本發(fā)明涉及土壤修復(fù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一體化原位汞污染修復(fù)裝置及其修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

我國土地的汞污染問題一直不容樂觀，據(jù)統(tǒng)計我國受汞污染的土地面積達(dá)到3.2x10⁴公頃，每年產(chǎn)生污染環(huán)境的汞含量高大1.9x10⁸kg，根據(jù)國內(nèi)文獻(xiàn)顯示，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)業(yè)環(huán)境不斷的惡化，農(nóng)產(chǎn)品受環(huán)境污染現(xiàn)象嚴(yán)重，人類活動造成水體汞污染，主要來自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水以及廢舊醫(yī)療器械。據(jù)估計，1970～1979年全世界由于人類活動直接向水體排放汞的總量約1.6萬噸；排向大氣的總汞量達(dá)10萬噸左右；排入土壤總汞約為10萬噸，而排向大氣和土壤的也將隨著水循環(huán)回歸入水體。

由于天然本底情況下汞在大氣、土壤和水體中均有分布，所以汞的遷移轉(zhuǎn)化也在陸、水、空之間發(fā)生。大氣中氣態(tài)和顆粒態(tài)的汞隨風(fēng)飄散，一部分通過濕沉降或干沉降落到地面或水體中。土壤中的汞可揮發(fā)進(jìn)入大氣，也可被降水沖淋進(jìn)入地面水和滲透入地下水中。地面水中的汞一部分由于揮發(fā)而進(jìn)入大氣，大部分則沉淀進(jìn)入底泥。底泥中的汞，不論呈何種形態(tài)，都會直接或間接地在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為甲基汞或二甲基汞。二甲基汞在酸性條件可以分解為甲基汞。甲基汞可溶于水，因此又從底泥回到水中。水生生物攝入的甲基汞，可以在體內(nèi)積累，并通過食物鏈不斷富集。受汞污染水體中的魚，體內(nèi)甲基汞濃度可比水中高上萬倍，危及魚類并通過食物鏈危害人體。

我國汞污染的治理一直是一個嚴(yán)峻的問題，但由于現(xiàn)有的技術(shù)手段有限，無法實現(xiàn)原位修復(fù)汞污染的土壤，而只能采用大型生產(chǎn)線異地進(jìn)行土壤處理，因此治理效果較差，如果能夠發(fā)明一種新型汞污染修復(fù)方法就能夠解決此類問題，為此我們提供了一體化原位汞污染修復(fù)裝置及其修復(fù)方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一體化原位汞污染修復(fù)裝置及其修復(fù)方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一體化原位汞污染修復(fù)裝置，包括機(jī)架和箱體，所述機(jī)架的下端安裝有滾輪，且機(jī)架的前后兩端均設(shè)置有連接柱，所述箱體的上端螺接安裝有端蓋，且端蓋上設(shè)置有拉環(huán)，所述箱體的下端設(shè)置有隔離板，且隔離板內(nèi)設(shè)置有安裝板，所述安裝板上均布安裝有插入管，且安裝板上均布設(shè)置有與插入管交錯的透氣孔，所述插入管包括管體，且管體內(nèi)設(shè)置有加熱電阻絲，所述管體的內(nèi)部分別設(shè)置有水通道和氣通道，且管體的下端通過連接柱連接錐型頂部凸起，所述箱體內(nèi)部的底端設(shè)置有安裝室，且安裝室的上方設(shè)置有水過濾室和氣體過濾室，所述水過濾室的內(nèi)部由上至下依次設(shè)置有多孔樹脂吸附板和半透膜，且氣體過濾室內(nèi)設(shè)置有活性炭過濾板，所述安裝室內(nèi)設(shè)置有與透氣孔相通的吸風(fēng)機(jī)，且安裝室內(nèi)設(shè)置有與水通道連接的抽水泵，所述抽水泵的出口端連接水過濾室的上端，且安裝室內(nèi)設(shè)置有與水過濾室的下端連接的儲水箱，所述安裝室內(nèi)設(shè)置有與吸風(fēng)機(jī)的出口端連接的冷凝分離器和冷凝儲液箱，且冷凝分離器的出口端分別連接冷凝儲液箱和氣體過濾室，所述冷凝儲液箱的出口端連接抽水泵的進(jìn)口端，且端蓋的上端設(shè)置有與氣體過濾室相同的出風(fēng)口，所述箱體的前后兩端均設(shè)置有與連接柱相連的升降裝置，且箱體的左端設(shè)置有與氣通道連接的充氣裝置，所述箱體的右端設(shè)置有PLC控制裝置，且PLC控制裝置分別電性連接加熱電阻絲、抽水泵、吸風(fēng)機(jī)、升降裝置、冷凝分離器和充氣裝置。

