本發(fā)明涉及pops污染土壤處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用納米鈦協(xié)同快速處置pops污染土壤的裝置與方法。

背景技術(shù)：

pops是持久性有機污染物（persistentorganicpollutants）的簡稱，包括多環(huán)芳烴及多氯聯(lián)苯等污染物。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和城市化進程的擴大，大量土壤被pops污染。目前pops處理方法主要有熱解析法及高級氧化法，熱解析法成本高，且容易生成大氣污染。高級氧化法加入了大量的化學(xué)藥劑，容易污染土壤。目前微生物法越來越得到關(guān)注，申請?zhí)枮閏n201210304389.x介紹了一種利用酵母污泥修復(fù)pops土壤的方法。該方法思路是利用污泥作為pops降解菌的營養(yǎng)物質(zhì)，促進pops降解菌生長從而達到修復(fù)目的。該方法雖然生態(tài)，但是處理周期長，因為pops本身難溶于水，不易被生物獲取，同時土壤本身存在的降解菌也稀少，不過不通過外加微生物，很難降解。

為此，申請人進行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的pops污染土壤處理方法存在的問題而提供一種處理周期短、處理成本低、處理效果好的一種利用納米鈦協(xié)同快速處置pops污染土壤的裝置與方法。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種利用納米鈦協(xié)同快速處置pops污染土壤的裝置與方法，包括：

一帶底的反應(yīng)筒體，所述反應(yīng)筒體內(nèi)由下至上依次設(shè)置有導(dǎo)流層、混合層以及納米磁性材料層，所述混合層至少由pops污染土壤、酒精以及沼渣混合而成，在所述反應(yīng)筒體的下部位于所述導(dǎo)流層的下方開設(shè)有一導(dǎo)流口；

一滲濾液收集槽，所述滲濾液收集槽具有一滲濾液進口和一滲濾液出口，所述滲濾液收集槽的滲濾液進口通過一滲濾液導(dǎo)出管與所述反應(yīng)筒體的導(dǎo)流口連接；

一回流泵，所述回流泵的進口通過一連接管與所述滲濾液收集槽的滲濾液出口連接；

一布水器，所述布水器位于所述反應(yīng)筒體的上方，所述布水器的進水口通過一回流管與所述回流泵的出口連接；

一紫外線燈，所述紫外線燈位于所述反應(yīng)筒體的上方并可對所述反應(yīng)筒體內(nèi)的納米磁性材料層進行照射；

一酸性溶液添加機構(gòu)，所述酸性溶液添加機構(gòu)內(nèi)存放有酸性溶液并可將所述酸性溶液根據(jù)需要添加至所述反應(yīng)筒體內(nèi)的納米磁性材料層上；以及

一酒精添加機構(gòu)，所述酒精添加機構(gòu)內(nèi)存放有酒精溶液并可將所述酒精溶液根據(jù)需要添加至所述反應(yīng)筒體內(nèi)的混合層上。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述混合層中的pops污染土壤、酒精以及沼渣之間的混合比例為1：0.1～0.5：0.1～0.5。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述納米磁性材料層的表面上均勻噴灑一定量的納米鈦材料。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述納米鈦材料為二氧化鈦。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述納米鈦材料的噴灑強度為每平米0g～1000g。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述滲濾液導(dǎo)出管上設(shè)置有一截止閥。

本發(fā)明的pops污染土壤處理裝置的工作過程如下：

先在反應(yīng)筒體的底部內(nèi)放置導(dǎo)流層，用于滲濾液導(dǎo)出；隨后將酒精與pops污染土壤以一定比例進行混合，反應(yīng)0.1～20h后，使得土壤中的pops充分溶解至酒精中，隨后添加沼渣，將沼渣、酒精與pops污染土壤的混合物添加至反應(yīng)筒體內(nèi)，形成混合層；在反應(yīng)筒體內(nèi)的混合層上部鋪設(shè)一層納米磁性材料層，并在納米磁性材料層的表面噴灑一定量的納米鈦材料。

運行期間，每隔1h～200h將混合層的滲濾液通過滲濾液導(dǎo)出管輸送至滲濾液收集槽，隨后通過回流泵將滲濾液輸送至布水器中，布水器將滲濾液噴灑至納米磁性材料層的表面上，滲濾液中被溶出且未反應(yīng)的pops及其它有機大分子被納米磁性材料層吸附截留，部分被紫外燈及納米鈦材料協(xié)同產(chǎn)生的光解作用下降解；隨后通過酸性溶液添加機構(gòu)導(dǎo)入酸性溶液，酸性溶液將部分納米磁性材料中的fe溶出，協(xié)同納米鈦光催化產(chǎn)生的羥基自由基產(chǎn)生芬頓效應(yīng)，將有機污染物降解，滲濾液重新回到混合層。酒精添加機構(gòu)每隔1-20天往混合層中添加酒精，不斷對pops進行淋洗，使其進入滲濾液，一方面便于微生物攝取，另一方面便于回流被光解處置。

