一种受有机氯农药污染的土壤修复装置
阅读：558发布：2022-10-01
专利汇可以提供一种受有机氯农药污染的土壤修复装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种受有机氯 农药 污染的 土壤 修复装置，包括主要包括 超 声波 -紫外光辐照装置，在装置本体内壁上安装有四个紫外光灯，设置 超声波 发生器、若干个超声波 探头 和超声波转换器，所述的超声波探头分别通过超声波转换器与超声波发生器相连，所述超声波探头置于预先添加 土壤修复 剂的受污染土壤中，并且装置本体顶层设置了光催化剂涂层，所述的光催化剂为掺杂Ag3PO4/TiO2。该装置结合了超声波-紫外协同技术，以Ag3PO4/TiO2作为光催化剂，且在土壤中添加了土壤修复剂，最终达到了有机氯农药土壤修复效果好、简单易操作的目的。，下面是一种受有机氯农药污染的土壤修复装置专利的具体信息内容。
一种受有机氯农药污染的土壤修复装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种受有机氯农药污染的土壤修复装置。
背景技术
[0002] 随着我国工业化和城市化发展及《斯德哥尔摩国际公约》的履约进程，近几年出现了一大批关闭搬迁或待关闭搬迁的有机氯农药生产企业。据不完全统计，全国仅有机氯农药(滴滴涕、六六六、氯丹、灭蚁灵等)污染场地就有数百个。这些场地污染极重，污染物浓度总量大多在200mg/kg以上。而且目前大多数场地都急需功能的转换和二次开发。这些场地的污染土壤已成为“化学定时炸弹”，严重威胁人体健康和环境安全，是当前迫切需要解决的土壤环境问题。
[0003] 现有治理有机氯农药污染土壤修复技术主要有物理法、化学法和生物法，其中研究较多的有化学淋洗法、电动法、热脱附法以及生物法。化学淋洗法易操作，但对土壤类型要求严格，同时容易造成二次污染；电动法操作简便，对现有景观、建筑等影响小，但处理时间较长，从几天乃至几年，同时阴阳极电解液电解后会引起土壤pH的变化，影响土壤生态；热脱附法一般对挥发性较强的物质处理效果较好，但是对于难挥发的有机物基本没有效果；生物法处理成本低，适用于大面积的土壤修复，但处理速率慢、周期长，一般仅适用于处理低浓度污染的土壤，且对土壤环境要求严格，故目前还没有经济而有效的技术能高效修复高浓度有机氯污染土壤。
[0004] 超声波氧化技术是声化学技术在有机污染物(尤其是难降解有机污染物)去除方面的具体应用，频率一般为20kHz至10MHz。利用超声波技术处理污染土壤的主要机理是利用超声波所产生的机械效应使吸附于土壤颗粒表面或者内部孔隙内的有机污染物解吸到水溶液中，然后，通过超声空化现象所产生的热效应和化学效应等过程有效降解或完全矿化土壤中有机污染物，使土壤中的有机污染物被氧化降解成简单的、环境友好的小分子脂肪酸类化合物或者二氧化碳和水。研究表明，超声波不仅能对土壤中污染物进行物理解吸，还能够促进水分子分解形成·OH和·H等强氧化性自由基。由此可见，超声波氧化技术可以促进电芬顿试剂的产生，进而提高修复效果。
[0005] 光催化反应是指光诱导的发生在光催化剂与其表面吸附物、或有机物之间的一种光化学反应。光催化剂主要是指一些半导体物质，它们在吸收一定波长的光线后产生光生载流子光致空穴与光生电子，光生载流子可能复合，也可能俘获催化剂表面的吸附物，产生一些活性极高的活性氧自由基或直接与表面的有机物发生氧化还原反应。光催化反应是土壤中有机污染物非生物转化的一种重要形式，自从20世纪70年代开始这一领域的研究以来，人们进行了大量的工作。最初的光催化研究都集中于水体，后来逐步扩展到土壤表面农用化学品的降解。有机污染物在土壤中的光催化效果与在水系统中相比有很大的区别，光催化速率慢，这主要与土壤对光的阻碍效应有关，但是与在土壤中的其它迁移转化过程相比，光转化则很快，因此光催化降解是有机污染物在土壤表面降解的一种重要途径。
