專利名稱：液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于污染土壤修復技術領域，具體涉及一種液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置。
背景技術：
隨著城市化和產業(yè)轉移進程的加快，我國城市工業(yè)企業(yè)搬遷或遺留的污染場地數量與日俱增。初步估計，我國各類工業(yè)污染場地至少以數十萬計。城市污染場地已成為我國許多大中城市土地資源安全再利用的限制因素。場地污染土壤修復的研究和實踐已成為我國環(huán)境治理領域的重要內容。按土壤修復位置的不同，可以將土壤修復技術分為原位和異位兩種，前者不需將土壤挖掘出來而在原地進行污染土壤的修復。上海的土壤類型主要為潰潛型和淋溶-淀積型的水成和半水成土，絕大部分地區(qū)土壤的粘粒含量高于16.35%，質地較為粘重，滲透系數一般低于10_5cm/s，因此原位土壤修復技術的應用受到限制。在我國的異位污染土壤修復治理方法體系中，土壤固化/穩(wěn)定化、微生物修復、化學還原或高級氧化等工程修復技術都常用到液體修復藥劑，如液體固化劑、螯合劑、表面活性劑、微生物菌劑和高級氧化劑溶液等，但質地粘重的污染土壤易持有較多的水分，從而導致土壤常以大塊狀的形式存在，這會造成土壤較難破碎、液體修復藥劑不易與土壤混勻等問題，這往往成為土壤修復工程成功與否的關鍵因素。由于液體藥劑(包括商業(yè)的液態(tài)藥劑或配制的藥劑溶液)容易被土壤所吸持，不易達到土壤顆粒內部，常用的土壤破碎混合設備對液體藥劑的混合效率不高，因此在涉及到液體藥劑的異位土壤修復中，必須進行土壤的破碎，破壞土壤的致密結構，減小土壤的粒徑，同時必須具有液體藥劑噴灑或注入功能模塊，實現液體藥劑與土壤的均勻混合。但目前而言，具有破碎攪拌、液體藥劑噴灑功能的實驗室配套設備比較缺乏，多數情況下研究人員先將液體藥劑配制成足量溶液，其中的水分足以使土壤形成泥漿，再采用水處理攪拌機或磁力攪拌器等設備實現液體藥劑與土壤的充分混勻。但在實施土壤修復工程時，往往不能向土壤中添加大量的水分使其形成泥漿，因為泥漿不利于后續(xù)的運輸和資源化利用過程，同時造成資源的浪費。這就形成了實驗室模擬試驗與現場修復工程工作的場景和參數不吻合，在很大程度上限制了試驗參數的普適性、準確性。因此，有必要研制一種能在較低土壤水分含量下實現液體藥劑與污染土壤充分混合的試驗模擬裝置，以研究土壤修復過程中的主要影響因素和工藝參數。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，該裝置能在維持較低土壤水分含量的前提下實現液體藥劑與土壤的充分混合，為污染土壤穩(wěn)定化、高級氧化等修復技術的研發(fā)提供技術支持，以研究土壤修復過程中的主要影響因素，獲得更精確的修復技術工藝參數。本實用新型的技術方案是:[0007]—種液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，它包括液體藥劑輸送單元、破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元及其配套密閉攪拌容器單元，其中液體藥劑輸送單元包括溶液存儲池、防腐蠕動泵、液體流量計和液體輸送管道；防腐蠕動泵入口與溶液存儲池連接，出口通過液體輸送管道與破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元連接；防腐蠕動泵出口設有液體流量計。溶液存儲池用于儲存液體藥劑或配制好的藥劑溶液。防腐蠕動泵產生動力，并借助液體輸送管道將溶液輸送至液體流量計并最終進入破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元。液體流量計用于記錄液體的流量，并計算液體藥劑的添加量。所述防腐蠕動泵和液體流量計可以合并在一起。