由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的pops污染土壤處理裝置通過高級氧化技術(shù)及微生物的協(xié)同作用，迅速處置土壤中含有的有機pops，處理周期短，處理成本低，處理效果好。

2、酒精既能起到快速溶出土壤中有機pops的作用，便于沼渣微生物利用且使pops進入滲濾液，便于后續(xù)利用，同時也成為了沼渣的碳源，一舉兩得。

3、納米磁性材料起到了吸附滲濾液中有機大分子的作用，同時可以在酸性條件下，與納米鈦所產(chǎn)生的羥基自由基作用下產(chǎn)生芬頓效應(yīng)，一舉兩得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參見圖1，圖中給出的是一種利用納米鈦協(xié)同快速處置pops污染土壤的裝置與方法，包括反應(yīng)筒體100、滲濾液收集槽200、回流泵300、布水器400、紫外線燈500、酸性溶液添加機構(gòu)600以及酒精添加機構(gòu)700。

反應(yīng)筒體100為一帶底筒體，即其底部封閉，頂部敞開。反應(yīng)筒體100內(nèi)由下至上依次設(shè)置有導(dǎo)流層110、混合層120以及納米磁性材料層130。在反應(yīng)筒體100的下部位于導(dǎo)流層110的下方開設(shè)有一導(dǎo)流口101。

混合層120至少由pops污染土壤、酒精以及沼渣混合而成，混合層120中的pops污染土壤、酒精以及沼渣之間的混合比例為1：0.1～0.5：0.1～0.5。在納米磁性材料層130的表面上均勻噴灑一定量的納米鈦材料，納米鈦材料為二氧化鈦，納米鈦材料的噴灑強度為每平米1g～1000g。

滲濾液收集槽200具有一滲濾液進口210和一滲濾液出口220，滲濾液收集槽200的滲濾液進口210通過一滲濾液導(dǎo)出管810與反應(yīng)筒體100的導(dǎo)流口101連接。在滲濾液導(dǎo)出管810上設(shè)置有一截止閥811。

回流泵300的進口通過一連接管820與滲濾液收集槽200的滲濾液出口220連接。布水器400位于反應(yīng)筒體100的上方，布水器400的進水口410通過一回流管830與回流泵300的出口連接。紫外線燈500位于反應(yīng)筒體100的上方并可對反應(yīng)筒體100內(nèi)的納米磁性材料層130進行照射。酸性溶液添加機構(gòu)600內(nèi)存放有酸性溶液并可將酸性溶液根據(jù)需要添加至反應(yīng)筒體100內(nèi)的納米磁性材料層130上。酒精添加機構(gòu)700內(nèi)存放有酒精溶液并可將酒精溶液根據(jù)需要添加至反應(yīng)筒體100內(nèi)的納米磁性材料層130上。

實施例1

本實施例中的pops污染土壤含量為3123mg/kg。

先在反應(yīng)筒體100的底部內(nèi)放置導(dǎo)流層110，用于滲濾液導(dǎo)出；隨后將酒精與pops污染土壤以0.4:1進行混合，反應(yīng)2.5h后，使得土壤中的pops充分溶解至酒精中，隨后添加沼渣，將沼渣、酒精與pops污染土壤的混合物添加至反應(yīng)筒體內(nèi)，混合比例為0.4:0.3:1，形成混合層120；在反應(yīng)筒體內(nèi)的混合層上部鋪設(shè)一層納米磁性材料層，并在納米磁性材料層的表面噴灑一定量的納米鈦材料，噴灑強度為100g每平米。

運行期間，每隔10-20h將混合層120的滲濾液通過滲濾液導(dǎo)出管810輸送至滲濾液收集槽200，隨后通過回流泵300將滲濾液輸送至布水器400中，布水器400將滲濾液噴灑至反應(yīng)筒體100內(nèi)的納米磁性材料層130的表面上，滲濾液中被溶出且未反應(yīng)的pops及其它有機大分子被納米磁性材料層130吸附截留，部分被紫外燈及納米鈦材料協(xié)同產(chǎn)生的光解作用下降解；隨后通過酸性溶液添加機構(gòu)600導(dǎo)入酸性溶液，酸性溶液將部分納米磁性材料中的fe溶出，協(xié)同光催化的羥基自由基產(chǎn)生芬頓效應(yīng)，將有機污染物降解，滲濾液重新回到混合層。酒精添加機構(gòu)700每隔1天的往混合層中添加酒精，不斷對pops進行淋洗，使其進入滲濾液，一方面便于微生物攝取，另一方面便于回流被光解處置。

