一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于土壤修复技术领域，公开了一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，在待修复土壤区建立淋洗液投加系统、淋出液回收系统和低温等离子处理系统，当开始向土壤中注入淋洗液后，土壤中的重金属铬会被淋洗到水溶液中，随后再静置脱水分离，将溶液回收进入低温等离子处理装置，利用低温等离子体产生的·H、H3O+等具有强还原性物质，将溶液中铬还原成无毒低价态。本技术具有成本低，效果好，工艺简单灵活，无二次污染等特点，对于土壤铬污染修复具有良好的推广前景。
【专利说明】
一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种低温等离子处理铬污染土壤的方法 和装置。
【背景技术】
[0002] 铬盐是重要的无机化工产品之一，其系列产品是我国重点发展的一类化工原料， 广泛应用于高级合金材料、电镀、皮革、颜料、香料、印染、陶瓷、防腐、催化、医药等多个行 业，涉及国民经济商品品种的10%。在国际上被列为最具有竞争力的8种资源性原料之一， 我国每年需求量为20多万吨。但同时，其产生的铬渣又是目前世界上最主要的重金属工业 污染源之一，其中的六价铬化合物具有很强的氧化性，可以通过消化道和皮肤进入人体，分 布在肝和肾中，或经呼吸道积存于肺部，可导致多种疾病，并且铬渣中水溶性六价铬，经雨 水冲淋，深入地下，污染地下水。因此，铬渣的严重污染引起国际社会的高度重视。
[0003] 铬在水体中的存在形式通常在二价到六价之间，其中三价铬Cr3+和六价铬Cr6+是 自然界中最常见的氧化态。三价铬在水中的溶解度较低，而六价铬易溶于水且对生物体具 有高毒性、致突变性和致癌性。国家环境保护局将六价铬及总铬划为第一类污染物，根据其 制定的《污水综合排放标准》（GB8996-1996)，六价铬和总铬的最高允许排放浓度分别为 0.5mg/L和1.5mg/L。而在《土壤环境质量标准》(GB15618-2008)中，作为最次的工业用地标 准，六价铬和总铬的最高允许浓度分别为30mg/kg和1000mg/kg。络污染的治理已刻不容缓。
[0004] 低温等离子体技术作为一种新兴的技术，在之前的研究中更多的关注是其对有机 物的氧化反应，事实上低温等离子体除了可以产生氧化性物质外还可以产生大量包括· H、 H30+等还原性物质，能快速有效地将土壤或水中的高价态有毒铬污染物还原为无毒价态，因 此将低温等离子技术应用于土壤污染修复中，具有成本低，效果好，工艺简单灵活，无二次 污染等特点。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于：目前我国土壤铬污染严重，且缺乏经济高效的处理方法，因此 研发一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，可广泛用于铬污染土壤修复。本发明 具有成本低，效果好，工艺简单灵活，无二次污染等优点。
[0006] 本发明采用的技术方案是： 1、采集污染土壤破碎、筛分后放入搅拌釜。
[0007] 2、加入淋洗液，搅拌，静置澄清。
[0008] 3、上清液回收进入等离子处理系统，沉淀物脱水后填埋。
[0009] 作为上述技术方案的进一步说明，常见的淋洗剂如表面活性剂，人工螯合剂、无机 酸等都是化学制剂，淋洗土壤后，虽然会清除土壤中的重金属离子，但是同时也容易对土壤 产生二次污染，本方案优选淋洗剂为清水，不会产生二次污染。
[0010] 作为上述技术方案的进一步说明，本发明去除六价铬的原理:等离子体形成产生 大量高能电子，它们轰击溶液分子生成许多活性粒子，如氢自由基、过氧化氢和高能态H3〇+ 离子。
[0011] 具体反应过程如下： H20+e^ · H+ · 0H+ eaq> H2O2+ Η30++Η2 ? 0H+ · OHI2O2 Cr2 C, +14H.+6e-43Cr3++7 H2O +8H.+6 · H-2Cr3++7 H2O 2HCr〇4 +3H2〇2+8H+^2Cr3++3〇2+8 H20〇
[0012] 本发明主要由以下优点： 1、 处理工艺灵活，既可以原位修复，也可以异位修复； 2、 淋洗液是清水，不添加任何化学药剂，不存在产生二次污染； 3、 利用等离子技术的高阶还原性原理将污染土壤中的铬去除，成本低，处理效果好。
【附图说明】
