專利名稱：一種tcas土壤淋洗劑的回收裝置及其回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染土壤修復(fù)技術(shù)，特別是涉及一種用于回收污染土壤洗脫液中TCAS 淋洗劑的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、城市布局調(diào)整，大量污染企業(yè)進(jìn)行搬遷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001 2008年，我國(guó)關(guān)停并轉(zhuǎn)遷企業(yè)數(shù)由6 611迅速增加到22 488個(gè)，增速為1 984個(gè)/年，總數(shù)達(dá)到10萬(wàn)以上，導(dǎo)致大量污染場(chǎng)地遺留在城區(qū)，這給人口稠密的城市帶來(lái)環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)，制約著城市土地資源的安全再利用，阻礙了城市建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，對(duì)城市工業(yè)污染場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)，確保人居環(huán)境安全已成為當(dāng)前國(guó)家環(huán)保工作的新熱點(diǎn)。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)主要有淋洗修復(fù)技術(shù) (soil washing/flushing)> 固化—1i(solidification/stabilization)^ 熱處 技術(shù)(thermal treatment)、土壤氣提技術(shù)(soil vaccum extraction)、電動(dòng)力修復(fù)技術(shù) (electrokinetic remediation)、才ΜΙ^ ^^(phytoremediation)·。相比，土壤淋洗修復(fù)法具有治理效果穩(wěn)定、徹底的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于城市中重度污染土壤的快速、高效治理，現(xiàn)已成為污染土壤快速修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)和發(fā)展方向之一。
磺化硫雜杯芳烴(Thiacalixarenetetrasulfonate，簡(jiǎn)稱 TCAS)是一種超分子土壤淋洗劑，它的分子空腔上沿，能借助η-η堆積作用和疏水相互作用包合烷烴和芳烴類有機(jī)分子，下沿分子空腔能借助酚羥氧原子與橋聯(lián)硫原子的協(xié)同配位作用選擇性地絡(luò)合重金屬，能夠?qū)崿F(xiàn)土壤中重金屬和有機(jī)污染物的同步高效淋洗去除，其對(duì)重金屬Cd、Pb、 Cu的絡(luò)合能力接近于EDTA，對(duì)農(nóng)藥五氯硝基苯的增溶效果優(yōu)于Triton X-100和SDS，是一種非常有應(yīng)用潛力的新型淋洗劑。但目前該化合物尚未進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)階段，修復(fù)成本相對(duì)較高，如能將污染土壤洗脫液中的TCAS淋洗劑進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)循環(huán)回用，將大大降低修復(fù)成本，使TCAS淋洗修復(fù)技術(shù)走向?qū)嵱没蔀榭赡?。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置及其回收方法，該裝置及其回收方法能夠?qū)崿F(xiàn)土壤洗脫液中TCAS淋洗劑的回收，具有回收效率高、控制精確、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置，包括貯液瓶、蠕動(dòng)泵、離子交換柱、控制閥、底座支架、收集瓶，其進(jìn)液器由貯液瓶、蠕動(dòng)泵和硅膠管組成，硅膠管一端伸入貯液瓶?jī)?nèi)，另一端經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵與離子交換柱的進(jìn)液口相連接；離子交換柱體及底座支架由有機(jī)玻璃筒組成，離子交換柱內(nèi)填充有陰離子交換樹脂，離子交換柱的上方設(shè)有進(jìn)液口，下方設(shè)有出液口并安裝有控制閥，出液口與收集瓶相連接。3
所述的一種TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置，其所述的離子交換柱內(nèi)填入20克陰離子交換樹脂D202 ；離子交換柱的直徑為2cm，高為20cm。
