專利名稱：修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡沫分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡 沫分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外針對于修復(fù)重金屬污染土壤的技術(shù)種類繁多，主要分為物理修復(fù)、化 學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)三種。生物修復(fù)法是近20年發(fā)展起來的一種有效用于修復(fù)重金屬污染 土壤的方法，但修復(fù)時(shí)間相對較長。而在工程實(shí)踐中常用物理修復(fù)法，但其投入成本較高。 化學(xué)修復(fù)法則見效快、成本低，但引入的化學(xué)試劑易造成二次污染，所以針對這一缺點(diǎn)提出 一種處理重金屬污染土壤的新方法即泡沫分離法。泡沫分離法在20世紀(jì)興起，主要是基于溶質(zhì)間表面活性的差異，對溶質(zhì)進(jìn)行分 離。它以氣泡為介質(zhì)，通過向溶液中鼓泡形成泡沫層，由于表面活性物質(zhì)聚集在泡沫層內(nèi)， 可以達(dá)到濃縮表面活性物質(zhì)或凈化液相主體的目的。近30年來該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò) 大，尤其是對金屬離子，礦物，蛋白質(zhì)等物質(zhì)的泡沫分離備受人們關(guān)注。泡沫分離法修復(fù)重 金屬污染土壤所采用的表面活性劑可分為三種陽離子型表面活性劑、陰離子型表面活性 劑、非離子表面活性劑，反應(yīng)機(jī)理各有不同。陽離子型表面活性劑去除土壤重金屬的作用機(jī) 制是通過改變土壤表面性質(zhì)，來促進(jìn)金屬陽離子從固相轉(zhuǎn)移到液相中，這種轉(zhuǎn)移是通過離 子交換作用來實(shí)現(xiàn)的。陰離子型表面活性劑去除土壤重金屬的作用機(jī)制是先通過吸附作用 吸附到土壤顆粒表面再與金屬發(fā)生絡(luò)合作用，使金屬溶于土壤溶液中。而非離子表面活性 劑對去除土壤重金屬的作用機(jī)制是通過表面活性劑直接與重金屬發(fā)生絡(luò)合作用，所以其去 除重金屬效率不高。泡沫分離技術(shù)具有能耗低、投資少，操作和維修方便，分離效果好等特 點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于選礦，污水處理，生物工程等領(lǐng)域，但是將泡沫分離裝置應(yīng)用于土 壤中重金屬的去除并未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上不足，提出一種修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡沫分離設(shè)備，其主 要由空氣壓縮機(jī)(1、21)、布?xì)獍?3、19)、表面活性劑混合液儲(chǔ)液灌(4)、清水儲(chǔ)備灌(17)、 一級泡沫分離塔(6)、二級泡沫分離塔(13)、泡沫收集裝置(7)、土壤回收裝置(8)、土壤進(jìn) 料口(10)、電動(dòng)執(zhí)行裝置(11)、表面活性劑剩余液收集裝置(12)和環(huán)形均勻布水裝置(14、 25)構(gòu)成；其特征是整個(gè)泡沫分離設(shè)備設(shè)有兩級泡沫分離塔，先將待處理土壤置于一級泡 沫分離塔(6)內(nèi)，表面活性劑混合液通過環(huán)形布水裝置(14)均勻噴灑將土壤浸沒，同時(shí)通 過布?xì)獍?3)曝氣，通過氣提作用使土壤中重金屬與表面活性劑充分接觸絡(luò)合，并將絡(luò)合 物附著在氣泡上與土壤分離；待一級反應(yīng)結(jié)束后，將布?xì)獍?3)翻轉(zhuǎn)打開，土壤顆粒落入二 級泡沫分離塔(13)內(nèi)進(jìn)一步分離處理并清洗；由泡沫分離塔中流出的泡沫通過泡沫收集 裝置(7)收集，處理后的土壤通過土壤回收裝置(8)收集，而剩余的表面活性劑混合液通過 表面活性劑剩余液收集裝置(12)收集。
