本發(fā)明屬于地下水修復(fù)，具體的說(shuō)是一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、氯代烴污染物是土壤和地下水中的持久性污染物，來(lái)自于化工、制藥、紡織、等領(lǐng)域的不當(dāng)處理與排放，常以非水相液體形式在地下積累，尤其在沙質(zhì)含水層中造成持續(xù)污染，修復(fù)難度大，是土壤和地下水的長(zhǎng)期污染源，其對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，惡化水質(zhì)，嚴(yán)重危害人類健康。

2、地下原位化學(xué)還原技術(shù)是處理有機(jī)污染物的常用手段，無(wú)需大規(guī)模開(kāi)挖，因此成本較低且環(huán)境干擾小。其中，原位還原反應(yīng)帶修復(fù)技術(shù)可避免氧化性修復(fù)劑干擾地下ph環(huán)境以及對(duì)污染物具有非選擇性等問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中,中國(guó)專利文獻(xiàn)cn107352657b,公開(kāi)了一種零價(jià)鐵生物碳源復(fù)合藥劑，用于原位修復(fù)低濃度氯代烴污染地下水。又如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn114477474a中，通過(guò)將可回用油與乳化劑乳化，再加入鐵粉、生物炭和穩(wěn)定劑，混合均勻后加入工業(yè)糖漿和秸稈粉，攪拌制得修復(fù)藥劑漿液，解決了零價(jià)鐵團(tuán)聚問(wèn)題并提高修復(fù)效率，但是上述方法均以生物炭輔助還原性鐵制備材料，然而原位注入鐵基材料仍具有遷移距離有限、產(chǎn)生副產(chǎn)物(氫氣、鐵離子)導(dǎo)致二次污染等問(wèn)題。

3、在制備修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭的過(guò)程中需要使用管式爐進(jìn)行煅燒，使用時(shí)先將制備生物炭使用的原料粉末置于反應(yīng)管中，再通過(guò)管式爐對(duì)反應(yīng)管進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)煅燒，使得混合粉末熱解碳化，但是現(xiàn)有的反應(yīng)管通常只是單獨(dú)的直筒狀石英管，原料粉末置于管內(nèi)時(shí)，溫度從外部逐漸向著原料內(nèi)部傳遞，傳遞過(guò)程較慢，導(dǎo)致原料粉末受熱不均勻，進(jìn)而影響了反應(yīng)效率。為此，本發(fā)明提供一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法及裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決背景技術(shù)中所提出的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，包括反應(yīng)管組件，所述反應(yīng)管組件包括反應(yīng)管本體，所述反應(yīng)管本體用于盛裝艾草和富氮生物質(zhì)的混合粉末，所述反應(yīng)管本體的兩端通過(guò)封閉法蘭組件封堵；

3、管式爐本體，用于對(duì)反應(yīng)管組件加熱，對(duì)其內(nèi)部混合粉末進(jìn)行缺氧煅燒；

4、所述封閉法蘭組件包括安裝套，所述安裝套螺紋連接在反應(yīng)管本體端部外側(cè)，所述安裝套的側(cè)邊通過(guò)螺栓副固定安裝有封閉板，所述封閉板的內(nèi)側(cè)通過(guò)連接柱固定連接有擋板，所述擋板側(cè)壁與反應(yīng)管本體內(nèi)壁貼合，所述擋板上開(kāi)設(shè)有通孔，位于所述反應(yīng)管本體前端封閉板上固定安裝有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的一端延伸至反應(yīng)管本體內(nèi)部且端部上固定安裝有進(jìn)氣閥，所述進(jìn)氣閥固定安裝在相鄰的通孔中，位于所述反應(yīng)管本體后端的封閉板上固定安裝有排氣閥；

5、攪動(dòng)組件，所述攪動(dòng)組件設(shè)置在反應(yīng)管本體中間，用于攪動(dòng)內(nèi)部混合粉末；所述攪動(dòng)組件包括安裝在反應(yīng)管本體中間的轉(zhuǎn)動(dòng)管，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管的端部貫穿反應(yīng)管本體前端的擋板以及封閉板，且所述轉(zhuǎn)動(dòng)管的端部與外置電機(jī)的輸出端相連，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管的側(cè)壁上固定連接有攪動(dòng)板，所述攪動(dòng)板側(cè)邊安裝有活動(dòng)板，所述活動(dòng)板與反應(yīng)管本體內(nèi)壁貼合。