優(yōu)選的，所述升降裝置為單桿雙作用液壓缸，所述充氣裝置為充氣泵。

優(yōu)選的，所述機(jī)架的四角處均設(shè)置有螺孔，且機(jī)架通過螺孔安裝有配重塊。

一體化原位汞污染修復(fù)的方法，包括以下步驟：

S1：準(zhǔn)備：首先配制氯鹽水，按照氯鹽水水解后氯離子的摩爾濃度略高于土壤中汞離子的摩爾濃度進(jìn)行混合，并利用氯鹽水對待處理土壤進(jìn)行灌溉，灌溉后靜置小時至小時，土質(zhì)濕潤松軟后，利用拖拉機(jī)等運(yùn)輸器械將該裝置運(yùn)送至待處理土壤處，固定并利用螺孔添加適量配重塊；

S2：提水：通過升降裝置將箱體下放，使得插入管插入土壤深處，并利用隔離板將區(qū)域隔離開，通過抽水泵和水通道的配合將土壤中的水抽至水過濾室，通過水過濾室內(nèi)的多孔樹脂吸附板和半透膜將水中的汞過濾，過濾后的水送入儲水箱；

S3：提氣：通過插入管內(nèi)的加熱電阻絲對土壤進(jìn)行加熱，使與氯鹽水反應(yīng)后的殘留汞元素進(jìn)入土壤氣中，當(dāng)土壤內(nèi)的土壤氣不夠時，還能夠根據(jù)需求利用充氣裝置和氣通道向土壤內(nèi)補(bǔ)充氣體，隨后利用吸風(fēng)機(jī)將土壤氣抽出并送入冷凝分離器中進(jìn)行分離，分離后的氣體送入氣體過濾室，利用活性炭過濾板進(jìn)行過濾后排入空氣中，分離后的液體部分由抽水泵送入水過濾室進(jìn)行過濾；

S4：回收：打開封蓋，更換多孔樹脂吸附板和活性炭過濾板，并對多孔樹脂吸附板內(nèi)的汞進(jìn)行集中回收處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的本裝置使用時不需要搬動土壤，能夠原位修復(fù)汞離子污染的土壤，從而節(jié)省了不必要的步驟，實現(xiàn)了裝置的小型化，水、氣中的汞同時得到處理，多孔樹脂吸附板以及活性炭過濾板也能夠便捷的進(jìn)行更換，并且能夠重新提取并回收利用其中的汞元素，避免了其再次流入水和土壤中，最大限度的保護(hù)了土壤，因此具有很高的實用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖3為本發(fā)明箱體結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖4為本發(fā)明導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖中：1機(jī)架、2插入管、201加熱電阻絲、202管體、203水通道、204氣通道、205連接柱、206錐型頂部凸起、3抽水泵、4安裝板、5隔離板、6吸風(fēng)機(jī)、7安裝室、8升降裝置、9氣體過濾室、10活性炭過濾板、11封蓋、12水過濾室、13拉環(huán)、14多孔樹脂吸附板、15連接柱、16滾輪、17冷凝分離器、18冷凝儲液箱、19半透膜、20箱體、21儲水箱、22充氣裝置、23PLC控制裝置、24透氣孔、25螺孔。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-4，本發(fā)明提供一體化原位汞污染修復(fù)裝置及其修復(fù)方法技術(shù)方案：

