重金属污染土壤的修复装置的制作方法

本实用新型属于土壤修复技术领域，尤其是涉及一种重金属污染土壤的修复装置。

背景技术：

土壤淋洗技术是以修复重金属污染土壤为目的，利用淋洗剂，将土壤中重金属转移至液相，之后再对含有重金属的淋洗液收集处理的技术。土壤淋洗技术因其具有高效、修复效果彻底等优点，已广泛应用于工业场地修复。然而，土壤淋洗技术由于设备需求度较高，经济投入高、有二次污染的风险，特别是冲洗过程中破坏了土壤原有的肥力性状，目前普遍认为其并不适合于大面积污染的农田土壤修复。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种重金属污染土壤的修复装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种重金属污染土壤的修复装置，包括基质袋、储水器和能吸水的引水线，所述的引水线连接储水器和基质袋，所述的引水线和基质袋分别埋设在待修复的土壤中。

一种重金属污染土壤的修复装置，包括基质袋，基质袋埋设在待修复的土壤中，还包括滴灌网络，所述的滴灌网络包括纵横交错相互连接的输水管，输水管上设有滴灌头，滴灌头朝向待修复的土壤。

在上述的重金属污染土壤的修复装置中，所述的储水器埋设在待修复的土壤中或者放置在待修复的土壤上，埋设在待修复的土壤中的引水线呈水平放置；或，

所述的引水线在待修复的土壤中相互连接形成网格状，且引水线通过引线连接储水器和基质袋。

在上述的重金属污染土壤的修复装置中，所述的基质袋由可透水材料的制成，且基质袋中包裹有能吸水的基质块。

一种重金属污染土壤的修复方法，将基质袋楔入到待修复的土壤中，基质袋用能吸水的引水线连接，引水线埋入到待修复的土壤中，用塑料薄膜封住待修复的土壤表面，基质袋的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋表面蒸发。

一种重金属污染土壤的修复方法，将基质袋楔入到待修复的土壤中，基质袋用能吸水的引水线连接，引水线埋入到待修复的土壤中，引水线的端部连接储水器，储水器中装有水从而能使水经过引水线流向基质袋，用塑料薄膜封住待修复的土壤表面，基质袋的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋表面蒸发。

一种重金属污染土壤的修复方法，将基质袋楔入或埋入到待修复的土壤中，用塑料薄膜封住待修复的土壤表面，基质袋的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋表面蒸发，塑料薄膜下方设有滴灌网络，所述的滴灌网络包括纵横交错相互连接的输水管，输水管上设有滴灌头，滴灌头朝向待修复的土壤。

在上述的重金属污染土壤的修复方法中，所述的储水器埋设在待修复的土壤中或者放置在待修复的土壤上，埋设在待修复的土壤中的引水线呈水平放置。

在上述的重金属污染土壤的修复方法中，所述的引水线在待修复的土壤中相互连接形成网格状，且引水线的分别通过引线连接储水器和基质袋，所述的基质袋由可透水材料的制成，且基质袋中包裹有能吸水的基质块。

在上述的重金属污染土壤的修复方法中，所述的基质块包括泥炭和细蛭石，所述的基质块由质量份数分别为60份、20份和20份的泥炭、细蛭石和粉砂土组成，细蛭石粒径为1-3mm，粉砂土粒径为0.002～0.02mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、传统的土壤淋洗技术为了加快淋洗效率，通常选用螯合能力较强的化学溶剂，本实用新型将土壤水分作为淋洗液，经济且环境友好。

2、传统的土壤淋洗技术为纵向淋洗，因此需要在一定深度的土层中设置淋洗液收集系统，以防止其对地下水的二次污染，本实用新型以水分蒸发作用和毛管作用作为牵引力，为横向淋洗，且由于土壤水迁移至基质内后自然蒸发，无需收集，经济环保。

3、传统的土壤淋洗技术，淋洗液中的重金属后续提取工序复杂、成本较高，而本实用新型将重金属吸附于基质块中，之后将基质块取出集中处理，处理成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构示意图。

图2是本实用新型提供的另一种结构示意图。

图3是图2另一个方向的示意图。

图4是本实用新型提供另一种结构示意图。

图5是本实用新型提供的另一种结构示意图。

图6是图5另一个方向的示意图。

图中，基质袋1、储水器2、引水线3、输水管4、滴灌头5、引线100、土壤101。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种重金属污染土壤的修复装置，包括基质袋1、储水器2和能吸水的引水线3，所述的引水线3连接储水器2和基质袋1，储水器2埋设在待修复的土壤中，所述的引水线3和基质袋1分别埋设在待修复的土壤101中。本实施例中，基质袋1采用尼龙编织袋，里面装有基质块，基质块由60wt％泥炭+40wt％细颗粒蛭石组成，泥炭采用市售产品，细颗粒蛭石的粒径为1-3mm。引水线3采用棉线。引水线3呈弯曲状埋设在土壤中。本实施例的工作原理是，