6、優(yōu)選的，所述攪動(dòng)板和活動(dòng)板均設(shè)置有多組，且均勻的分布在轉(zhuǎn)動(dòng)管的側(cè)邊。

7、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管遠(yuǎn)離電機(jī)的一端與另一側(cè)的擋板抵接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管側(cè)壁上與攪動(dòng)板對(duì)應(yīng)位置開(kāi)設(shè)有通槽，所述攪動(dòng)板內(nèi)部設(shè)置有滑腔，所述滑腔與通槽連接，所述攪動(dòng)板遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)管的一側(cè)邊為敞開(kāi)狀，所述攪動(dòng)板中間滑動(dòng)安裝有連接板，所述活動(dòng)板固定連接在連接板側(cè)壁上，所述活動(dòng)板端部延伸至攪動(dòng)板的外側(cè)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管中間活動(dòng)安裝有活動(dòng)桿，所述活動(dòng)桿兩端分別固定連接有固定套，所述固定套活動(dòng)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)管內(nèi)側(cè)，所述固定套的側(cè)壁上固定連接有弧形板，所述弧形板貫穿通槽延伸至攪動(dòng)板內(nèi)側(cè)，所述連接板上遠(yuǎn)離活動(dòng)板的一側(cè)固定連接有頂桿，所述頂桿與弧形板位置相對(duì)應(yīng)；所述連接板的兩端設(shè)置有彈簧一，所述彈簧一兩端分別與連接板以及轉(zhuǎn)動(dòng)管固定相連；所述活動(dòng)桿靠近電機(jī)的一端套設(shè)有使得活動(dòng)桿復(fù)位的彈簧二。

8、優(yōu)選的，所述頂桿靠近弧形板的端部中間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾輪。

9、優(yōu)選的，位于所述反應(yīng)管本體后端的擋板內(nèi)側(cè)安裝有過(guò)濾網(wǎng)，所述過(guò)濾網(wǎng)覆蓋對(duì)應(yīng)通孔，所述過(guò)濾網(wǎng)的側(cè)邊固定安裝有壓板。

10、優(yōu)選的，所述安裝套和封閉板中間安裝有密封墊。

11、優(yōu)選的，所述電機(jī)的側(cè)邊固定連接有安裝板，所述安裝板通過(guò)固定螺栓固定安裝在反應(yīng)管本體前端的封閉板外側(cè)，所述電機(jī)的輸出軸上固定連接有連接套，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管的端部上固定連接有連接頭，所述連接頭與連接套中間矩形插孔適配。

12、優(yōu)選的，所述進(jìn)氣管的端部上固定連接有三通管。

13、一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法，該方法適用于權(quán)利要求8所述的修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，包括以下步驟:

14、s1、將艾草與其他富氮生物質(zhì)混合后，依次經(jīng)機(jī)械磨碎、烘干，得到生物質(zhì)粉末,然后混合均勻備用；

15、s2、將步驟s1得到的所述生物質(zhì)材料混合粉末置于反應(yīng)管本體中，通過(guò)進(jìn)氣管和進(jìn)氣閥持續(xù)向管體內(nèi)部注入氮?dú)?，通過(guò)管式爐本體以預(yù)定的升溫速率提升溫度對(duì)反應(yīng)管本體進(jìn)行高溫?zé)峤忪褵?隨后自然降至室溫,得到共熱解生物炭；

16、s3、在步驟s2煅燒過(guò)程中，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)管旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)攪動(dòng)板和活動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)反應(yīng)管本體內(nèi)部混合粉末進(jìn)行攪動(dòng)，使其受熱均勻；

17、s4、將步驟s2得到的所述共熱解生物炭與稀酸溶液混合，在預(yù)定溫度下混合；

18、s5、將步驟s3得到的所述共熱解生物炭重復(fù)步驟s2中的熱解方式，進(jìn)行二次煅燒；

19、s6、將步驟s4得到的所述共熱解生物炭與生物碳源混合，得到修復(fù)氯代烴地下水的天然氮基共熱解生物炭修復(fù)劑。

20、本發(fā)明的有益效果如下：

21、1.本發(fā)明所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法及裝置，通過(guò)設(shè)置攪動(dòng)組件，用于攪動(dòng)內(nèi)部混合粉末，能夠使得反應(yīng)管本體內(nèi)部的混合粉末均勻受熱，進(jìn)而提升熱解效率。

22、2.本發(fā)明所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法及裝置，提供的生物質(zhì)原料中，可以優(yōu)選采用富氮的工業(yè)或農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行復(fù)配,如采用龍蝦殼、活性污泥等,實(shí)現(xiàn)以廢治廢的目的,且各物料的配比保證了修復(fù)藥劑的使用功能,由于用于制得修復(fù)藥劑的各原料經(jīng)濟(jì)易得,大大降低了修復(fù)成本,有利于氯代烴類污染地下水的工程應(yīng)用。

23、3.本發(fā)明所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法及裝置，使用的共熱解生物炭修復(fù)劑，具備綠色環(huán)保特性，不會(huì)引發(fā)二次污染問(wèn)題；不額外添加鐵基還原劑，也可與其他源頭處理技術(shù)協(xié)同使用，旨在迅速控制氯代烴污染物從源頭區(qū)域向下游的擴(kuò)散，確保環(huán)境安全。