一級泡沫分離塔特征是表面活性劑混合液從投配口(B)經(jīng)環(huán)形布水裝置(14)均 勻噴灑，同時(shí)通過布?xì)獍?3)曝氣，將附著重金屬絡(luò)合物的泡沫從泡沫液出口(C)進(jìn)入泡沫 收集裝置(7)，當(dāng)清洗完成后通過控制電動(dòng)執(zhí)行裝置(11)使布?xì)獍?3)翻轉(zhuǎn)，土壤落入二級 泡沫分離塔(13)進(jìn)一步處理。二級泡沫分離塔特征是通過投配口(A)經(jīng)環(huán)形布水裝置(25)將清水均勻噴灑至 塔內(nèi)，使土壤浸沒，同時(shí)通過布?xì)獍?19)曝氣，將一級處理后殘余在土壤中的表面活性劑 清洗分離，清洗液從出口(D)進(jìn)入泡沫收集裝置(7)，當(dāng)清洗完成后通過控制電動(dòng)執(zhí)行裝置 (23)使布?xì)獍?19)翻轉(zhuǎn)，將清洗后的土壤落入土壤回收裝置(8)。—、二級泡沫分離塔內(nèi)的布?xì)獍鍨閳A形，其中間設(shè)有轉(zhuǎn)軸，可通過電動(dòng)執(zhí)行裝置對 布?xì)獍暹M(jìn)行翻轉(zhuǎn)控制。該設(shè)備可根據(jù)土壤的不同污染情況進(jìn)行表面活性劑的選擇，表面活性劑混合液可 以是十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉的一種或組合。本發(fā)明有益效果(1)減小表面活性劑的二次污染；(2) 土壤顆粒與加入的表面活性劑分離效果好，可根據(jù)重金屬污染土壤情況不同， 即單金屬或是復(fù)合金屬污染，選擇一種或兩種表面活性劑進(jìn)行重金屬去除，以提高重金屬 的去除率；(3)該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。


圖1為一種修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡沫分離設(shè)備的示意中編號說明1、21空氣壓縮機(jī)；2、22轉(zhuǎn)子流量計(jì)；3、19布?xì)獍澹?表面活性劑儲(chǔ)液灌；5、18計(jì)量 泵；6—級泡沫分離塔；7泡沫收集裝置；8 土壤回收裝置；9、26止回閥；10 土壤進(jìn)料口 ；11、 23電動(dòng)執(zhí)行裝置；12表面活性劑剩余液收集裝置；13 二級泡沫分離塔；14、25環(huán)形布水裝 置；15、16、20、24閥門；17清水儲(chǔ)備罐；A清水投配口 ；B表面活性混合液投配口 ；C、D泡沫 液出口 ；E剩余表面活性劑出料口。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1具體說明本發(fā)明實(shí)施方式如下待清洗土壤由土壤進(jìn)料口(10)進(jìn)入一級泡沫分離塔(6)中。打開閥門(15)，表面 活性劑混合液通過計(jì)量泵(5)提升到投配口 B，經(jīng)由環(huán)形布水裝置(14)均勻噴灑在土壤上 并浸沒。同時(shí)由空氣壓縮機(jī)(1)通入空氣，經(jīng)由轉(zhuǎn)子流量計(jì)(2)、逆止閥(9)，最后通過布?xì)?板(3)均勻布?xì)夂?，使得表面活性劑與重金屬充分接觸絡(luò)合，將附著重金屬絡(luò)合物的泡沫 從泡沫液出口 C進(jìn)入泡沫收集裝置(7)中收集。待一級分離反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉閥門(15)以 及空氣壓縮機(jī)，并通過控制電動(dòng)執(zhí)行裝置(11)使上層布?xì)獍?3)翻轉(zhuǎn)，使得土壤落入二級 泡沫分離塔(13)進(jìn)一步分離處理。二級泡沫分離塔主要去除在一級分離反應(yīng)過程中殘留于土壤中的表面活性劑。打 開閥門16清水通過計(jì)量泵(18)提升到投配口 A，經(jīng)由環(huán)形布水裝置(25)均勻噴灑在土壤上并浸沒。同時(shí)由空氣壓縮機(jī)(21)通入空氣，經(jīng)由轉(zhuǎn)子流量計(jì)(22)、逆止閥(26)，最后通 過布?xì)獍?19)均勻布?xì)夂?，進(jìn)行二級分離反應(yīng)。打開閥門(24)，反應(yīng)過程產(chǎn)生的泡沫在泡 沫收集裝置(7)中收集。待二級分離反應(yīng)結(jié)束后，打開閥門(20)，表面活性劑殘留液在其收 集裝置(12)中收集。通過控制電動(dòng)執(zhí)行裝置(23)使上層布?xì)獍?19)翻轉(zhuǎn)，使得經(jīng)過二級 分離反應(yīng)后的土壤在土壤回收裝置(8)中收集。