破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元包括調速電機、電機轉速控制器、聯(lián)軸器、電機軸、傳動機構、軸承、支架、破碎攪拌軸；電機轉速控制器和調速電機相連接，用于控制并記錄電機軸承的轉速；調速電機通過聯(lián)軸器與電機軸連接，產生旋轉動力；電機軸通過傳動機構與破碎攪拌軸連接，將動力傳送給破碎攪拌軸，使其滾動，滾動過程中破碎攪拌軸上附著的錘式槳葉對土壤加以破碎和攪拌；所述傳動機構為傳動齒輪或傳動鏈條；破碎攪拌軸通過軸承固定在支架上；多個錘式槳葉沿軸向依次排列并交錯分布在破碎攪拌軸上的中間部位；錘式槳葉呈T形，其尾端固定在破碎攪拌軸上，其外端向與破碎攪拌軸垂直或傾斜成一定角度的方向延伸出去；破碎攪拌軸上位于錘式槳葉的兩側各套有一個密封圈，與配套密閉攪拌容器單元密封連接，保證容器的密閉性；破碎攪拌軸為可滾動的、一端開口 一端封閉的空心管，其上的中間部位附著有錘式槳葉及多個噴灑孔，滾動過程中該結構能夠對土壤加以破碎和攪拌，同時破碎攪拌軸上開有多個噴灑孔，能夠實現攪拌過程中液體藥劑的均勻加入；破碎攪拌軸一端封閉，另一端與帶有配套閥門的接頭連接，接頭固定在支架上，不轉動，該接頭另一端與液體藥劑輸送單元連接，為液體藥劑進入破碎攪拌軸提供了通道。破碎攪拌軸和接頭之間設有密封圈，在破碎攪拌軸轉動過程中保證液體藥劑等不會發(fā)生滲漏。錘式槳葉的表面積較大，有助于土壤的破碎和攪拌，其尺寸和密度可以根據需要加以調難
iF.0配套密閉攪拌容器單元包括分體容器和可升降底座；分體容器由活動連接的上下兩個組件組成；在分體容器的左右兩側壁上設有以上下兩組件之間的連接線為中心線、與破碎攪拌軸及其上的密封圈適配的開口 ；破碎攪拌軸的中間部位及其上的錘式槳葉位于分體容器內部，破碎攪拌軸兩端從分體容器兩側壁上的開口穿出，并通過套在破碎攪拌軸上的密封圈與分體容器密封連接；分體容器下組件下端與可升降底座固定或活動連接，通過調節(jié)可升降底座的高度保證分體容器與密封圈緊密連接。破碎攪拌單元和配套密閉攪拌容器單元的緊密連接能夠防止實驗過程中土壤的外溢和灰塵的產生。分體容器下組件的形狀為半圓柱體；分體容器下部為橫放的圓柱形，即分體容器下部的形狀為近圓柱體(即比一個整圓柱體小一點，為3/4至4/5圓柱體，接近一個整圓柱體)；這種形狀能夠防止土壤破碎攪拌過程中產生死角，增加破碎攪拌的效率。分體容器上下兩個組件之間可通過法蘭和螺栓連接，或采用其他活動連接方式。分體容器上下組件間可鋪墊硅膠墊圈，以保證上下兩個組件連接時的密閉性。密封圈的材質可用聚四氟乙烯或其他材料。所述配套密閉攪拌容器單元為經過防腐處理的碳鋼材質。所述破碎攪拌軸為碳鋼材質并經過防腐處理。[0017]分體容器和可升降底座可連接為一體或分開，即分體容器下端與可升降底座之間可為固定或活動連接。所述分體容器下組件下端設支撐柱和底板，并通過支撐柱與下面的水平底板連接，防止容器傾倒；底板下面與可升降底座連接。本實用新型的有益效果:與現有的技術相比，本實用新型提供的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置具有以下優(yōu)點:1、對土壤進一步破碎，降低土壤粒徑，有利于提高土壤和修復藥劑的混合效率；2、在維持較低土壤水分含量的前提下能夠實現液體藥劑與土壤的充分混合，不需向土壤中添加過量的水分使其成為泥漿，與實際修復工程較為符合，防止較高土壤水分含量、較低氧化還原電位使試驗結果產生偏差；3、污染土壤修復模擬試驗過程中系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，不產生灰塵。

圖1是本實用新型的液體藥劑輸送單元和破碎攪拌液體藥劑噴灑單元的構造示意圖；圖2是本實用新型的配套密閉攪拌容器單元的截面構造示意圖；圖3是本實用新型的液體藥劑輸送單元和破碎攪拌液體藥劑噴灑單元與配套密閉攪拌容器單元連接在一起的結構示意圖。圖中:1、調速電機，2、電機轉速控制器，3、電機軸，4、傳動齒輪，5、軸承，6、支架，
