利用過硫酸鹽氧化去除土壤芘污染物的模擬實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種土壤化學(xué)性質(zhì)的模擬實驗裝置，特別是涉及一種土壤污染物 降解的模擬實驗裝置，應(yīng)用于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 多環(huán)芳徑（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一類具有致癌性、致 畸性、致突變性的疏水性有機污染物。據(jù)調(diào)查，環(huán)境中的PAHs主要來源于石油、煤、木材等 的不完全燃燒、原油運輸過程中的泄漏、煉鋼煉鐵廠、發(fā)電廠、焦化煤氣廠等所排放的廢棄 物及飛機、汽車、公交車等交通工具所排放的廢氣等。PAHs類污染物由于溶解性較差，辛 醇-水分配系數(shù)高，因此極易于附著于土壤顆粒，土壤就成為PAHs的主要載體。
[0003] 化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)主要是通過向土壤中添加氧化能力較強的氧化劑，使其與土壤 中有機污染物反應(yīng)，進一步將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化或降解為無毒或低毒物質(zhì)的技術(shù)。常用的氧化 劑主要包括過氧化氫、高錳酸鹽、類Fenton試劑、臭氧及過硫酸鹽等。過硫酸鹽在環(huán)境應(yīng) 用方面是一項較新的氧化技術(shù)，過硫酸鹽溶解在水中后生成S 2CV離子，S 2(V離子的氧化還 原電位為2. 0V，在和有機污染物反應(yīng)時較慢，F(xiàn)e( II )離子的加入、升高溫度、過氧化氫，能 夠活化S2O廣，產(chǎn)生具有更強氧化能力的硫酸根自由基SO4 ?。研宄表明，利用過硫酸鹽去 除苯系物質(zhì)有較好的去除效果。
[0004] 然而，目前過硫酸鹽氧化修復(fù)土壤技術(shù)研宄尚處于起步階段。實驗室常用小批量 的土樣進行有機污染的去除實驗，將土和水按一定比例混合，放于錐形瓶中進行氧化。這種 方式可以簡單快捷的確定氧化所需的最佳條件。而如果要用于實際原位修復(fù)（ISCO)應(yīng)用 時，并不能通過將土水混合振蕩完成氧化過程。此外，過硫酸鹽活化的實施方式，如加熱、加 堿等，也需要根據(jù)現(xiàn)場而調(diào)整。因此，為了更好的促進過硫酸鹽的原位氧化的實施和監(jiān)測原 位修復(fù)的氧化效果，有必要在實驗室模擬過硫酸鹽原位氧化的整個過程，但至今還未見有 關(guān)相關(guān)的報道。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用過硫酸鹽氧化去除 土壤芘污染物的模擬實驗裝置，考慮到實際原位氧化過程中過硫酸鹽的活化和氧化，為過 硫酸鹽的加熱活化和氧化，提供一種更接近實際、且實用的用于研宄原位氧化土壤芘污染 的模擬裝置。
[0006] 為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本實用新型的發(fā)明構(gòu)思如下：
[0007] 根據(jù)污染場地實際情況，考慮到土壤不同與水體系的非均一性質(zhì)和氧化劑過硫酸 鹽的特性，主要影響土壤芘去除因素包括以下幾個方面：過硫酸鹽的投加量；過硫酸鹽加 熱活化的溫度；土壤中芘的濃度；加熱方式；過硫酸鈉溶液在土壤的滲流速度等，而建立的 模擬裝置。