[0006] 目前国内外虽然对有机氯农药污染的土壤修复技术虽有许多研究，也有上述的一些修复技术，但是，还没有一种是结合了以Ag3PO4/TiO2作为光催化剂，且在土壤中添加了土壤修复剂，从而提高了光催化和超声降解效率的装置。实用新型内容
[0008] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：该装置主要包括超声波-紫外光辐照装置和土壤修复剂添加装置，所述的超声波-紫外光辐照装置包括装置本体，在其内壁上安装有四个紫外光灯，设置超声波发生器、若干个超声波探头和超声波转换器，所述的超声波探头分别通过超声波转换器与超声波发生器相连，所述超声波探头置于预先添加土壤修复剂的受污染土壤中，并且装置本体顶层设置了光催化剂涂层，所述的光催化剂为掺杂Ag3PO4/TiO2。
[0009] 进一步地，所述超声频率为20kHz-100kHz，功率为100W-5kW，辐照时间为20-40min。超声频率一般为20kHz至10MHz，经过试验研究选择优化的超声工作参数，可以获得更好的修复效果，处理率高达90%以上。
[0010] 进一步地，所述的土壤修复剂由一定比例的膨润土、高岭石、腐殖酸和紫外线吸收剂组成。这些组分包括粘土矿物和动植物遗骸，能改变土壤性质、固定重金属，降低土壤毒性，通过加入紫外线吸收剂能进一步提高紫外光催化效果。
[0011] 具体选择光催化剂为掺杂Ag3PO4/TiO2，其结合紫外光照，能有效去除水中的难降解有机氯，比单一的二氧化钛催化剂具有更高的降解效率。
[0012] 本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0013] （1）本实用新型通过添加土壤修复剂，以及结合了超声波-光催化技术，协同修复有机氯农药污染土壤，整体上实现了高效土壤修复的效果，有机氯农药的降解率高达90%，且无二次污染。
[0016] 图1为本实用新型超声波-紫外光辐照装置的示意图。
[0017] 图中标识：1-紫外光灯；2-光催化剂涂层；3-超声波探头；4-超声波转换器；5-超声波发生器；6-装置本体。
[0018] 以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详述。
具体实施方式
[0019] 下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
[0020] 本实用新型的具体实施方式：该装置主要包括超声波-紫外光辐照装置和土壤修复剂添加装置，所述的超声波-紫外光辐照装置包括装置本体6，在其内壁上安装有四个紫外光灯1，设置超声波发生器5、若干个超声波探头3和超声波转换器4，所述的超声波探头3分别通过超声波转换器4与超声波发生器5相连，所述超声波探头置于预先添加土壤修复剂的受污染土壤中，并且装置本体顶层设置了光催化剂涂层2，所述的光催化剂为掺杂Ag3PO4/TiO2。
[0021] 优选地，超声频率一般为20kHz至10MHz，经过试验研究选择优化的超声工作参数，可以获得更好的修复效果，处理率高达90%以上。最终确定了超声频率为20kHz-100kHz，功率为100W-5kW，辐照时间为20-40min。
[0022] 优选地，土壤修复剂由一定比例的膨润土、高岭石、腐殖酸和紫外线吸收剂组成。这些组分包括粘土矿物和动植物遗骸，能改变土壤性质、固定重金属，降低土壤毒性，通过加入紫外线吸收剂能进一步提高紫外光催化效果。
[0023] 另外，具体选择光催化剂为掺杂Ag3PO4/TiO2，其结合紫外光照，能有效去除水中的难降解有机氯，比单一的二氧化钛催化剂具有更高的降解效率。
[0024] 受有机氯农药污染的土壤经过本实用新型的装置进行修复后，有机氯农药的去除率高到90%以上，具有高效的土壤修复效果，操作简单，易于推广。
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