專利名稱：重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重金屬污染土壤治理與修復(fù)領(lǐng)域，特別是一種重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置 及其方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展及鄉(xiāng)村的城市化，我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重、土壤 污染面積也在逐年增加，土壤重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的篤絆，因此，對(duì)重金 屬污染土壤的治理與修復(fù)迫在眉睫。重金屬污染土壤修復(fù)主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)三種形式，而重金屬污染土 壤淋洗修復(fù)技術(shù)是為數(shù)不多的有效修復(fù)重金屬污染土壤的技術(shù)之一，它是化學(xué)修復(fù)的一種形 式，或者更確切地說(shuō)，是物理化學(xué)修復(fù)。該修復(fù)技術(shù)在實(shí)際具體工程中的各項(xiàng)工藝參數(shù)指標(biāo) (例如淋洗液種類的選擇、濃度、用量、淋洗條件、預(yù)期淋洗效果及影響淋洗效果的因素等) 的確定都需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的模擬實(shí)驗(yàn)，先確定實(shí)驗(yàn)室條件下的最佳工藝參數(shù)，接著通過(guò)一系 列小試、中試，進(jìn)而在實(shí)際應(yīng)用中確定適宜的淋洗條件。重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)是最為常 用的模擬實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置一般是一段PVC材料的空心圓柱，其長(zhǎng) 度根據(jù)土壤的深度來(lái)確定，首先柱體的下端固定好濾布以防止土壤顆粒隨淋洗液流出土柱， 將重金屬污染土壤模擬其自然狀態(tài)下的土層順序裝入柱中，上端敞口，淋洗液由柱體上端口 注入，流經(jīng)土柱后的淋洗液通過(guò)下端濾布的過(guò)濾后進(jìn)入濾出液收集器，接著對(duì)濾出液加以分 析。這一傳統(tǒng)裝置主要通過(guò)監(jiān)測(cè)濾出液中淋洗下來(lái)的重金屬的濃度來(lái)評(píng)價(jià)淋洗效果，然而， 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置存在如下缺欠 一、對(duì)于土柱不同深度淋洗液的濃度、變化以及淋洗效果方面 缺乏了解；二、 土柱較長(zhǎng)時(shí)，取樣和測(cè)樣工作會(huì)十分困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可以對(duì)土柱不同深度淋洗液的濃度、變化以及淋洗效果進(jìn)行 測(cè)定且取樣、測(cè)樣方便的重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置及其方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案為 一種重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置，它包括 淋洗液儲(chǔ)存器、蠕動(dòng)泵、淋洗柱組、膠管、三通玻璃管、膠管夾和濾出液收集器。安裝在蠕 動(dòng)泵輸入端的軟管的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器的液面下，安裝在蠕動(dòng)泵輸出端的軟管與淋洗柱 組相連。淋洗柱組是由若干個(gè)淋洗柱組成,每個(gè)淋洗柱之間通過(guò)膠管和三通玻璃管首尾相連，三通玻璃管伸出的一端安裝有膠管夾。淋洗柱的柱體為有機(jī)玻璃管，在該有機(jī)玻璃管的上、 下端口分別安裝尼龍濾膜、0型膠墊和套扣，該套扣的中心處有連接管引出，該連接管通過(guò) 膠管與三通玻璃管連接。淋洗柱組的下端通過(guò)膠管與濾出液收集器相連。 本發(fā)明的方法為1 、根據(jù)研究目的和內(nèi)容確定蠕動(dòng)泵的通道數(shù)(即淋洗液的種類)及流速(即淋洗液 的流速)。2 、根據(jù)土柱的長(zhǎng)度確定淋洗柱個(gè)數(shù)。