砷污染土壤淋洗裝置

  　　本發明的目的在于提出一種砷污染土壤淋洗裝置以及對砷污染土壤的處置方法，該砷污染土壤淋洗裝置采用單循環結構，通過將土壤淋洗系統、淋洗液的安全處置系統與淋洗液的循環系統有效結合，實現重金屬同土壤的分離、淋洗液的凈化和淋洗液的循環利用。

  　　一、為達此目的，本發明采用以下技術方案 ：

  　　一種砷污染土壤淋洗裝置，包括一個淋洗容器，所述淋洗容器由上到下包括 ：淋洗液儲備室，第一過濾層，砷污染土壤層，第二過濾層，阻隔材料層和第三過濾層，在所述淋洗容器的底部側面，即所述第三過濾層的底部側面具有下端出水口，在所述容器的頂部側面，即所述淋洗液儲備室的頂部側面具有上端進水口，所述下端出水口通過連接管與上端入水口連接，在連接管中間具有泵以將下端出水口的流出的淋洗液抽取到上端入水口，在所述上端入水口處具有閥以開閉所述連接管，其中所述淋洗液儲備室用于儲備淋洗液，各個過濾層包含有過濾層材料，所述阻隔材料層包含有對淋洗液中的砷進行阻隔吸附的阻隔材料。

  　　優選地，在所述下端出水口處具有微孔濾板進行封堵，所述微孔濾板的厚度為0.5cm，所述微孔濾板的孔徑為<2.0mm。

  　　優選地，所述淋洗液儲備室的高度為 30cm，所述連接管為 PVC 管，所述 PVC 管的直徑為 2.0cm ；所述泵的額定功率為 P ＝ 1.0KW。

  　　一種利用上述的砷污染土壤淋洗裝置對砷污染土壤的處置方法，包括如下步驟 ：

  　　(1) 土壤篩分 ：對砷污染土壤進行篩分處理，去除土壤中大塊石塊 ；

  　　(2) 過濾層材料的選定 ：確定所述淋洗裝置中過濾層材料的種類和用量 ；

  　　(3) 阻隔材料的選定 ：確定所述淋洗裝置中阻隔材料的種類、配比與用量 ；

  　　(4) 淋洗液的選定 ：根據污染土壤理化性質確定淋洗液的種類、濃度與用量 ；

  　　(5) 材料分層填充 ：將所選定的過濾層材料以及待處理的砷污染土壤填充至所述砷污染土壤淋洗裝置中 ；

  　　(6) 淋洗處理 ：在所述泵與重力作用下，對所述砷污染土壤進行淋洗，淋洗液經過所述阻隔材料凈化，并通過下端出水口和上端進水口實現所述淋洗液的循環利用 ；

  　　(7) 動態監測 ：在淋洗過程中對砷污染土壤實施動態監測，當土壤砷含量達到標準，停止淋洗過程，潔凈土壤可再利用 ；

  　　(8) 阻隔材料處置 ：對所述阻隔材料進行安全處置。

  　　優選地，在本方法的各個步驟中 ：

  　　步驟 (1) 中對砷污染土壤的破碎處理直徑要求優選為<2.0cm，以確保含砷污染土壤與淋洗液能夠充分混合接觸，提高淋洗效率。

  　　步驟 (2) 中過濾層材料選用優選為 ：石英砂和 / 或尼龍紗布 ；石英砂直徑要求為<2.0cm ；尼龍紗布要求孔徑<12目/寸，以降低由于淋洗液對土壤沖刷從而導致堵塞淋洗通道的風險。

  　　步驟 (3) 中阻隔材料 ( 即除砷材料 ) 選用活性炭與零價鐵，其體積比優選為 1:2，混合方式為充分攪拌混合，其作為砷的吸附材料對淋洗后的含砷淋洗液中的砷有效去除。

  　　步驟 (4) 中淋洗液優選為 10％的 KH2PO4 溶液，淋洗液與砷污染土壤的用量體積比優選為 2:5。PO43-和 AsO43-物理化學性質相近，在結構上均屬于四面體，且晶型相同，可以實現同晶置換，將 AsO43- 從土壤進入溶液環境，加速淋洗過程。

  　　步驟 (5) 中過濾層材料以及待處理的砷污染土壤的填充順序與厚度由下到上依次優先為 ：所述第三過濾層依次為厚度為 10cm 的第三石英砂層 9 和厚度為 0.2cm 的第三尼龍層8 ；厚度為20cm的阻隔材料層7 ；所述第二過濾層依次為厚度為0.2cm的第二尼龍紗布層 6、厚度為 5cm 的第二石英砂層 5 和厚度為 0.2cm 的第一尼龍紗布層 6 ；厚度為 80cm 的砷污染土壤層 3 ；以及所述第一過濾層為厚度為 5cm 的第一石英砂層 2。

  　　步驟 (6) 中淋洗處理過程首先通過上端入水口 14 加入淋洗液，淋洗液添加高度優先為 30cm，然后啟動泵 10。

  　　步驟 (7) 中對砷污染土壤中砷含量進行動態監測，環境質量參照標準優選為《土壤環境質量標準》(GB15618-1995)，土壤砷含量達到該標準對砷含量的限值要求后停止淋洗過程，潔凈土壤可以再利用。

  　　步驟 (8) 對優選為多次淋洗后對阻隔材料進行安全處置，處置方法優選為參照《危險廢物收集、貯存、運輸技術規范》(HJ2025-2012)。

  　　二、優點：

  　　本發明的砷污染土壤安全處置方法采用單循環結構，通過將土壤淋洗系統、淋洗液的安全處置系統與淋洗液的循環系統有效結合，實現重金屬同土壤的分離、淋洗液的凈化和淋洗液的循環利用。本發明對砷污染土壤進行處置的方法改變了傳統的淋洗處理方式，集污染土壤淋洗、淋洗液凈化處理和淋洗液循環利用為一體，有效的解決了淋洗液凈化處理的復雜工藝工序。通過本方法，污染土壤中重金屬集中于可滲透反應材料層，即阻隔材料層，土壤安全處置后，可以集中對阻隔材料進行安全處置。通過本裝置的反復淋洗，污染土壤中重金屬含量達到土壤環境質量標準 (GB15618-1995)，可以再次利用 ；淋洗液中污染物含量符合《污水綜合排放標準》(GB8978-1996) 限值要求，循環利用結束后可以安全排放。本方法工藝程序簡單、操作簡易、成本低、效率高、可以實現砷污染土壤治理的規?；c工程化應用，同時，整個工藝而流程污染物均在密閉空間內，有效的避免污染治理過程中二次污染的產生，可廣泛應用于不同濃度砷污染土壤的安全處置。

  　　三、附圖說明

 

  　　圖 1 是根據本發明具體實施例的砷污染土壤淋洗裝置 ；

  　　圖 2 是利用本發明的砷污染土壤淋洗裝置對砷污染土壤進行安全處置的方法。

  　　圖中的附圖標記所分別指代的技術特征為 ：

  　　1、淋洗液儲備室 ；2、第一石英砂層 ；3、砷污染土壤層 ；4、第一尼龍紗布層 ；5、第二石英砂層 ；6、第二尼龍紗布層 ；7、阻隔材料層 ；8、第三尼龍紗布層 ；9、第三石英砂層 ；10、泵 ；11、下端出水口 ；12、微孔濾板 ；13、連接管 ；14、上端進水口 ；15、閥。