經(jīng)過39天處置后，土壤中的pops含量低于1mg/kg。

本實施例pops土壤為多氯聯(lián)苯土壤。

實施例2

本實施例中的pops污染土壤含量為1689mg/kg。

先在反應(yīng)筒體100的底部內(nèi)放置導(dǎo)流層110，用于滲濾液導(dǎo)出；隨后將酒精與pops污染土壤以0.2:1進行混合，反應(yīng)1h后，使得土壤中的pops充分溶解至酒精中，隨后添加沼渣，將沼渣、酒精與pops污染土壤的混合物添加至反應(yīng)筒體內(nèi)，混合比例為0.5:0.3:1，形成混合層120；在反應(yīng)筒體內(nèi)的混合層上部鋪設(shè)一層納米磁性材料層，并在納米磁性材料層的表面噴灑一定量的納米鈦材料，噴灑強度為300g每平米。

運行期間，每隔12h將混合層120的滲濾液通過滲濾液導(dǎo)出管810輸送至滲濾液收集槽200，隨后通過回流泵300將滲濾液輸送至布水器400中，布水器400將滲濾液噴灑至反應(yīng)筒體100內(nèi)的納米磁性材料層130的表面上，滲濾液中被溶出且未反應(yīng)的pops及其它有機大分子被納米磁性材料層130吸附截留，部分被紫外燈及納米鈦材料協(xié)同產(chǎn)生的光解作用下降解；隨后通過酸性溶液添加機構(gòu)600導(dǎo)入酸性溶液，酸性溶液將部分納米磁性材料中的fe溶出，協(xié)同協(xié)同光催化的羥基自由基產(chǎn)生芬頓效應(yīng)，將有機污染物降解，滲濾液重新回到混合層。酒精添加機構(gòu)700每隔3天的往混合層中添加酒精，不斷對pops進行淋洗，使其進入滲濾液，一方面便于微生物攝取，另一方面便于回流被光解處置。

經(jīng)過29天處置后，土壤中的pops含量低于1mg/kg。

本實施例pops土壤為多氯聯(lián)苯土壤。

實施例3

本實施例中的pops污染土壤含量為429mg/kg。

先在反應(yīng)筒體100的底部內(nèi)放置導(dǎo)流層110，用于滲濾液導(dǎo)出；隨后將酒精與pops污染土壤以0.3:1進行混合，反應(yīng)1h后，使得土壤中的pops充分溶解至酒精中，隨后添加沼渣，將沼渣、酒精與pops污染土壤的混合物添加至反應(yīng)筒體內(nèi)，混合比例為0.6:0.4:1，形成混合層120；在反應(yīng)筒體內(nèi)的混合層上部鋪設(shè)一層納米磁性材料層，并在納米磁性材料層的表面噴灑一定量的納米鈦材料，噴灑強度為300g每平米。

運行期間，每隔16h將混合層120的滲濾液通過滲濾液導(dǎo)出管810輸送至滲濾液收集槽200，隨后通過回流泵300將滲濾液輸送至布水器400中，布水器400將滲濾液噴灑至反應(yīng)筒體100內(nèi)的納米磁性材料層130的表面上，滲濾液中被溶出且未反應(yīng)的pops及其它有機大分子被納米磁性材料層130吸附截留，部分被紫外燈及納米鈦材料協(xié)同產(chǎn)生的光解作用下降解；隨后通過酸性溶液添加機構(gòu)600導(dǎo)入酸性溶液，酸性溶液將部分納米磁性材料中的fe溶出，協(xié)同光催化的羥基自由基產(chǎn)生芬頓效應(yīng)，將有機污染物降解，滲濾液重新回到混合層。酒精添加機構(gòu)700每隔2天的往混合層中添加酒精，不斷對pops進行淋洗，使其進入滲濾液，一方面便于微生物攝取，另一方面便于回流被光解處置。

經(jīng)過25天處置后，土壤中的pops含量低于0.01mg/kg。

本實施例pops土壤為多環(huán)芳烴土壤。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。