技術(shù)特征：

1.一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：包括反應(yīng)管組件(2)，所述反應(yīng)管組件(2)包括反應(yīng)管本體(21)，所述反應(yīng)管本體(21)用于盛裝艾草和富氮生物質(zhì)的混合粉末，所述反應(yīng)管本體(21)的兩端通過(guò)封閉法蘭組件(22)封堵；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：所述攪動(dòng)板(38)和活動(dòng)板(310)均設(shè)置有多組，且均勻的分布在轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)的側(cè)邊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)遠(yuǎn)離電機(jī)(31)的一端與另一側(cè)的擋板(225)抵接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)側(cè)壁上與攪動(dòng)板(38)對(duì)應(yīng)位置開(kāi)設(shè)有通槽(35)，所述攪動(dòng)板(38)內(nèi)部設(shè)置有滑腔，所述滑腔與通槽(35)連接，所述攪動(dòng)板(38)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)的一側(cè)邊為敞開(kāi)狀，所述攪動(dòng)板(38)中間滑動(dòng)安裝有連接板(39)，所述活動(dòng)板(310)固定連接在連接板(39)側(cè)壁上，所述活動(dòng)板(310)端部延伸至攪動(dòng)板(38)的外側(cè)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)中間活動(dòng)安裝有活動(dòng)桿(311)，所述活動(dòng)桿(311)兩端分別固定連接有固定套(36)，所述固定套(36)活動(dòng)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)內(nèi)側(cè)，所述固定套(36)的側(cè)壁上固定連接有弧形板(37)，所述弧形板(37)貫穿通槽(35)延伸至攪動(dòng)板(38)內(nèi)側(cè)，所述連接板(39)上遠(yuǎn)離活動(dòng)板(310)的一側(cè)固定連接有頂桿(315)，所述頂桿(315)與弧形板(37)位置相對(duì)應(yīng)；所述連接板(39)的兩端設(shè)置有彈簧一(314)，所述彈簧一(314)兩端分別與連接板(39)以及轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)固定相連；所述活動(dòng)桿(311)靠近電機(jī)(31)的一端套設(shè)有使得活動(dòng)桿(311)復(fù)位的彈簧二(317)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：所述頂桿(315)靠近弧形板(37)的端部中間轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾輪(316)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：位于所述反應(yīng)管本體(21)后端的擋板(225)內(nèi)側(cè)安裝有過(guò)濾網(wǎng)(229)，所述過(guò)濾網(wǎng)(229)覆蓋對(duì)應(yīng)通孔(226)，所述過(guò)濾網(wǎng)(229)的側(cè)邊固定安裝有壓板(2210)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：所述安裝套(221)和封閉板(222)中間安裝有密封墊(223)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：所述電機(jī)(31)的側(cè)邊固定連接有安裝板(32)，所述安裝板(32)通過(guò)固定螺栓(33)固定安裝在反應(yīng)管本體(21)前端的封閉板(222)外側(cè)，所述電機(jī)(31)的輸出軸上固定連接有連接套(313)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)管(34)的端部上固定連接有連接頭(312)，所述連接頭(312)與連接套(313)中間矩形插孔適配。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：所述進(jìn)氣管(227)的端部上固定連接有三通管。

9.一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法，該方法適用于權(quán)利要求8所述的修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備裝置，其特征在于：包括以下步驟:

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種修復(fù)含硫地下水中氯代烴的生物炭制備方法及裝置，包括反應(yīng)管組件，所述反應(yīng)管組件包括反應(yīng)管本體，所述反應(yīng)管本體用于盛裝艾草和富氮生物質(zhì)的混合粉末，所述反應(yīng)管本體的兩端通過(guò)封閉法蘭組件封堵；管式爐本體，用于對(duì)反應(yīng)管組件加熱，對(duì)其內(nèi)部混合粉末進(jìn)行缺氧煅燒；攪動(dòng)組件，設(shè)置在反應(yīng)管本體中間，用于攪動(dòng)內(nèi)部混合粉末；本發(fā)明通過(guò)設(shè)置攪動(dòng)組件，用于攪動(dòng)內(nèi)部混合粉末，能夠使得反應(yīng)管本體內(nèi)部的混合粉末均勻受熱，進(jìn)而提升熱解效率；此外采用的原料優(yōu)選廢棄物進(jìn)行復(fù)配,實(shí)現(xiàn)以廢治廢的目的,并且具備綠色環(huán)保特性，不會(huì)引發(fā)二次污染問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊亞冬,朱昊偉,羅赫,朱海濱,盧果,王濤,王康順
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鹽城工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10