專利名稱：水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法及其專用裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土壤清洗技術，具體地說是一種水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤的清洗方法及其專用設備。
土壤清洗技術是指利用物理-化學原理去除土壤中污染物的方法，目前主要是采用罐式裝置盛放重金屬污染土壤，加入水或淋(清)洗劑，進行清洗，再將土壤和含重金屬的清洗液分離開來，在國外得到廣泛應用，然而因所產(chǎn)生的淋(清)洗液中含有大量的重金屬，此方法面臨可能產(chǎn)生的二次污染問題，加之設備昂貴，能耗大，局限了土壤清洗技術的應用。
本發(fā)明的目的是提供一種無二次污染、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法及其專用裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是采用清洗、過濾、離子交換及回收一體化方式，具體為1)清洗在上、中、下三級清洗柱中的每級清洗柱底部鋪墊1.5～2.5cm厚石英砂，將重金屬污染土壤按體積平均分別填加到三級清洗柱里，在重金屬污染土壤上方再加鋪0.8～1.2cm厚石英砂，然后從最上清洗柱以土壤重量1～5倍的量加入清洗液，進行清洗；2)過濾用所述清洗后的清洗液經(jīng)泵進入砂濾罐進行砂濾，去除懸浮物；3)離子交換及回收將所述經(jīng)清洗、過濾后含有重金屬的清洗液經(jīng)泵進入離子交換柱進行離子交換，去除重金屬；離子交換后的清洗液經(jīng)泵回送到三級清洗柱里，繼續(xù)清洗；清洗液采用水、絡合劑乙二胺四乙酸EDTA或氯化鎂MgCl2溶液；所述水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法的專用裝置由三級清洗柱、砂濾罐、離子交換柱和泵組成，其中三級清洗柱均為聚氯乙烯管材，上、中、下三級安裝在一起，管路相通，下級清洗柱經(jīng)泵與砂濾罐相連，所述砂濾罐底部經(jīng)泵接離子交換柱，所述離子交換柱輸出液經(jīng)泵回流至清洗柱；所述砂濾罐下部加設一反沖洗裝置，上部設有反沖洗用排放口；所述上、中級清洗柱與子泵相連；所述離子交換柱輸出口設一排放口。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明方法采用清洗、過濾、離子交換回收一體化工藝，可以去除污染的土壤中大部分水溶態(tài)與交換態(tài)重金屬，同時，清洗液經(jīng)過離子交換后，重金屬污染物被離子交換樹脂濃縮，可以進行回收利用，避免了二次污染。
2.本發(fā)明專用裝置結(jié)構(gòu)簡單、實用，并能耗低、成本低，清洗液可以回流多次重復利用。


圖1為本發(fā)明專用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
實施例1水溶態(tài)、交換態(tài)重金屬污染土壤的清洗方法，采用清洗、過濾、離子交換及回收一體化方式，具體為清洗在上、中、下三級清洗柱1中的每級清洗柱1底部鋪墊2cm厚石英砂，將重金屬污染土壤按體積平均分別填加到三級清洗柱1里，在重金屬污染土壤上方再加鋪1cm厚石英砂，然后從最上清洗柱1以土壤重量1.06倍的量加入清洗液，進行清洗；清洗液采用1M MgCl2溶液；過濾用所述清洗后的清洗液經(jīng)泵2進入砂濾罐3進行砂濾，去除懸浮物；離子交換及回收將所述經(jīng)清洗、過濾后含有重金屬的清洗液經(jīng)泵2進入離子交換柱4進行離子交換，去除重金屬；經(jīng)離子交換后的清洗液經(jīng)泵2回送到三級清洗柱1里，繼續(xù)清洗。
本發(fā)明方法專用裝置由三級清洗柱1、砂濾罐3、離子交換柱4和泵2組成，其中三級清洗柱1為聚氯乙烯管材，上、中、下三級縱向安裝在一起，管路相通，下級清洗柱1經(jīng)泵2與砂濾罐3相連，所述砂濾罐3底部經(jīng)泵2接離子交換柱4，所述離子交換柱4輸出液經(jīng)泵2回流至清洗柱1；所述離子交換柱4輸出另設一排放口；所述砂濾罐3下部加設一反沖洗裝置，上部設有反沖洗用排放口；將鎘Cd污染土壤15kg分別填入三級清洗柱1，每級清洗柱1直徑與高之比為1∶1～5，本實施例直徑與高之比為1∶2，每級清洗柱1填加5kg，污染土壤中Cd濃度1.86mg/kg，其中水溶態(tài)Cd 0.27mg/kg，交換態(tài)Cd 0.47mg/kg，用16L 1M MgCl2清洗液進行清洗，清洗柱1出口處清洗液中Cd濃度0.96mg/L，經(jīng)砂濾后清洗液中Cd濃度0.95mg/L，經(jīng)離子交換柱4后，清洗液中Cd濃度0.56mg/L，回收清洗液9L，從離子交換柱4(樹脂)回收Cd 5.22mg。清洗后土壤中Cd濃度為1.10mg/kg，Cd去除率為36％。