[0008] 根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0009] -種利用過硫酸鹽氧化去除土壤芘污染物的模擬實驗裝置，其特征在于：包括氧 化反應(yīng)裝置和溫度控制裝置，氧化反應(yīng)裝置主要由氧化反應(yīng)桶、閥門和支架組成，氧化反應(yīng) 桶通過支架實現(xiàn)豎直安裝在高處并穩(wěn)定設(shè)置，氧化反應(yīng)桶為圓柱形豎立的筒狀重力反應(yīng)容 器，利用重力作用使定量的過硫酸鹽反應(yīng)液透過氧化反應(yīng)桶中的待檢測的土壤試樣層，進 行去除土壤芘污染物的氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)桶的底部形成圓錐形斗狀底，在斗狀底內(nèi)填充 礫石，在斗狀底的底部設(shè)有連通的濾液收集室，濾液收集室和斗狀底之間的位置處設(shè)有篩 板，篩板的篩孔能實現(xiàn)液體流過并保持對土壤顆粒的阻隔，即防止圓錐形斗狀底中土壤顆 粒掉落到濾液收集室中，在濾液收集室的底部連接閥門，在氧化反應(yīng)裝置中，通過控制閥門 來控制過硫酸鹽溶液在待檢測的土壤試樣的滲流速度，溫度控制裝置包括加熱帶、控溫儀 和溫度檢測裝置，控溫儀通過導(dǎo)線與加熱帶電連接，加熱帶在氧化反應(yīng)桶的下半部外側(cè)，對 氧化反應(yīng)桶內(nèi)的待檢測的土壤試樣進行加熱，溫度檢測裝置的一系列溫度采樣點按照預(yù)設(shè) 的空間位置埋于氧化反應(yīng)桶中待檢測的土壤試樣的相應(yīng)位置處，溫度檢測裝置采集的多點 溫度值通過輸出設(shè)備實現(xiàn)輸出。
[0010] 作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，加熱帶以纏繞的方式通過外圍加熱為氧化反應(yīng) 桶內(nèi)的待檢測的土壤試樣提供所需熱量。
[0011] 作為上述技術(shù)方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，斗狀底內(nèi)填充的礫石的粒徑為 2~5mm〇
[0012] 作為上述技術(shù)方案的進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在濾液收集室和斗狀底之間設(shè)置的 篩板的孔徑接近2_，其各個孔之間的距離接近5_。
[0013] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實質(zhì)性特點和優(yōu)點：
[0014] 1.本實用新型能模擬原位氧化中過硫酸鹽投加的方式；
[0015] 2.本實用新型能模擬原位氧化中具有非均一性的土壤的加熱活化狀態(tài)和過程；
[0016] 3.本實用新型能模擬原位化學(xué)氧化中，氧化劑、污染物以及氧化產(chǎn)物的迀移轉(zhuǎn)化 特征。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型優(yōu)選實施例利用過硫酸鹽氧化去除土壤芘污染物的模擬實驗 裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的氧化反應(yīng)桶的結(jié)構(gòu)及采樣檢測位置參考位置示 意圖。
[0019] 圖3是反應(yīng)本實用新型優(yōu)選實施例的采樣檢測位置分布的沿著圖2中E-E方向的 氧化反應(yīng)桶橫斷面剖面圖。
[0020] 圖4是沿著圖3中F-F方向的氧化反應(yīng)桶縱向斷面剖面圖。
【具體實施方式】
[0021] 本實用新型的優(yōu)選實施例結(jié)合【附圖說明】如下：
[0022] 在本實施例中，參見圖1~圖4,一種利用過硫酸鹽氧化去除土壤芘污染物的模擬 實驗裝置，包括氧化反應(yīng)裝置和溫度控制裝置，氧化反應(yīng)裝置主要由氧化反應(yīng)桶1、閥門5 和支架6組成，氧化反應(yīng)桶1通過支架6實現(xiàn)豎直安裝在高處并穩(wěn)定設(shè)置，氧化反應(yīng)桶1為 圓柱形豎立的筒狀重力反應(yīng)容器，利用重力作用使定量的過硫酸鹽反應(yīng)液透過氧化反應(yīng)桶 1中的待檢測的土壤試樣層，進行去除土壤芘污染物的氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)桶1的底部形成 圓錐形斗狀底3,在斗狀底3內(nèi)填充粒