一體化原位汞污染修復(fù)裝置，包括機(jī)架1和箱體20，機(jī)架1的下端安裝有滾輪16，且機(jī)架1的前后兩端均設(shè)置有連接柱15，箱體1的上端螺接安裝有端蓋11，且端蓋11上設(shè)置有拉環(huán)13，箱體1的下端設(shè)置有隔離板5，且隔離板5內(nèi)設(shè)置有安裝板4，安裝板4上均布安裝有插入管2，且安裝板4上均布設(shè)置有與插入管2交錯的透氣孔24，插入管2包括管體202，且管體202內(nèi)設(shè)置有加熱電阻絲201，管體202的內(nèi)部分別設(shè)置有水通道203和氣通道204，且管體202的下端通過連接柱205連接錐型頂部凸起206，箱體1內(nèi)部的底端設(shè)置有安裝室7，且安裝室7的上方設(shè)置有水過濾室12和氣體過濾室9，水過濾室12的內(nèi)部由上至下依次設(shè)置有多孔樹脂吸附板14和半透膜19，且氣體過濾室9內(nèi)設(shè)置有活性炭過濾板10，安裝室7內(nèi)設(shè)置有與透氣孔24相通的吸風(fēng)機(jī)6，且安裝室7內(nèi)設(shè)置有與水通道203連接的抽水泵3，抽水泵3的出口端連接水過濾室12的上端，且安裝室7內(nèi)設(shè)置有與水過濾室12的下端連接的儲水箱21，安裝室7內(nèi)設(shè)置有與吸風(fēng)機(jī)6的出口端連接的冷凝分離器17和冷凝儲液箱18，且冷凝分離器17的出口端分別連接冷凝儲液箱18和氣體過濾室9，冷凝儲液箱18的出口端連接抽水泵3的進(jìn)口端，且端蓋11的上端設(shè)置有與氣體過濾室9相同的出風(fēng)口，箱體20的前后兩端均設(shè)置有與連接柱15相連的升降裝置8，且箱體1的左端設(shè)置有與氣通道204連接的充氣裝置22，箱體1的右端設(shè)置有PLC控制裝置23，且PLC控制裝置23分別電性連接加熱電阻絲201、抽水泵3、吸風(fēng)機(jī)6、升降裝置8、冷凝分離器17和充氣裝置22，升降裝置8為單桿雙作用液壓缸，充氣裝置22為充氣泵，機(jī)架1的四角處均設(shè)置有螺孔25，且機(jī)架1通過螺孔25安裝有配重塊。

一體化原位汞污染修復(fù)的方法，包括以下步驟：

S1：準(zhǔn)備：首先配制氯鹽水，按照氯鹽水水解后氯離子的摩爾濃度略高于土壤中汞離子的摩爾濃度進(jìn)行混合，并利用氯鹽水對待處理土壤進(jìn)行灌溉，灌溉后靜置24小時至72小時，土質(zhì)濕潤松軟后，利用拖拉機(jī)等運(yùn)輸器械將該裝置運(yùn)送至待處理土壤處，固定并利用螺孔25添加適量配重塊；

S2：提水：通過升降裝置8將箱體20下放，使得插入管2插入土壤深處，并利用隔離板5將區(qū)域隔離開，通過抽水泵3和水通道203的配合將土壤中的水抽至水過濾室12，通過水過濾室12內(nèi)的多孔樹脂吸附板14和半透膜19將水中的汞過濾，過濾后的水送入儲水箱21；

S3：提氣：通過插入管2內(nèi)的加熱電阻絲201對土壤進(jìn)行加熱，使與氯鹽水反應(yīng)后的殘留汞元素進(jìn)入土壤氣中，當(dāng)土壤內(nèi)的土壤氣不夠時，還能夠根據(jù)需求利用充氣裝置22和氣通道204向土壤內(nèi)補(bǔ)充氣體，隨后利用吸風(fēng)機(jī)6將土壤氣抽出并送入冷凝分離器17中進(jìn)行分離，分離后的氣體送入氣體過濾室9，利用活性炭過濾板10進(jìn)行過濾后排入空氣中，分離后的液體部分由抽水泵3送入水過濾室12進(jìn)行過濾；

S4：回收：打開封蓋11，更換多孔樹脂吸附板14和活性炭過濾板10，并對多孔樹脂吸附板14內(nèi)的汞進(jìn)行集中回收處理。

本發(fā)明提供的裝置可以采用西門子S7-200型PLC作為PLC控制裝置23，并且本裝置使用時不需要搬動土壤，能夠原位修復(fù)汞離子污染的土壤，從而節(jié)省了不必要的步驟，實現(xiàn)了裝置的小型化，多孔樹脂吸附板14也能夠便捷的進(jìn)行更換，并且能夠重新提取并回收利用其中的汞元素，避免了其再次流入水和土壤中，最大限度的保護(hù)了土壤，因此具有很高的實用價值。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。