一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發明屬于土壤修復技術領域，公開了一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，在待修復土壤區建立淋洗液投加系統、淋出液回收系統和低溫等離子處理系統，當開始向土壤中注入淋洗液后，土壤中的重金屬鉻會被淋洗到水溶液中，隨后再靜置脫水分離，將溶液回收進入低溫等離子處理裝置，利用低溫等離子體產生的·H、H3O+等具有強還原性物質，將溶液中鉻還原成無毒低價態。本技術具有成本低，效果好，工藝簡單靈活，無二次污染等特點，對于土壤鉻污染修復具有良好的推廣前景。
【專利說明】
一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明屬于土壤修復技術領域，具體涉及一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法 和裝置。
【背景技術】
[0002] 鉻鹽是重要的無機化工產品之一，其系列產品是我國重點發展的一類化工原料， 廣泛應用于高級合金材料、電鍍、皮革、顏料、香料、印染、陶瓷、防腐、催化、醫藥等多個行 業，涉及國民經濟商品品種的10%。在國際上被列為最具有競爭力的8種資源性原料之一， 我國每年需求量為20多萬噸。但同時，其產生的鉻渣又是目前世界上最主要的重金屬工業 污染源之一，其中的六價鉻化合物具有很強的氧化性，可以通過消化道和皮膚進入人體，分 布在肝和腎中，或經呼吸道積存于肺部，可導致多種疾病，并且鉻渣中水溶性六價鉻，經雨 水沖淋，深入地下，污染地下水。因此，鉻渣的嚴重污染引起國際社會的高度重視。
[0003] 鉻在水體中的存在形式通常在二價到六價之間，其中三價鉻Cr3+和六價鉻Cr6+是 自然界中最常見的氧化態。三價鉻在水中的溶解度較低，而六價鉻易溶于水且對生物體具 有高毒性、致突變性和致癌性。國家環境保護局將六價鉻及總鉻劃為第一類污染物，根據其 制定的《污水綜合排放標準》（GB8996-1996)，六價鉻和總鉻的最高允許排放濃度分別為 0.5mg/L和1.5mg/L。而在《土壤環境質量標準》(GB15618-2008)中，作為最次的工業用地標 準，六價鉻和總鉻的最高允許濃度分別為30mg/kg和1000mg/kg。絡污染的治理已刻不容緩。
[0004] 低溫等離子體技術作為一種新興的技術，在之前的研究中更多的關注是其對有機 物的氧化反應，事實上低溫等離子體除了可以產生氧化性物質外還可以產生大量包括· H、 H30+等還原性物質，能快速有效地將土壤或水中的高價態有毒鉻污染物還原為無毒價態，因 此將低溫等離子技術應用于土壤污染修復中，具有成本低，效果好，工藝簡單靈活，無二次 污染等特點。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于：目前我國土壤鉻污染嚴重，且缺乏經濟高效的處理方法，因此 研發一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，可廣泛用于鉻污染土壤修復。本發明 具有成本低，效果好，工藝簡單靈活，無二次污染等優點。
[0006] 本發明采用的技術方案是： 1、采集污染土壤破碎、篩分后放入攪拌釜。
[0007] 2、加入淋洗液，攪拌，靜置澄清。
[0008] 3、上清液回收進入等離子處理系統，沉淀物脫水后填埋。
[0009] 作為上述技術方案的進一步說明，常見的淋洗劑如表面活性劑，人工螯合劑、無機 酸等都是化學制劑，淋洗土壤后，雖然會清除土壤中的重金屬離子，但是同時也容易對土壤 產生二次污染，本方案優選淋洗劑為清水，不會產生二次污染。
[0010] 作為上述技術方案的進一步說明，本發明去除六價鉻的原理:等離子體形成產生 大量高能電子，它們轟擊溶液分子生成許多活性粒子，如氫自由基、過氧化氫和高能態H3〇+ 離子。
[0011] 具體反應過程如下： 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] 本發明主要由以下優點： 1、 處理工藝靈活，既可以原位修復，也可以異位修復； 2、 淋洗液是清水，不添加任何化學藥劑，不存在產生二次污染； 3、 利用等離子技術的高階還原性原理將污染土壤中的鉻去除，成本低，處理效果好。
【附圖說明】
