萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置及方法，该装置包括内置中空纤维膜组件的中空纤维膜器；所述中空纤维膜器具有膜溶剂的注入口和膜溶剂废液的排出口以及土壤洗涤液的注入口和非离子型表面活性剂的回收口；土壤洗涤液为用非离子型表面活性剂洗涤有机污染土壤后得到的土壤洗涤液，膜溶剂有较低的化学位或者高于非离子型表面活性剂的溶解能力。该方法的步骤是获取土壤洗涤液，将土壤洗涤液注入到中空纤维膜器，回收得到非离子型表面活性剂，该中空纤维膜器连接有膜溶剂的注入口和膜溶剂废液的排出口。

【技术实现步骤摘要】
萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置及方法
本专利技术涉及污水处理
，具体地说涉及一种萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置及方法。
技术介绍
土壤洗涤是一种异位修复技术，是将从污染场地挖掘出来的污染土壤经过预处理后与洗涤液在洗涤反应器中混合，在一定条件下，通过搅拌等外力的辅助，使污染土壤和洗涤液发生作用，分离出洗过的土壤进行回填或深度处理，同时收集得到了富集污染物的土壤洗涤液。土壤洗涤可以去除90～99％的挥发性有机物和40～90％半挥发性的有机物。土壤洗涤液的特征是含有大量土壤颗粒、非离子型表面活性剂和多种难溶性疏水性有机物的混合溶液。在土壤洗涤过程中，为了达到较好的洗涤效果，通常使用较高浓度的非离子型表面活性剂，虽然土壤吸附了一定量的非离子型表面活性剂，但土壤洗涤液中的非离子型表面活性剂浓度仍然非常高。此洗涤液一方面不能直接排放，再者废液中的非离子型表面活性剂可以回收利用。如果从洗涤废液中分离出非离子型表面活性剂，由可以减少非离子型表面活性剂的购买成本，并实现土壤洗涤工艺中零废水的排放。中空纤维管是一种管状的憎水性高分子纤维，管壁上有若干微孔，孔隙率约在60％左右。用中空纤维管作为固定膜，膜溶剂浸透中空纤维膜的微孔，并渗透至另一侧，这样，土壤洗涤液和膜溶剂在膜表面发生传质，其中，土壤洗涤液通过中空纤维膜，膜溶剂通过管束的空间。中国专利申请号201511026529.1、名称为“一种回收土壤淋洗液的非离子型表面活性剂的方法”，该专利技术利用剩余污泥对聚氧乙烯型非离子非离子型表面活性剂或生物非离子型表面活性剂的吸附作用较小的特点，与本专利技术的技术原理不同。中国专利申请号201110109507.7、名称为“一种从土壤洗涤液中回收非离子型表面活性剂的方法”，该专利技术利用活性炭对土壤洗涤液体中非离子型表面活性剂和憎水性有机物选择性吸附机理，与本专利技术的技术原理不同。中国专利申请号201510084980.2、名称为“萃取分离地下水中有机污染物和非离子型表面活性剂的装置及方法”，该专利技术是利用化合物在两种互不相溶(或部分互溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的原理，没有使用本专利技术的中空纤维膜组件。。可见，利用固定膜萃取技术，以中空纤维膜为载体，分离疏水性有机物和非离子型表面活性剂的研究还较少。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置及方法，以中空纤维膜为固定膜萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂。可以回收土壤洗涤液中90％以上的非离子型表面活性剂的同时去除90％的疏水性有机物，分离过程中不产生泡沫，同时适用于挥发性和非挥发性的有机物污染土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的回收，分离出的非离子型表面活性剂可以直接应用于下一轮土壤洗涤中。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，包括内置中空纤维膜组件的中空纤维膜器；所述中空纤维膜组件为膜溶剂浸泡过的中空纤维膜组件，所述中空纤维膜器具有膜溶剂的注入口和膜溶剂废液的排出口以及土壤洗涤液的注入口和非离子型表面活性剂的回收口；所述土壤洗涤液为用非离子型表面活性剂洗涤有机污染土壤后得到的土壤洗涤液，所述膜溶剂有较低的化学位或者高于非离子型表面活性剂的溶解能力。作为对上述技术方案的改进，所述膜溶剂为正己烷、正癸烷、正十六烷或二氯甲烷中的一种。作为对上述技术方案的改进，所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇对异辛基苯基醚(TX100)或聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween80)。作为对上述技术方案的改进，所述中空纤维膜组件为微孔径为0.02-1um、孔隙率在50％-80％的高分子纤维膜组件。作为对上述技术方案的改进，所述中空纤维膜组件由多根中空纤维膜排列成束状；所述中空纤维膜由聚乙烯、聚丙烯、聚砜或四氟乙烯制作而成；所述中空纤维膜内径为1.0-5.0mm、外径为2.0-6.0mm。作为对上述技术方案的改进，所述中空纤维膜组件还包括设置在束状中空纤维膜两端的用环氧树脂铸成的管板，所述管板设置有若干个连通口，所述膜溶剂的注入口、非离子型表面活性剂的回收口与下端管板的连通口相连通，所述土壤洗涤液的注入口、膜溶剂废液的排出口与上端管板的连通口相连通。作为对上述技术方案的改进，所述萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置还包括依次通过管道连接的用于洗涤有机污染土壤的搅拌池、用于土壤洗涤液水土分离的沉淀池、用于调节土壤洗涤液水量和盐分的调节池、中空纤维膜器、回收池；所述中空纤维膜组件设置在中空纤维膜器的内腔中，所述调节池与土壤洗涤液的注入口、所述膜溶剂的注入口与膜溶剂供应池通过连通管道相连通，该连通管道上分别设置有蠕动泵；所述回收池与非离子型表面活性剂的回收口、所述膜溶剂废液的排出口与膜溶剂废液的集聚池通过连通管道相连通。