3、先將尼龍濾膜和0型膠墊固定在每個(gè)淋洗柱的下端口，然后按照土層深度的順序 將土樣從上而下依次添入各個(gè)淋洗柱內(nèi)，再將尼龍濾膜和0型膠墊固定在每個(gè)淋洗柱的上端 口，最后用套扣擰緊；各個(gè)淋洗柱之間通過(guò)膠管和三通玻璃管首尾連接，并在三通玻璃管伸 出的一端安裝膠管夾。4 、將蠕動(dòng)泵輸入端的軟管的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器的液面下，把蠕動(dòng)泵輸出端的軟 管與淋洗柱組連接起來(lái)，將淋洗柱組的下端的膠管與濾出液收集器相連接。5 、開(kāi)啟蠕動(dòng)泵進(jìn)行重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)，對(duì)流入、流出各個(gè)淋洗柱的淋洗液水 樣進(jìn)行測(cè)定。6 、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后從各個(gè)淋洗柱取出土樣，測(cè)定土樣的各項(xiàng)處理指標(biāo)。 對(duì)于較長(zhǎng)的土柱，本發(fā)明設(shè)置了淋洗柱組，由土柱的長(zhǎng)度確定淋洗柱個(gè)數(shù)，這樣便于土樣的取樣和測(cè)樣工作并可對(duì)土柱不同深度淋洗液的濃度、變化以及'淋洗效果進(jìn)行測(cè)定，方法 簡(jiǎn)單，操作十分簡(jiǎn)便。同時(shí)，通過(guò)調(diào)整蠕動(dòng)泵的通道數(shù)可同時(shí)進(jìn)行不同重金屬污染的土壤、 不同重金屬類型、淋洗液種類、濃度、pH等多種影響因素下的重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)，


圖1為重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。 圖2為淋洗柱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各部件的標(biāo)號(hào)為l為淋洗液儲(chǔ)存器、2為軟管、3為蠕動(dòng)泵、4為淋洗柱、5為 膠管、6為三通玻璃管、7為膠管夾、8為濾出液收集器、9為有機(jī)玻璃管、IO為套扣、 ll為尼龍濾膜、12為0型膠墊、13為連接管。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖l,本例中所列的一種重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置包括淋洗液儲(chǔ)存器l、蠕動(dòng)泵3、淋洗柱組、膠管5、三通玻璃管6、膠管夾7和濾出液收集器8。安裝在蠕動(dòng)泵3輸入 端的軟管2的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器1的液面下，安裝在蠕動(dòng)泵3輸出端的軟管2與淋洗柱組相連。蠕動(dòng)泵3可以有數(shù)個(gè)通道，每個(gè)通道可連接一組實(shí)驗(yàn)裝置，本實(shí)施例為了明了起見(jiàn)， 圖1為一組重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置。淋洗柱組是由若干個(gè)淋洗柱4組成，每個(gè)淋洗柱 4之間通過(guò)膠管5和三通玻璃管6首尾相連，三通玻璃管6伸出的一端安裝有膠管夾7。見(jiàn) 圖2，淋洗柱4的柱體為有機(jī)玻璃管9，在該有機(jī)玻璃管9的上、下端口分別安裝尼龍濾膜 11、 0型膠墊12和套扣10,該套扣10的中心處有連接管13引出，該連接管13通過(guò)膠管2 與三通玻璃管連接，在最上端淋洗柱4的連接管13通過(guò)軟管2與蠕動(dòng)泵3相連。淋洗柱組 的下端通過(guò)膠管5與濾出液收集器8相連。 本實(shí)施例的方法為-1 、根據(jù)研究目的采用2mmol/L檸檬酸作為淋洗液并將該淋洗液儲(chǔ)存于淋洗液儲(chǔ)存器1 中，確定蠕動(dòng)泵3的通道數(shù)為1，，蠕動(dòng)泵流速(即淋洗液的流速)設(shè)定為10ml/min。2 、以重金屬鎘污染土壤為研究對(duì)象，土柱的總長(zhǎng)度為60cm，采用3個(gè)淋洗柱4，每 個(gè)淋洗柱4的為長(zhǎng)度20cm,內(nèi)徑為2cm。3 、先將尼龍濾膜11和0型膠墊12固定在每個(gè)淋洗柱4的下端口，然后按照土層深 度0-20cra、 20-40cm、 40-60cm的順序?qū)⑼翗訌纳隙乱来翁砣敫鱾€(gè)淋洗柱4內(nèi)，再將尼龍 濾膜11和0型膠墊12固定在每個(gè)淋洗柱4的上端口，最后用套扣10擰緊；各個(gè)淋洗柱4 之間通過(guò)膠管5和三通玻璃管6首尾連接，并在三通玻璃管6伸出的一端安裝膠管夾7。