[0013] 圖1 一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置移位修復流程圖 圖2-種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置原位修復流程圖 圖3-種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置原位修復工藝圖 具體包括:淋洗系統（1)、進水管（101)、注水管（102)、水栗（103)、低溫等離子體處理系 統（2)、絕緣座（201)、電極板（202)、高壓電源（203)、電極線（204)、排水管（205)、進水管 (206 )、污水暫儲箱(3 )、進水管(301)、排水管(302 )、水栗（303 )、水栗(304 )、澄清池(4 )、液 位計(401)、水栗(402)、抽水管(403)、抽水井(5)、注水井(6)。
【具體實施方式】
[0014] -種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，下面結合附圖和具體實施例對本 發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉 實施例不作為對本發明的限定： 實施例一原位修復 1、選定修復區域后，建造注水井，抽水井，澄清池，調節池，低溫等離子體處理系統，淋 洗池。
[0015] 2、先打開淋洗池注水栗，將淋洗液注入注水井中。
[0016] 3、啟動抽水栗，從抽水井中將淋洗液抽回至澄清池靜置。
[0017] 4、將經過靜置分離出的上清液抽至污水暫儲箱。
[0018] 5、將污水抽入低溫等離子體處理系統，利用等離子體及其產生的· H、H30+處理水 中的重金屬鉻。
[0019] 6、將處理完成后的水檢測達標排放或回用。
[0020] 實施例二異位修復 1、選定修復區域后，挖掘污染土壤破碎篩分。
[0021 ] 2、將篩分過的土壤送入攪拌釜，淋洗液淋洗。
[0022] 3、淋洗后的混懸液進入沉淀池靜置沉淀。
[0023] 4、將經過靜置分離出的上清液抽至污水暫儲箱。
[0024] 5、將污水抽入低溫等離子體處理系統，利用等離子體及其產生的· H、H30+處理水 中的重金屬鉻。
[0025] 6、將處理完成后的水檢測達標排放或回用，處理合格的土壤干化后就地回填。
[0026]以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施 例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也 應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，包括:淋洗系統（1)、進水管（101)、 注水管（102 )、水栗（103 )、低溫等離子體處理系統（2 )、絕緣座(201)、電極板(202 )、高壓電 源(203)、電極線（204)、排水管（205)、進水管（206)、污水暫儲箱(3)、進水管（301)、排水管 (302 )、水栗（303 )、水栗(304)、澄清池(4)、液位計(401)、水栗(402 )、抽水管(403)、抽水井 (5)、注水井(6)。2. 根據權利要求1所述一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，其特征在于淋 洗系統（1)是由儲水箱、液位計組成，儲水箱容積在20~IOOm 3。3. 根據權利要求1所述一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，其特征在于低 溫等離子體處理系統（2)是由箱體、絕緣座、電極板、電極線、高壓電源、進水管、排水管組 成，絕緣座材質為陶瓷，電極板、電極線材質為304不銹鋼或316不銹鋼。4. 根據權利要求1所述一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，其特征在于抽 水管(403 )和注水管（102 )為直徑40~I OOmm，材質為PP或PVC。5. 根據權利要求1所述一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，其特征在于液 位計(401)為超聲波液位計。6. 根據權利要求1所述一種低溫等離子處理鉻污染土壤的方法和裝置，其特征在于高 壓電源（203)為空載峰值電壓30kV、上升時間〈10〇118，滿載峰值251^、3(^、脈寬〈30〇118，脈 沖頻率I-IOkHz可調的快脈沖電源。
【文檔編號】B09C1/08GK105945061SQ201610400651
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】魏星, 方廷勇, 苗春光, 胡浙平, 魏翰林, 韋迪
【申請人】魏星