作为对上述技术方案的改进，本专利技术并提供了一种利用该萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置回收土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的方法，该方法的步骤是：S1、在搅拌池内用非离子型表面活性剂洗涤有机污染土壤，液固体积比为10∶1，回收洗涤后的液体，得到土水混合液；S2、将土水混合液转移至沉淀池中，静置12小时，收集上层溶液，得到土壤洗涤液；土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的浓度要大于其三倍的临界胶束浓度。S3、将土壤洗涤液转移至调节池内，加入盐分；S4、将中空纤维膜组件在膜溶剂中浸泡12小时，再装入中空纤维膜器内，通过蠕动泵将膜溶剂从膜溶剂的注入口注入，膜溶剂废液的排出口流出，调节膜溶剂的注入口注入流速为10-30mL/min；S5、等膜溶剂废液的排出口流出液稳定后，通过蠕动泵将调节好的土壤洗涤液体注入中空纤维膜器土壤洗涤液的注入口，非离子型表面活性剂的回收口排出，调节土壤洗涤液的注入口注入流速为80-120mL/min；S6、等非离子型表面活性剂的回收口流出液稳定后，收集流出液，即得到回收好的非离子型表面活性剂；S7、将回收好的非离子型表面活性剂与新鲜的非离子型表面活性剂混合后，再注入搅拌池进行土壤洗涤。作为对上述技术方案的改进，所述盐分是指氯化钠或者氯化钙，其浓度在100-200mg/L间。专利技术中，所述的疏水性有机物(HOCs)是指多环芳烃、多氯联苯、硝基芳香类化合物和有机氯农药等，本专利技术中以菲(PHE)为代表。专利技术的原理是利用疏水性有机物在中空纤维膜两侧载体有不同的分配系数。土壤洗涤液中的非离子型表面活性剂多数为胶团态，疏水性有机物多为胶团溶解态。在传质过程中，土壤洗涤液中的游离态疏水性有机物会进入分配系数较高的膜溶剂中，导致洗涤液中疏水性有机物的化学位降低，而非离子型表面活性剂胶团中的化学位较高，从而提供了疏水性有机物从胶团内向胶团外迁移的推动力，使更多的疏水性有机物进入膜溶剂中，并且，进入膜溶剂中的疏水性有机物不能返回至非离子型表面活性剂胶团中，最终可以回收非离子型表面活性剂溶液。在土壤洗涤液中加入适量盐分，可以增加非离子型表面活性剂的临界胶束浓度，增大胶团聚集数，有利于非离子型表面活性剂疏水性有机物的分离。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益效果是：本专利技术的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，包括内置中空纤维膜组件的中空纤维膜器；所述中空纤维膜组件为膜溶剂浸泡过的中空纤维膜组件，所述中空纤维膜器具有膜溶剂的注入口和膜溶剂废液的排出口以及土壤洗涤液的注入口和非离子型表面活性剂的回收口；所述土壤洗涤液为用非离子型表面活性剂洗涤有机污染土壤后得到的土壤洗涤液，所述膜溶剂有较低的化学位或者高于非离子型表面活性剂的溶解能力。

【技术特征摘要】
1.一种萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，包括内置中空纤维膜组件的中空纤维膜器；所述中空纤维膜组件为膜溶剂浸泡过的中空纤维膜组件，所述中空纤维膜器具有膜溶剂的注入口和膜溶剂废液的排出口以及土壤洗涤液的注入口和非离子型表面活性剂的回收口；所述土壤洗涤液为用非离子型表面活性剂洗涤有机污染土壤后得到的土壤洗涤液，所述膜溶剂有较低的化学位或者高于非离子型表面活性剂的溶解能力。2.根据权利要求1所述的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，所述膜溶剂为正己烷、正癸烷、正十六烷或二氯甲烷中的一种。3.根据权利要求1所述的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇对异辛基苯基醚或聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯。4.根据权利要求1所述的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，所述中空纤维膜组件为微孔径为0.02-1um、孔隙率在50％-80％的高分子纤维膜组件。5.根据权利要求4所述的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，所述中空纤维膜组件由多根中空纤维膜排列成束状；所述中空纤维膜由聚乙烯、聚丙烯、聚砜或四氟乙烯制作而成；所述中空纤维膜内径为1.0-5.0mm、外径为2.0-6.0mm。6.根据权利要求5所述的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在于，所述中空纤维膜组件还包括设置在束状中空纤维膜两端的用环氧树脂铸成的管板，所述管板设置有若干个连通口，所述膜溶剂的注入口、非离子型表面活性剂的回收口与下端管板的连通口相连通，所述土壤洗涤液的注入口、膜溶剂废液的排出口与上端管板的连通口相连通。7.根据权利要求6所述的萃取分离土壤洗涤液中非离子型表面活性剂的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑飞，张永胜，邹波蓉，刘凡，温舒晴，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41