權(quán)利要求
一種修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡沫分離設(shè)備，主要由空氣壓縮機(jī)(1、21)、布?xì)獍?3、19)、表面活性劑混合液儲(chǔ)液灌(4)、清水儲(chǔ)備灌(17)、一級泡沫分離塔(6)、二級泡沫分離塔(13)、泡沫收集裝置(7)、土壤回收裝置(8)、土壤進(jìn)料口(10)、電動(dòng)執(zhí)行裝置(11)、表面活性劑剩余液收集裝置(12)和環(huán)形均勻布水裝置(14、25)構(gòu)成；其特征是整個(gè)泡沫分離設(shè)備設(shè)有兩級泡沫分離塔，先將待處理土壤置于一級泡沫分離塔(6)內(nèi)，表面活性劑混合液通過環(huán)形布水裝置(14)均勻噴灑將土壤浸沒，同時(shí)通過布?xì)獍?3)曝氣，通過氣提作用使土壤中重金屬與表面活性劑充分接觸絡(luò)合，并將絡(luò)合物附著在氣泡上與土壤分離；待一級反應(yīng)結(jié)束后，將布?xì)獍?3)翻轉(zhuǎn)打開，土壤顆粒落入二級泡沫分離塔(13)內(nèi)進(jìn)一步分離處理并清洗；由泡沫分離塔中流出的泡沫通過泡沫收集裝置(7)收集，處理后的土壤通過土壤回收裝置(8)收集，而剩余的表面活性劑混合液通過表面活性劑剩余液收集裝置(12)收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一級泡沫分離塔，其特征是表面活性劑混合液從投配口(B) 經(jīng)環(huán)形布水裝置(14)均勻噴灑，同時(shí)通過布?xì)獍?3)曝氣，將附著重金屬絡(luò)合物的泡沫從 泡沫液出口(C)進(jìn)入泡沫收集裝置(7)，當(dāng)清洗完成后通過控制電動(dòng)執(zhí)行裝置(11)使布?xì)?板(3)翻轉(zhuǎn)，土壤落入二級泡沫分離塔(13)進(jìn)一步處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級泡沫分離塔，其特征是通過投配口(A)經(jīng)環(huán)形布水裝 置(25)將清水均勻噴灑至塔內(nèi)，使土壤浸沒，同時(shí)通過布?xì)獍?19)曝氣，將一級處理后殘 余在土壤中的表面活性劑清洗分離，清洗液從出口(D)進(jìn)入泡沫收集裝置(7)，當(dāng)清洗完成后通過控制電動(dòng)執(zhí)行裝置(23)使布?xì)獍?19)翻轉(zhuǎn)，將清洗后的土壤落入土壤回收裝置 ⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的布?xì)獍澹涮卣魇遣細(xì)獍鍨閳A形，其中間設(shè)有轉(zhuǎn)軸，可通 過電動(dòng)執(zhí)行裝置對布?xì)獍暹M(jìn)行翻轉(zhuǎn)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡沫分離設(shè)備，其特征是 可根據(jù)土壤的不同污染情況進(jìn)行表面活性劑的選擇，表面活性劑混合液可以是十二烷基苯 磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉的一種或組合。
全文摘要
為修復(fù)受重金屬污染的土壤，本發(fā)明提供一種修復(fù)重金屬污染土壤的新型泡沫分離設(shè)備。整個(gè)泡沫分離設(shè)備設(shè)有兩級泡沫分離塔，先將待處理土壤置于一級泡沫分離塔內(nèi)，表面活性劑混合液通過環(huán)形布水裝置均勻噴灑將土壤浸沒，同時(shí)通過布?xì)獍迤貧?，通過氣提作用使土壤中重金屬與表面活性劑充分接觸絡(luò)合，并將絡(luò)合物附著在氣泡上與土壤分離；待一級反應(yīng)結(jié)束后，將布?xì)獍宕蜷_，土壤顆粒進(jìn)入二級泡沫分離塔內(nèi)進(jìn)一步分離處理并清洗。本發(fā)明二次污染小，重金屬的去除率高。
文檔編號B09C1/04GK101879520SQ201010104870
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者姜廷亮, 孫慧超, 王鶴立, 申亮 申請人:王鶴立