤中重金属的异位固化稳定化修复。
[0076] 实施例6
[0077] 如图2、3所示,本实施例是对实施例1中的排放组件9进行了进一步的限定,排放组件9包括液压桶1,位于液压筒周围的6个出液桶2,以及位于每个出液桶2上方的药剂盒3;
[0078] 如图4、5、7‑9所示,液压桶1内设有与其内壁转动且密封连接的第一液压盘11,第一液压盘11顶面中部设有螺纹杆4,螺纹杆4贯穿液压桶1上顶面以及液压桶1上顶面设有的固定盘5,固定盘5中心处设有一个与螺纹杆4螺纹连接的螺纹固定环51,螺纹杆4的下部螺纹连接设有一个螺纹转动环41,螺纹转动环41外侧壁设有齿,螺纹转动环41一侧设有通过齿啮合连接设有一个驱动齿轮61,驱动齿轮61的下底面中心处与位于固定盘5上表面一侧的驱动电机6的输出端连接,驱动电机6为市售伺服电机,驱动齿轮61的外侧壁设有齿,驱动齿轮61外部一侧通过齿啮合连接设有一个转盘7,转盘7与螺纹杆4的圆心重合,转盘7外侧壁设有齿,转盘7外部周向等间距通过齿啮合连接设有6个从动齿轮71,从动齿轮71与药剂盒3上方一一对应,从动齿轮71下底面设有连杆72,连杆72贯穿药剂盒3且连杆72与药剂盒3的上顶面转动密封连接,连杆72与位于药剂盒3内底部的出药挡板31连接,位于出药挡板31底部的药剂盒3底面设有若干个出药孔32,出药挡板31为圆形设置且其上设有出药开槽33,出药孔32围绕出药挡板31的圆心位置周向等间距设置有6组,每一组均设有3个出药孔32;
[0079] 如图5、7、10、11所示,出液桶2内设有与其内壁滑动且密封连接的第二液压盘21,第二液压盘21通过其上顶面中心处设有的伸缩杆22与出液桶2内顶部连接,每个出液桶2底部均设有一个连接管23与液压桶1底部连通,出液桶2顶部外侧设有出液管24,出液管24一侧通过止回阀25与出液桶2连通,出液管24顶部与出药孔32连通,6个出液管24末端均设有一个软管26,其中,两侧对称设置的4个软管26两两分别延伸至与排放组件9相邻的两个填充物中,剩余的前后2个对称设置的软管26分别延伸至位于排放组件9两侧的同一个梯体土堆内部;
[0080] 如图4、6所示,固定盘5通过限位组件8对螺纹转动环41和转盘7进行限位,限位组件8包括位于固定盘5两侧的第一限位块81,第一限位块81中部通过第一限位槽84与固定盘5固定连接,其中一个第一限位块81通过第一固定杆87与位于螺纹转动环41外侧的第二限位块82固定连接,第二限位块82中部设有的第二限位槽85与螺纹转动环41滑动连接,另一个第一限位块81通过第二固定杆88与位于转盘7外侧的第三限位块83固定连接,第三限位块83中部设有的第三限位槽86与转盘7滑动连接。
[0081] 实施例7
[0082] 本实施例与实施例6不同之处在于:出药孔32设置个数不同。
[0083] 出药孔32围绕出药挡板31的圆心位置周向等间距设置有6组,每一组均设有4个出药孔32。
[0084] 实施例8
[0085] 本实施例与实施例6不同之处在于:出药孔32设置个数不同。
[0086] 出药孔32围绕出药挡板31的圆心位置周向等间距设置有6组,每一组均设有6个出药孔32。
[0087] 工作原理:下面结合本发明的步骤S1~S4的方法对本发明的排放组件9的工作原理进行简要说明。
[0088] 在步骤S3中,首先需要设定驱动电机6的程序,使驱动电机6在总静置天数内完成匀速缓慢转动使第一液压盘11的移动距离自液压桶1的顶部至液压桶1的底部,并在液压桶1内第一液压盘11下方充满液压油或水,充液的入口在液压桶1的侧壁上,充液完成后将充液的入口密封,同时第二液压盘21位于出液桶2的底部,同样每个第二液压盘21底部充满了液压油,第二液压盘21上方充满了需要进行对土壤补充的水;
[0089] 开始静置后,开启驱动电机6,使其带动驱动齿轮61缓慢转动,从而带动转盘7和螺纹转动环41转动;
[0090] 当螺纹转动环41转动时,带动螺纹杆4向下移动,从而推动第一液压盘11在液压桶1内转动下移,挤压液压油,液压油穿过连接管23挤压每一个出液桶2内的第二液压盘21上移,从而将第二液压盘21上方需要进行对土壤补充的水压出;
[0091] 当转盘7转动时,带动每一个从动齿轮71转动,从而使连杆72转动,进而带动出药挡板31转动,当出药挡板31的出药开槽33转动至对应出药孔32位置处时,使药剂盒3内部的土壤修复药剂由出药孔32进入到出液管24内部,并使土壤修复药剂与水混合,同时止回阀25的设置避免土壤修复药剂回流到出液桶2内部,最后通过出液管24和软管26完成对混合后的土壤修复药剂和水的共同排放。
[0092] 实验例
[0093] 以实施例1、4、5、6中的方法参数为例进行现场土壤修复模拟,并统计各个实施例中修复后的土壤中重金属的稳定化率,具体对土壤中的As、Cd、Hg稳定化率进行分析,首先对比实施例1、4、5进行对比,如图12可以看出,含重金属As、Cd、Hg污染土经过添加土壤修复药剂进行异位固化稳定化修复后,当土壤修复药剂添加量为6%时,稳定化率分别达到42.90%、50.68%、99.97%;当土壤修复药剂添加量为8%时,稳定化率分别达到48.43%、
51.53%、99.98%,说明土壤修复药剂修复材料稳定化土壤后,土壤中重金属可以保持较高的稳定性,稳定化率不会随着时间的增加而降低。综合考虑成本因素优选实施例1中的土壤修复药剂添加量。
[0094] 进而对比实施例1和实施例6中修复后的土壤中重金属的浸出浓度,结果如表1所示。
[0095] 表1实施例1和实施例6中的浸出浓度
[0096]实施例 As浓度μg/L Cd浓度μg/L Hg浓度μg/L
初始 11.48 0.03 0.02
实施例1 6.56 0.01 0.01
实施例6 6.38 0.01 0.01
[0097] 由表1数据可以看出,使用了本发明的排放组件9后,不仅可以节省大量的人力成本,而且对土壤重金属污染物的浸出浓度降低效果更加显著,浸出浓度均低于地下水Ⅲ类标准对应指标。