所述的一種TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置，其所述的離子交換柱的下方設(shè)有直徑為2厘米的出液口。
一種TCAS 土壤淋洗劑的回收方法，該方法包括以下過(guò)程在貯液瓶中加入2升污染土壤洗脫液，開啟蠕動(dòng)泵，設(shè)置流速為1毫升/分鐘，室溫下進(jìn)行污染土壤洗脫液中TCAS 淋洗劑的回收，打開控制閥，使經(jīng)交換吸附后的污染土壤洗脫液流入收集瓶中；待溶液全部通過(guò)離子交換柱后，關(guān)閉控制閥，加入40毫升4%的鹽酸溶液，浸泡4小時(shí)，使TCAS淋洗劑從樹脂上解吸到鹽酸溶液中；打開控制閥，讓解吸液流入收集瓶中，此解吸液即為含TCAS淋洗劑的鹽酸溶液，經(jīng)稀釋后可直接用于污染土壤淋洗，或向解吸液中加入分析純氯化鈉，進(jìn)行鹽析，使TCAS淋洗劑生成沉淀；然后將溶液置于離心管中，在5000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心 10分鐘，傾倒去上清液；將沉淀置于烘箱中，80°C烘干2小時(shí)，得到TCAS 土壤淋洗劑。
所述的一種TCAS 土壤淋洗劑的回收方法，其所述樹脂以陰離子交換樹脂為回收吸附材料，陰離子交換樹脂顆選用D301、D202、D20和717 ；在離子交換柱內(nèi)采用濕法裝柱裝填入活化后的陰離子交換樹脂，蠕動(dòng)泵流速控制在1 5毫升/分鐘，在室溫進(jìn)行。
所述的一種TCAS 土壤淋洗劑的回收方法，其所述離子交換柱規(guī)格根據(jù)處理溶液量的多少按直徑柱高=1:10的比例進(jìn)行放大或縮小。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是本發(fā)明要求以陰離子交換樹脂為回收吸附材料，這主要由于TCAS分子中包含4個(gè)磺酸基團(tuán)，在溶液中呈陰離子態(tài)，從而能夠和陰離子交換樹脂中的OH—進(jìn)行交換吸附。實(shí)驗(yàn)用陰離子交換樹脂顆可選用D301、D202、D20和717等，飽和吸附容量測(cè)定實(shí)驗(yàn)表明不同樹脂對(duì) TCAS的飽和吸附容量為0. 1 0. 5毫摩爾/克，其中D202樹脂吸附效果最佳，每克D202陰離子交換樹脂可吸附0. 45克TCAS淋洗劑，污染土壤洗脫液中的TCAS淋洗劑回收率可達(dá)到 96%以上；蠕動(dòng)泵流速控制在1 5毫升/分鐘回收效率較高；而溫度和pH變化對(duì)吸附效果影響較小，因而可在室溫進(jìn)行且不需要控制PH，操作步驟簡(jiǎn)便易行。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖中零件的標(biāo)號(hào)為1為貯液瓶，2為硅膠管，3為蠕動(dòng)泵，4進(jìn)液口，5為離子交換柱，6為陰離子交換樹脂，7為控制閥，8為底座支架，9為出液口、10為收集瓶。
本發(fā)明提出的一種TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置，包括進(jìn)液器、陰離子交換樹脂、 離子交換柱、控制閥、底座支架和收集瓶。進(jìn)液器由貯液瓶、蠕動(dòng)泵和硅膠管組成，硅膠管一端伸入貯液瓶?jī)?nèi)，另一端經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵與離子交換柱的進(jìn)液口相連接。離子交換柱體及底座支架由有機(jī)玻璃制成，離子交換柱內(nèi)填充有陰離子交換樹脂，離子交換柱的上方設(shè)有進(jìn)液口，下方設(shè)有出液口并安裝有控制閥，出液口與收集瓶相連接。TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置，包括貯液瓶1、硅膠管2、蠕動(dòng)泵3、進(jìn)液口 4、離子交換柱5、陰離子交換樹脂6、控制閥7、底座支架8、出液口、9收集瓶10。硅膠管2 —端伸入貯液瓶?jī)?nèi)，另一端經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵與離子交換柱進(jìn)液口 3相連接，進(jìn)液口直徑為2厘米。離子交換柱5安裝在底座支架7上，離子交換柱5內(nèi)填充有10克陰離子交換樹脂6，離子交換柱5的下方設(shè)有直徑為2厘米的出液口 9， 出液口伸入收集瓶10中。離子交換柱及底座支架由有機(jī)玻璃制成，規(guī)格可根據(jù)處理溶液量的多少按直徑柱高=1:10的比例進(jìn)行放大或縮小，本案例中離子交換柱的直徑為2cm，高為 20cmo