[0013] 图1 一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置移位修复流程图 图2-种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置原位修复流程图 图3-种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置原位修复工艺图 具体包括:淋洗系统（1)、进水管（101)、注水管（102)、水栗（103)、低温等离子体处理系 统（2)、绝缘座（201)、电极板（202)、高压电源（203)、电极线（204)、排水管（205)、进水管 (206 )、污水暂储箱(3 )、进水管(301)、排水管(302 )、水栗（303 )、水栗(304 )、澄清池(4 )、液 位计(401)、水栗(402)、抽水管(403)、抽水井(5)、注水井(6)。
【具体实施方式】
[0014] -种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，下面结合附图和具体实施例对本 发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举 实施例不作为对本发明的限定： 实施例一原位修复 1、选定修复区域后，建造注水井，抽水井，澄清池，调节池，低温等离子体处理系统，淋 洗池。
[0015] 2、先打开淋洗池注水栗，将淋洗液注入注水井中。
[0016] 3、启动抽水栗，从抽水井中将淋洗液抽回至澄清池静置。
[0017] 4、将经过静置分离出的上清液抽至污水暂储箱。
[0018] 5、将污水抽入低温等离子体处理系统，利用等离子体及其产生的· H、H30+处理水 中的重金属铬。
[0019] 6、将处理完成后的水检测达标排放或回用。
[0020] 实施例二异位修复 1、选定修复区域后，挖掘污染土壤破碎筛分。
[0021 ] 2、将筛分过的土壤送入搅拌釜，淋洗液淋洗。
[0022] 3、淋洗后的混悬液进入沉淀池静置沉淀。
[0023] 4、将经过静置分离出的上清液抽至污水暂储箱。
[0024] 5、将污水抽入低温等离子体处理系统，利用等离子体及其产生的· H、H30+处理水 中的重金属铬。
[0025] 6、将处理完成后的水检测达标排放或回用，处理合格的土壤干化后就地回填。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，包括:淋洗系统（1)、进水管（101)、 注水管（102 )、水栗（103 )、低温等离子体处理系统（2 )、绝缘座(201)、电极板(202 )、高压电 源(203)、电极线（204)、排水管（205)、进水管（206)、污水暂储箱(3)、进水管（301)、排水管 (302 )、水栗（303 )、水栗(304)、澄清池(4)、液位计(401)、水栗(402 )、抽水管(403)、抽水井 (5)、注水井(6)。2. 根据权利要求1所述一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，其特征在于淋 洗系统（1)是由储水箱、液位计组成，储水箱容积在20~IOOm 3。3. 根据权利要求1所述一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，其特征在于低 温等离子体处理系统（2)是由箱体、绝缘座、电极板、电极线、高压电源、进水管、排水管组 成，绝缘座材质为陶瓷，电极板、电极线材质为304不锈钢或316不锈钢。4. 根据权利要求1所述一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，其特征在于抽 水管(403 )和注水管（102 )为直径40~I OOmm，材质为PP或PVC。5. 根据权利要求1所述一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，其特征在于液 位计(401)为超声波液位计。6. 根据权利要求1所述一种低温等离子处理铬污染土壤的方法和装置，其特征在于高 压电源（203)为空载峰值电压30kV、上升时间〈10〇118，满载峰值251^、3(^、脉宽〈30〇118，脉 冲频率I-IOkHz可调的快脉冲电源。
【文档编号】B09C1/08GK105945061SQ201610400651
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】魏星, 方廷勇, 苗春光, 胡浙平, 魏翰林, 韦迪
【申请人】魏星