7、密封圈，8、破碎攪拌軸，9、錘式槳葉，10、噴灑孔，11、帶球閥的接頭，12、液體流量計，13、防腐蠕動泵，14、溶液存儲池，15、液體輸送管道，16、分體容器上組件，17、分體容器下組件，18、分體容器上組件、下組件連接線，19、開口，20、法蘭，21、螺栓，22、支撐柱，23、底板，24、可升降底座，25、密封圈
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。但本實用新型不限于這些具體實施方式
。實施例1如圖f 2所示，本實用新型的一種液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，主要包括液體藥劑輸送單元、破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元及其配套密閉攪拌容器單元，其中:液體藥劑輸送單元包括溶液存儲池14、防腐蠕動泵13、液體流量計12和液體輸送管道15。溶液存儲池14用于儲存液體藥劑或配制好的藥劑溶液，防腐蠕動泵13 —端與溶液存儲池14連接，產生動力，并借助液體輸送管道15將溶液輸送至液體流量計12并最終進入破碎攪拌軸8。液體流量計12用于記錄液體的流量，并計算液體藥劑的添加量。破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元包括調速電機1，電機轉速控制器2、聯(lián)軸器、電機軸3、傳動齒輪4、軸承5、支架6、密封圈7、破碎攪拌軸8、帶球閥的接頭11 ；電機轉速控制器2和調速電機I相連接，用于控制并記錄電機軸承的轉速；調速電機I通過聯(lián)軸器與電機軸3連接，產生旋轉動力；電機軸3通過傳動齒輪4與破碎攪拌軸8連接，將動力傳送給破碎攪拌軸，使其滾動，滾動過程中破碎攪拌軸上附著的錘式槳葉對土壤加以破碎和攪拌；破碎攪拌軸8通過軸承5固定在支架6上；多個錘式槳葉9沿軸向依次排列并交錯分布在破碎攪拌軸上的中間部位；錘式槳葉9呈T形，其尾端固定在破碎攪拌軸上，其外端向與破碎攪拌軸垂直或傾斜成一定角度的方向延伸出去；破碎攪拌軸上位于錘式槳葉的兩側各套有一個聚四氟乙烯密封圈7，與配套密閉攪拌容器單元密封連接，保證容器的密閉性；破碎攪拌軸8為碳鋼材質并經過防腐處理，為可滾動的、一端開口一端封閉的空心管，其上的中間部位附著有多個錘式槳葉9及多個圓形噴灑孔10，滾動過程中該結構能夠對土壤加以破碎和攪拌，同時破碎攪拌軸上開有多個噴灑孔，能夠實現攪拌過程中液體藥劑的均勻加入；破碎攪拌軸一端封閉，另一端與帶球閥的接頭11連接，接頭固定在支架6上，不轉動，該接頭另一端與液體藥劑輸送單元連接，為液體藥劑進入破碎攪拌軸提供了通道。破碎攪拌軸8和接頭之間有聚四氟乙烯密封圈25，在破碎攪拌軸8轉動過程中保證液體藥劑等不會發(fā)生滲漏。配套密閉攪拌容器單元為經過防腐處理的碳鋼材質，包括分體容器和可升降底座24 ;分體容器由活動連接的上下兩個組件即分體容器上組件16和分體容器下組件17組成，在分體容器上組件、下組件連接線18處，分體容器上下兩個組件之間通過法蘭20和螺栓21連接；分體容器下部為橫放的圓柱形，即分體容器下部為一橫放的近圓柱體，上部為一橫放的長方體；分體容器下組件17的形狀為半圓柱體；在分體容器的左右兩側壁上設有以分體容器上組件、下組件連接線18為中心線、與破碎攪拌軸8及其上的密封圈7適配的開口 19 (開口大小相當于密封圈7外徑大小)；破碎攪拌軸8的中間部位及其上的錘式槳葉9位于分體容器內部，破碎攪拌軸8兩端從分體容器兩側壁上的開口 19穿出，并通過套在破碎攪拌軸上的密封圈7與分體容器密封連接；分體容器下組件17下端設有支撐柱22和底板23，并通過支撐柱與下面的水平底板23連接，防止容器傾倒；底板23下面與可升降底座24活動連接，通過調節(jié)可升降底座的高度保證分體容器與聚四氟乙烯密封圈7緊密連接。