实施例2

如图2和图3所示，一种重金属污染土壤的修复装置，包括基质袋1、储水器2和能吸水的引水线3，所述的引水线3的两端连接储水器2和基质袋1，储水器2放置在待修复的土壤上，所述的引水线3和基质袋1分别埋设在待修复的土壤101中。本实施例中，基质袋1采用无纺布袋，里面装有基质块，基质块由60％wt泥炭+20wt％细颗粒蛭石+20wt％细沙组成，泥炭采用市售产品，细颗粒蛭石粒径1-3mm，细沙粒径0.2～2mm。引水线3采用棉线。引水线3呈弯曲状埋设在土壤中。

埋设在待修复的土壤中的引水线3呈水平放置。当然，本领域技术人员应当理解，引水线3呈水平放置，并不一定要完全水平，也可以有一定的倾斜度，但绝对不能是呈竖直状。

实施例3

如图4所示，一种重金属污染土壤的修复装置，包括基质袋1、储水器2和能吸水的引水线3，所述的引水线3的两端连接储水器2和基质袋1，储水器2放置在待修复的土壤上，所述的引水线3和基质袋1分别埋设在待修复的土壤101中。引水线3在待修复的土壤中相互连接形成网格状，且引水线3通过引线100连接储水器2和基质袋1。

基质袋1由可透水材料的制成，且基质袋1中包裹有能吸水的基质块。基质块由60wt％泥炭+20wt％细蛭石+20wt％粉砂土组成。引线也用能吸收的材料制成，如棉线或海绵或其他材料。基质袋1可采用棉布袋。引水线3为棉线。

实施例4

本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于，基质块为粉尘土。

实施例5

一种重金属污染土壤的修复方法，将基质袋1楔入到待修复的土壤中，基质袋1用能吸水的引水线3连接，引水线3埋入到待修复的土壤中，引水线3的端部连接储水器2，储水器2中装有水从而能使水经过引水线3流向基质袋1，用塑料薄膜封住待修复的土壤表面，基质袋1的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋1表面蒸发。半年后，将基质袋1取出，集中处理。

本领域技术人员应当理解，采用本方法修复土壤，本实施例中的基质块可以采用实施例1-4中的任意一种或几种。而储水器2埋设在待修复的土壤中或者放置在待修复的土壤上。

实施例6

一种重金属污染土壤的修复方法，将基质袋1埋入到待修复的土壤中，基质袋1用能吸水的引水线3连接，引水线3埋入到待修复的土壤101中，引水线3的端部连接储水器2，储水器2中装有水从而能使水经过引水线3流向基质袋1，用塑料薄膜封住待修复的土壤表面，基质袋1的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋1表面蒸发。半年后，将基质袋1取出，集中处理。储水器2埋设在待修复的土壤中或者放置在待修复的土壤上，埋设在待修复的土壤中的引水线3呈水平放置。

引水线3在待修复的土壤中相互连接形成网格状，且引水线3的分别通过引线100连接储水器2和基质袋1，所述的基质袋1由可透水材料的制成，如尼龙编织袋、无纺布袋或麻布袋等，且基质袋1中包裹有能吸水的基质块。优选方案，基质块由质量份数分别为60份、20份和20份的泥炭、细蛭石和粉砂土组成。细蛭石粒径为1-3mm，粉砂土粒径为0.002～0.02mm，泥炭采用是市售品。

本实施例将土壤水分作为淋洗液，经济且环境友好，以水分蒸发作用和毛管作用作为牵引力，为横向淋洗，且由于土壤水迁移至基质内后自然蒸发，无需收集，经济环保，将重金属吸附于基质块中，之后将基质块取出集中处理，处理成本低。

实施例7

一种重金属污染土壤的修复方法，将基质袋1楔入到待修复的土壤中，基质袋1用能吸水的引水线3连接，引水线3埋入到待修复的土壤中，用塑料薄膜封住待修复的土壤表面，基质袋1的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋1表面蒸发。

基质块由质量份数分别为60份、20份和20份的泥炭、细蛭石和粉砂土组成。细蛭石粒径为1-3mm，粉砂土粒径为0.002～0.02mm，泥炭采用是市售品。

本方法中土壤水分主要运移过程是借助引水线由储水器向基质内的横向移动，但不排除降雨时，少量水从基质袋1流入到待修复的土壤中的纵向移动。应用例1表明，实施例3基质的年蒸发量(7500mm)远大于年降雨量(以浙江为例，1800mm)，即说明天晴时由降雨增加的土壤水会迁移至基质袋1后再自然蒸发。此外，由于本实施例的基质块对Cd离子具有较强的吸附和螯合作用，降水或降雨对基质块中已吸附的Cd离子的解吸量仅占吸附在基质块中Cd总量的1.15％-4.56％，也即降雨过程对基质块中的Cd离子吸附不会产生显著影响。