4 、將蠕動(dòng)泵3輸入端的軟管2的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器1的液面下，把蠕動(dòng)泵3輸 出端的軟管2與淋洗柱組連接起來(lái)，將淋洗柱組的下端的膠管5與濾出液收集器8相連接。5 、開(kāi)啟蠕動(dòng)泵3進(jìn)行重金屬鎘污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)，淋洗液以10ml/min的流速按土層 順序依次通過(guò)各個(gè)淋洗柱4,而各個(gè)淋洗柱4均有取樣處，由膠管夾7控制，對(duì)流入、流出 各個(gè)淋洗柱4的淋洗液水樣進(jìn)行測(cè)定。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后從各個(gè)淋洗柱4取出土樣，測(cè)定土樣的各項(xiàng)處理指標(biāo)。
權(quán)利要求
1. 一種重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置及其方法，其實(shí)驗(yàn)裝置包括淋洗液儲(chǔ)存器、蠕動(dòng)泵、淋洗柱組、膠管、三通玻璃管、膠管夾和濾出液收集器，其特征是安裝在蠕動(dòng)泵輸入端的軟管的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器的液面下，安裝在蠕動(dòng)泵輸出端的軟管與淋洗柱組相連；淋洗柱組是由若干個(gè)淋洗柱組成，每個(gè)淋洗柱之間通過(guò)膠管和三通玻璃管首尾相連，三通玻璃管伸出的一端安裝有膠管夾；淋洗柱的柱體為有機(jī)玻璃管，在該有機(jī)玻璃管的上、下端口分別安裝尼龍濾膜、O型膠墊和套扣，該套扣的中心處有連接管引出，該連接管通過(guò)膠管與三通玻璃管連接；淋洗柱組的下端通過(guò)膠管與濾出液收集器相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置及其方法，其特征是所說(shuō)的方法 為(1 )、根據(jù)研究目的和內(nèi)容確定蠕動(dòng)泵的通道數(shù)(即淋洗液的種類)及流速(即淋洗 液的流速)；(2 )、根據(jù)土柱的長(zhǎng)度確定淋洗柱個(gè)數(shù)；(3) 、先將尼龍濾膜和O型膠墊固定在每個(gè)淋洗柱的下端口，然后按照土層深度的順 序?qū)⑼翗訌纳隙乱来翁砣敫鱾€(gè)淋洗柱內(nèi)，再將尼龍濾膜和0型膠墊固定在每個(gè)淋洗柱的上 端口，最后用套扣擰緊；各個(gè)淋洗柱之間通過(guò)膠管和三通玻璃管首尾連接，并在三通玻璃管 伸出的一端安裝膠管夾；(4) 、將蠕動(dòng)泵輸入端的軟管的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器的液面下，把蠕動(dòng)泵輸出端的 軟管與淋洗柱組連接起來(lái)，將淋洗柱組的下端的膠管與濾出液收集器相連接；(5 )、開(kāi)啟蠕動(dòng)泵進(jìn)行重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)，對(duì)流入、流出各個(gè)淋洗柱的淋洗液 水樣進(jìn)行測(cè)定；(6 )、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后從各個(gè)淋洗柱取出土樣，測(cè)定土樣的各項(xiàng)處理指標(biāo)。
全文摘要
一種重金屬污染土壤淋洗實(shí)驗(yàn)裝置及其方法，其實(shí)驗(yàn)裝置包括淋洗液儲(chǔ)存器、蠕動(dòng)泵、淋洗柱組、膠管、三通玻璃管、膠管夾和濾出液收集器。將安裝在蠕動(dòng)泵輸入端的軟管的端頭浸入淋洗液儲(chǔ)存器的液面下，將安裝在蠕動(dòng)泵輸出端的軟管與淋洗柱組相連；淋洗柱組是由若干個(gè)淋洗柱組成，每個(gè)淋洗柱之間通過(guò)膠管和三通玻璃管首尾相連，三通玻璃管伸出的一端安裝有膠管夾；淋洗柱的柱體為有機(jī)玻璃管，在該有機(jī)玻璃管的上、下端口分別安裝尼龍濾膜、O型膠墊和套扣，該套扣的中心處有連接管引出，該連接管通過(guò)膠管與三通玻璃管連接；淋洗柱組的下端通過(guò)膠管與濾出液收集器相連。本發(fā)明具有可對(duì)土柱不同深度淋洗液的濃度、變化以及淋洗效果進(jìn)行測(cè)定且取樣、測(cè)樣方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01L3/00GK101244424SQ20071001044
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者孫麗娜, 孫鐵珩, 雷 晁, 蘇 陳 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大學(xué)