破碎攪拌單元和配套密閉攪拌容器單元的緊密連接能夠防止實驗過程中土壤的外溢和灰塵的產生。所述的防腐蠕動泵13用于調節(jié)液體溶劑溶液的流量，可選用標準型蠕動泵，流量范圍為0.03 500mL/min(本實施例選用BT50b型蠕動泵，常州普瑞流體技術有限公司生產)。所述的調速電機I的功率為180w 3700w (本實施例選用歐邦CH750-3SZ電機，歐邦電機北京總公司生產)。所述的破碎攪拌軸8直徑為4cm，長度為30cm。所述的分體容器高度為25cm，長度為20cm ;下組件17的直徑為14cm，上組件16的寬度為10cm。所述分體容器兩側壁上所設的與破碎攪拌軸及其上的密封圈適配的的開口19的直徑為7cm。實施例2一種利用實施例1所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置進行的，模擬液體重金屬穩(wěn)定藥劑添加量對重金屬污染土壤穩(wěn)定化修復過程的影響，模擬試驗方法如下:(I)稱取重金屬穩(wěn)定藥劑EDTA 二鈉0.4g，溶解于蒸餾水中形成40ml溶液，放入溶液存儲池14中；(2)稱取200g過20目篩的重金屬污染土壤，放置于分體容器下組件17中，并將之置于可升降底座24上；調整可升降底座24的高度直至分體容器下組件上的開口 19與破碎攪拌軸上的密封圈7緊密連接；將分體容器上組件16放置于分體容器下組件17上，通過法蘭20和螺栓21連接；(3)打開調速電機I的開關，通過電機轉速控制器2調整轉速為120r/min，通過破碎攪拌軸8上的錘式槳葉9實現土壤的破碎；(4)運行2min后，打開破碎攪拌軸接口 11上的閥門，打開防腐蠕動泵13和液體流量計12的電源，并將液體流量調整為20ml/min，將藥劑溶液泵入破碎攪拌軸8，通過破碎攪拌軸8上的噴灑孔10實現藥劑溶液的噴灑；(5)噴灑2min后，通過電機轉速控制器2調整轉速為Or/min，關閉調速電機I的開關，旋開螺栓21，使分體容器上組件16和分體容器下組件17分離，下調可升降底座24的高度直至開口 19與密封圈7脫離；(6)在分體容器下組件17中的不同部位采集三個土壤樣品并形成一個混合樣，放入密封廣口瓶中養(yǎng)護28天，參照中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)提取浸出液，并測定浸出液中重金屬污染物的濃度；(7)將步驟(I)中EDTA 二鈉的添加量分別設定為0.8g、1.2g、1.6g、2g、2.4g和
3.2g，溶液體積均為40ml，按照(2)至(6)的步驟依次進行；(8)分析不同EDTA 二鈉添加量時浸出液中重金屬污染物的濃度，研究兩者之間的相關關系。
權利要求1.一種液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，它包括液體藥劑輸送單元、破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元及其配套密閉攪拌容器單元，其中 液體藥劑輸送單元包括溶液存儲池、防腐蠕動泵、液體流量計和液體輸送管道；防腐蠕動泵入口與溶液存儲池連接，出口通過液體輸送管道與破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元連接；防腐蠕動泵出口設有液體流量計； 