在離子交換柱內(nèi)采用濕法裝柱裝填入20克活化后的陰離子交換樹脂D202，在貯液瓶中加入2升污染土壤洗脫液，開啟蠕動(dòng)泵，設(shè)置流速為1毫升/分鐘，室溫下進(jìn)行污染土壤洗脫液中TCAS淋洗劑的回收實(shí)驗(yàn)，打開控制閥，使經(jīng)交換吸附后的污染土壤洗脫液流入收集瓶中。待溶液全部通過(guò)離子交換柱后，關(guān)閉控制閥，加入40毫升4%的鹽酸溶液，浸泡 4小時(shí)，使TCAS淋洗劑從樹脂上解吸到鹽酸溶液中；打開控制閥，讓解吸液流入收集瓶中， 此解吸液即為含TCAS淋洗劑的鹽酸溶液，經(jīng)稀釋后可直接用于污染土壤淋洗；也可向解吸液中加入分析純氯化鈉，進(jìn)行鹽析，使TCAS淋洗劑生成沉淀；然后將溶液置于離心管中，在 5000轉(zhuǎn)/分鐘速率下離心10分鐘，傾倒去上清液；將沉淀置于烘箱中，80°C烘干2小時(shí)，得到TCAS 土壤淋洗劑。
權(quán)利要求
1.一種TCAS 土壤淋洗劑的回收裝置，包括貯液瓶、蠕動(dòng)泵、離子交換柱、控制閥、底座支架、收集瓶，其特征在于，進(jìn)液器由貯液瓶、蠕動(dòng)泵和硅膠管組成，硅膠管一端伸入貯液瓶?jī)?nèi)，另一端經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵與離子交換柱的進(jìn)液口相連接；離子交換柱體及底座支架由有機(jī)玻璃筒組成，離子交換柱內(nèi)填充有陰離子交換樹脂，離子交換柱的上方設(shè)有進(jìn)液口，下方設(shè)有出液口并安裝有控制閥，出液口與收集瓶相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種TCAS土壤淋洗劑的回收裝置，其特征在于，所述的離子交換柱內(nèi)填入20克陰離子交換樹脂D202 ；離子交換柱的直徑為2cm，高為20cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種TCAS土壤淋洗劑的回收裝置，其特征在于，所述的離子交換柱的下方設(shè)有直徑為2厘米的出液口。
4.一種TCAS 土壤淋洗劑的回收方法，其特征在于，該方法包括以下過(guò)程在貯液瓶中加入2升污染土壤洗脫液，開啟蠕動(dòng)泵，設(shè)置流速為1毫升/分鐘，室溫下進(jìn)行污染土壤洗脫液中TCAS淋洗劑的回收，打開控制閥，使經(jīng)交換吸附后的污染土壤洗脫液流入收集瓶中；待溶液全部通過(guò)離子交換柱后，關(guān)閉控制閥，加入40毫升4%的鹽酸溶液，浸泡4小時(shí)， 使TCAS淋洗劑從樹脂上解吸到鹽酸溶液中；打開控制閥，讓解吸液流入收集瓶中，此解吸液即為含TCAS淋洗劑的鹽酸溶液，經(jīng)稀釋后可直接用于污染土壤淋洗，或向解吸液中加入分析純氯化鈉，進(jìn)行鹽析，使TCAS淋洗劑生成沉淀；然后將溶液置于離心管中，在5000轉(zhuǎn)/ 分鐘速率下離心10分鐘，傾倒去上清液；將沉淀置于烘箱中，80°C烘干2小時(shí)，得到TCAS 土壤淋洗劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種TCAS土壤淋洗劑的回收方法，其特征在于，所述樹脂以陰離子交換樹脂為回收吸附材料，陰離子交換樹脂顆選用D301、D202、D20和717 ；在離子交換柱內(nèi)采用濕法裝柱裝填入活化后的陰離子交換樹脂，蠕動(dòng)泵流速控制在1 5毫升/分鐘，在室溫進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種TCAS土壤淋洗劑的回收方法，其特征在于，所述離子交換柱規(guī)格根據(jù)處理溶液量的多少按直徑柱高=1:10的比例進(jìn)行放大或縮小。
全文摘要
一種TCAS土壤淋洗劑的回收裝置及其回收方法，包括貯液瓶、蠕動(dòng)泵、離子交換柱、控制閥、底座支架、收集瓶，其特征在于，進(jìn)液器由貯液瓶、蠕動(dòng)泵和硅膠管組成，硅膠管一端伸入貯液瓶?jī)?nèi)，另一端經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵與離子交換柱的進(jìn)液口相連接；離子交換柱體及底座支架由有機(jī)玻璃筒組成，離子交換柱內(nèi)填充有陰離子交換樹脂，離子交換柱的上方設(shè)有進(jìn)液口，下方設(shè)有出液口并安裝有控制閥，出液口與收集瓶相連接。本發(fā)明污染土壤洗脫液中的TCAS淋洗劑回收率可達(dá)到96％以上；蠕動(dòng)泵流速控制在1～5毫升/分鐘回收效率較高；而溫度和pH變化對(duì)吸附效果影響較小，因而可在室溫進(jìn)行且不需要控制pH，操作步驟簡(jiǎn)便易行。
文檔編號(hào)C07D495/00GK102531101SQ20111043174
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者侯永俠, 宋雪英, 李玉雙, 楊繼松, 胡曉鈞, 陳紅亮 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大學(xué)