实施例8

一种重金属污染土壤的修复方法，如图5和图6所示，将基质袋1楔入或埋入到待修复的土壤中，用塑料薄膜102封住待修复的土壤表面，基质袋1的表面露出在塑料薄膜外，使水分从基质袋1表面蒸发，塑料薄膜下方设有滴灌网络，所述的滴灌网络包括纵横交错相互连接的输水管4，输水管4上设有滴灌头5，滴灌头5朝向待修复的土壤。输水管4可以连接自来水管，或者连接水泵进行输水灌溉。

本实施例的基质块由60wt％泥炭+20wt％细蛭石+20wt％粉砂土组成。细蛭石粒径为1-3mm，粉砂土粒径为0.002～0.02mm，泥炭采用是市售品。

实施例9

如图5和图6所示，一种重金属污染土壤的修复装置，包括基质袋1，基质袋1埋设在待修复的土壤中，还包括滴灌网络，所述的滴灌网络包括纵横交错相互连接的输水管4，输水管4上设有滴灌头5，滴灌头5朝向待修复的土壤。本实施例的基质块由60wt％泥炭+20wt％细蛭石+20wt％粉砂土组成。细蛭石粒径为1-3mm，粉砂土粒径为0.002～0.02mm，泥炭采用是市售品。

应用例1

分别采用实施例1-4的装置，基质块亦同实施例1-4，并采用实施例5的方法，置于恒温培养箱中进行，空气湿度恒定为70％，温度恒定为23℃。试验定期补水，并记录每个基质处理的蒸发总量。静置6个月后，取出基质，并测定基质内Cd含量。供试土壤取自某尾矿区附近农田，土壤Cd含量为10.48mg/kg，试验装土1.5kg。

在本应用例中，土壤先置于盒中，长宽高为20cm*20cm*10cm，基质袋1设置4个，为直径2cm，高度6cm的圆桶袋状，基质袋1的上表面露出土壤和塑料薄膜。

表1不同基质配方对土壤Cd向基质内迁移累积的影响

由表1可以看出，基质配方不同，土壤水溶态Cd向基质内迁移、累积量也不相同。其中实施例3，基质块采用60wt％泥炭+20wt％细蛭石+20wt％粉砂土，毛细管作用最为强烈，水分蒸发总量达到3750cm³，该配方对土壤Cd的提取率可达7％以上。此结果表明土壤Cd提取率与基质蒸发量显著相关，即土壤水向基质内迁移量越大，水分蒸发后，基质内累积的Cd的量也越大。

此试验表明，利用该方法对重金属污染土壤开展修复是可行的。

应用例2

分别采用实施例1-4的装置，基质块亦同实施例1-4，并采用实施例6的方法，即引水线3在待修复的土壤中相互连接形成网格状，且引水线3的分别通过引线100连接储水器2和基质袋1，其余同应用例1，置于恒温培养箱中进行，空气湿度恒定为70％，温度恒定为23℃。试验定期补水，并记录每个基质处理的蒸发总量。静置6个月后，取出基质，并测定基质内Cd含量。

在本应用例中，土壤先置于盒中，长宽高为20cm*20cm*10cm，基质袋1设置4个，为直径2cm，高度6cm的圆桶袋状，基质袋1的上表面露出土壤和塑料薄膜。

表2不同基质配方对土壤Cd向基质内迁移累积的影响

由表2可以看出，基质配方不同，土壤水溶态Cd向基质内迁移、累积量也不相同。其中实施例3，基质块采用60wt％泥炭+20wt％细蛭石+20wt％粉砂土，毛细管作用最为强烈，水分蒸发总量达到5450cm³，该配方对土壤Cd的提取率可达9.6％以上。此结果表明土壤Cd提取率与基质蒸发量显著相关，即土壤水向基质内迁移量越大，水分蒸发后，基质内累积的Cd的量也越大；另外也表明，采用网格状布置引水线，能有效提高蒸发量和土壤Cd提取率。

应用例3

采用实施例8的装置，基质块亦同实施例8，并采用实施例9的方法，置于恒温培养箱中进行，空气湿度恒定为70％，温度恒定为23℃。试验定期补水，并记录每个基质处理的蒸发总量。静置6个月后，取出基质，并测定基质内Cd含量。

在本应用例中，土壤先置于盒中，长宽高为20cm*20cm*10cm，基质袋1设置4个，为直径2cm，高度6cm的圆桶袋状，基质袋1的上表面露出土壤和塑料薄膜。

表3不同基质配方对土壤Cd向基质内迁移累积的影响

由表3可以看出，采用膜下滴灌蒸发的方法，同样适合土壤Cd向基质内迁移量。此试验表明，利用该方法对重金属污染土壤开展修复是可行的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了基质袋1、储水器2、引水线3、引线100等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。