破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元包括調速電機、電機轉速控制器、聯(lián)軸器、電機軸、傳動機構、軸承、支架、破碎攪拌軸；電機轉速控制器和調速電機相連接；調速電機通過聯(lián)軸器與電機軸連接；電機軸通過傳動機構與破碎攪拌軸連接；所述傳動機構為傳動齒輪或傳動鏈條；破碎攪拌軸通過軸承固定在支架上；多個錘式槳葉沿軸向依次排列并交錯分布在破碎攪拌軸上的中間部位；錘式槳葉呈T形，其尾端固定在破碎攪拌軸上，其外端向與破碎攪拌軸垂直或傾斜成一定角度的方向延伸出去；破碎攪拌軸上位于錘式槳葉的兩側各套有一個密封圈，與配套密閉攪拌容器單元密封連接；破碎攪拌軸為一空心管，其上的中間部位設有多個噴灑孔；破碎攪拌軸一端封閉，另一端與帶有配套閥門的接頭連接，接頭固定在支架上，該接頭另一端與液體藥劑輸送單元連接；破碎攪拌軸和接頭之間設有密封圈； 配套密閉攪拌容器單元包括分體容器和可升降底座；分體容器由活動連接的上下兩個組件組成；在分體容器的左右兩側壁上設有以上下兩組件之間的連接線為中心線、與破碎攪拌軸及其上的密封圈適配的開口 ；破碎攪拌軸的中間部位及其上的錘式槳葉位于分體容器內部，破碎攪拌軸兩端從分體容器兩側壁上的開口穿出，并通過套在破碎攪拌軸上的密封圈與分體容器密封連接；分體容器下組件下端與可升降底座之間固定或活動連接。
2.如權利要求1所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，分體容器下部為橫放的圓柱形；分體容器下組件的形狀為半圓柱體。
3.如權利要求1或2所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述分體容器上下兩個組件之間通過法蘭和螺栓連接。
4.如權利要求3所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述分體容器上下兩個組件之間鋪墊有硅膠墊圈。
5.如權利要求4所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述分體容器下組件下端通過支撐柱與下面的水平底板連接，底板下面與可升降底座連接。
6.如權利要求4所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述破碎攪拌軸為經過防腐處理的碳鋼材質；所述配套密閉攪拌容器單元為經過防腐處理的碳鋼材質。
7.如權利要求5所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述破碎攪拌軸為經過防腐處理的碳鋼材質；所述配套密閉攪拌容器單元為經過防腐處理的碳鋼材質。
8.如權利要求6所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述密封圈的材質為聚四氟乙烯。
9.如權利要求7所述的液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置，其特征在于，所述密封圈的材質為聚四氟乙烯。
專利摘要本實用新型公開了一種液體藥劑異位修復污染土壤的模擬試驗裝置。該裝置包括液體藥劑輸送單元、破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元及其配套密閉攪拌容器單元；液體藥劑輸送單元包括溶液存儲池、防腐蠕動泵、液體流量計和液體輸送管道；破碎攪拌及液體藥劑噴灑單元包括調速電機、電機轉速控制器、電機軸、傳動機構、軸承、支架、帶多個錘式槳葉和噴灑孔的空心的破碎攪拌軸；配套密閉攪拌容器單元包括分體容器和可升降底座。本實用新型可對土壤進一步破碎，在維持較低土壤水分含量的前提下能夠實現液體藥劑與土壤的充分混合，防止較高土壤水分含量、較低氧化還原電位使試驗結果產生偏差；污染土壤修復模擬試驗過程中系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，不產生灰塵。
文檔編號B09C1/00GK203018447SQ201320020880
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權日2013年1月15日
發(fā)明者張長波, 羅啟仕, 王旌, 高潔 申請人:上海市環(huán)境科學研究院