實施例2與實施例子不同之處在于清洗在上、中、下三級清洗柱1中的每級清洗柱1底部鋪墊2.5cm厚石英砂，將重金屬污染土壤按體積平均分別填加到三級清洗柱1里，在重金屬污染土壤上方再加鋪1.2cm厚石英砂，然后從最上清洗柱1以土壤重量1.33倍的量加入清洗液，進行清洗；清洗液采用氯化鎂MgCl2溶液；將Cd污染土壤15kg分別填入三級清洗柱1，每級清洗柱1直徑與高之比為1∶1～5，本實施例直徑與高之比為1∶4，每級填加5kg，污染土壤中Cd濃度2.05mg/kg，其中水溶態(tài)Cd 0.33mg/kg，交換態(tài)Cd 0.59mg/kg，用20L 1M MgCl2清洗液進行清洗，清洗柱1出口處清洗液中Cd濃度0.8mg/L，經(jīng)砂濾后清洗液中Cd濃度0.80mg/L，經(jīng)離子交換柱4后，清洗液中Cd濃度0.42mg/L，回收清洗液13L，從離子交換柱4(樹脂)回收Cd 6.4mg。清洗后土壤中Cd濃度為1.36mg/kg，Cd去除率為35％。
本發(fā)明所述上、中級清洗柱1還可與泵2相連；本發(fā)明還適用于其它水溶態(tài)、交換態(tài)重金屬污染土壤清洗，如銅、鉻、鉛、鋅等；本發(fā)明還可用水或絡合劑乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetra-acetic acid縮寫EDTA)當作清洗液；當需要清洗時，使用反沖洗裝置將廢水從砂濾罐3排放口排出；必要時，清洗液在多次使用后，不經(jīng)泵2回流至清洗柱1，而經(jīng)離子交換柱4輸出口的排放口排出。
權(quán)利要求
1.一種水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法，其特征在于采用清洗、過濾、離子交換及回收一體化方式，具體為1)清洗在上、中、下三級清洗柱中的每級清洗柱底部鋪墊1.5～2.5cm厚石英砂，將重金屬污染土壤按體積平均分別填加到三級清洗柱里，在重金屬污染土壤上方再加鋪0.8～1.2cm厚石英砂，然后從最上清洗柱以土壤重量1～5倍的量加入清洗液，進行清洗；2)過濾用所述清洗后的清洗液經(jīng)泵進入砂濾罐進行砂濾，去除懸浮物；3)離子交換及回收將所述經(jīng)清洗、過濾后含有重金屬的清洗液經(jīng)泵進入離子交換柱進行離子交換，去除重金屬；離子交換后的清洗液經(jīng)泵回送到三級清洗柱里，繼續(xù)清洗。
2.按照權(quán)利要求1所述重金屬污染土壤清洗方法，其特征在于清洗液采用水、絡合劑乙二胺四乙酸EDTA或氯化鎂MgCl2溶液。
3.一種按照權(quán)利要求1所述水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法的專用裝置，其特征在于由三級清洗柱(1)、砂濾罐(3)、離子交換柱(4)和泵(2)組成，其中三級清洗柱(1)均為聚氯乙烯管材，上、中、下三級安裝在一起，管路相通，下級清洗柱(1)經(jīng)泵(2)與砂濾罐(3)相連，所述砂濾罐(3)底部經(jīng)泵(2)接離子交換柱(4)，所述離子交換柱(4)輸出液經(jīng)泵(2)回流至清洗柱(1)。
4.按照權(quán)利要求3所述水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法的專用裝置，其特征在于所述砂濾罐(3)下部加設一反沖洗裝置，上部設有反沖洗用排放口。
5.按照權(quán)利要求3所述水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法的專用裝置，其特征在于所述上、中級清洗柱(1)與泵(2)相連。
6.按照權(quán)利要求3所述水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法的專用裝置，其特征在于所述離子交換柱(4)輸出口設一排放口。
全文摘要
一種水溶態(tài)交換態(tài)重金屬污染土壤清洗方法。在上、中、下清洗柱中底部鋪墊1.5～2.5cm厚石英砂,將重金屬污染土壤按體積平均分別填加到三級清洗柱里,在污染土壤上再加鋪0.8～1.2cm厚石英砂,從上清洗柱以土壤重量1～5倍的量加入清洗液,進行清洗;用清洗后的清洗液經(jīng)泵進入砂濾罐進行砂濾,去除懸浮物;再將經(jīng)清洗、過濾后含有重金屬的清洗液經(jīng)泵進入離子交換柱進行離子交換,去除重金屬;離子交換后的清洗液經(jīng)泵回送到三級清洗柱里,繼續(xù)清洗。它無二次污染、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號B09C1/02GK1382535SQ0111388
公開日2002年12月4日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者郭書海, 賈宏宇, 李培軍, 張海榮 申請人:中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所