【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属污染物治理，具体涉及一种土壤重金属原位矿化提取系统及方法。
技术介绍
1、重金属污染物的流入导致农田土壤环境质量严重恶化、农产品质量安全受到巨大威胁，耕地主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。目前农田土壤重金属污染呈现由点向面、由大中城市周边向远郊农村扩散的趋势，许多地区农田土壤重金属污染呈现出区域性和流域性污染发展态势。
2、重金属虽然是一类有害物质，但同时也是有用资源。其中土壤原位淋洗技术最终需要把含重金属的淋洗液注入到地下水或者抽取后再进行相应异地处理，这些过程或可能造成污染面的扩大或增加处理成本等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种土壤重金属原位矿化提取系统及方法，解决了土壤原位淋洗造成污染面扩大的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种土壤重金属原位矿化提取系统，包括加药净化系统、喷淋管网、淋洗液收集池、重金属成矿提取装置、防渗系统及产物回收装置；
4、喷淋管网设置在污染土壤上方；淋洗液收集池设置在喷淋管网下方；
5、加药净化系统包括加药系统和净化系统，净化系统和加药系统连接；
6、加药系统中加入有淋洗液，淋洗液由加药系统泵送至喷淋管网；
7、防渗系统包括设置在浅层土壤下方的防渗隔板，及由浅层土壤形成的排水斜坡，在排水斜坡中预先挖好有引流沟，引流沟连接有排水管道，排水管道与淋洗液收集池连接；
8、淋洗液收集池与
9、进一步，喷淋管网包括淋洗液总给水管道和多行淋洗液分给水管道，每行淋洗液分给水管道上均匀布设有多个喷淋口，相邻淋洗液分给水管道上的喷淋口相互交错；
10、淋洗液总给水管道一端与加药系统连接，另一端与淋洗液分给水管道连接。
11、进一步，加药系统包括淋洗液储罐、淋洗液溶解罐、碱液储罐和碱液溶解罐，淋洗液储罐和淋洗液溶解罐连接，碱液储罐和碱液溶解罐连接；
12、淋洗液储罐中的淋洗液通过计量泵泵入淋洗液溶解罐，淋洗液溶解罐与喷淋管网连接；
13、碱液储罐中的碱液通过计量泵泵入碱液溶解罐，碱液溶解罐与重金属成矿提取装置连接。
14、进一步，净化系统包括相互连接的淋洗液净化罐和淋洗液收集罐，淋洗液收集罐与重金属成矿提取装置连接，淋洗液净化罐与淋洗液溶解罐连接，经过净化后的淋洗液再次流入淋洗液溶解罐。
15、进一步，淋洗液净化罐和淋洗液收集罐各设置有多组。
16、进一步，重金属成矿提取装置中添加有铝盐溶液，铝离子能够与重金属离子共沉淀形成类水滑石次生矿物。
17、进一步，产物回收装置包括卧式螺旋脱水离心机和间歇式滚筒烘干机。
18、进一步，重金属成矿提取装置包括箱体，箱体中间设有两个阳离子通过膜挡板，形成共沉淀反应区；
19、在共沉淀反应区以外的区域内设有多个用于过滤的隔板；
20、在共沉淀反应区内设有刮泥板和多个监测点，监测点连接有ph在线检测仪，用于监测共沉淀反应区内的ph。
21、进一步，每块隔板分为上下两段，下段为实心挡板，上段为过滤层。
22、本专利技术还公开了所述土壤重金属原位矿化提取系统的提取方法，包括以下过程：
23、先铺设好防渗系统：将受污染土壤的浅层土挖走，铺设防渗隔板，再将挖走的浅层土回填至防渗隔板上，回填时，使土壤形成间隔的多个排水斜坡，并在排水斜坡中预先挖好引流沟，引流沟连接至排水管道；
24、加药系统中的淋洗液经过喷淋管网输送至污染土壤上方；
25、土壤中重金属离子被溶解出后流至淋洗液收集池，之后进入重金属成矿提取装置将重金属离子提取出来，固液分离后，固体产物回收至产物回收装置中；
26、液体再经净化系统净化为可再利用的淋洗液，最后进入加药系统添加淋洗助剂成为新的淋洗液，循环利用。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
28、本专利技术公开了一种土壤重金属原位矿化提取系统，围绕诱导成矿核心技术设计，采用污染土壤原位淋洗修复设备+淋洗液诱导成矿提取收集处理设备的主体工艺。确定合理的淋洗剂，利用合理的加药装置稳定输出淋洗剂，通过土壤原位淋洗技术使土壤中的重金属离子溶解分离出来，再将含重金属离子的淋洗液引入到重金属成矿提取装置中，随后通过调节淋洗液ph并添加铝离子将重金属离子与添加的金属离子共沉淀形成类水滑石次生矿物(ldh)，通过合成ldh的方式来去除土壤中重金属离子并分离收取ldh材料。修复过程中，循环利用的淋洗液节约了淋洗液药剂的添加。最终的方案既可节省成本，也能使土壤修复系统可以被多次使用，同时也使资源得到了合理利用。
29、同时，还设计了防渗系统，在土壤下方铺设防渗隔板，并且利用土壤自形成排水斜坡和引流沟，经引流沟将淋洗过后的含有重金属的淋洗液引流至排水管道，经过收集池收集起来。淋洗液不会下渗到地下水，不会造成地下水的污染，不用抽提，而是收集起来，之后再对淋洗液进行处理。
30、进一步，喷淋管网主要利用土壤的渗透性和借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头将其喷淋到被污染土层中，把含有污染物的液体从土层中提取出来，进行分离和污水处理，去除水中的污染物，处理后的水又可以用于循环喷淋。相邻管道上的喷淋口相互交错，实现高效喷淋，避免淋洗液的浪费。
31、进一步，重金属成矿提取装置包括箱体，箱体中间设有两个阳离子通过膜挡板，形成共沉淀反应区；在共沉淀反应区以外的区域内设有多个隔板，将收集的淋洗液进行过滤沉淀，进入共沉淀反应区。通过向共沉淀反应区的土壤淋洗液中加入铝盐溶液，再加入碱液调节反应的ph，使重金属离子与铝离子形成共沉淀，重金属离子进入ldh结构中从而脱离水体形成固体沉淀物被除去，刮板则定期将形成的沉淀收集出来，得到含土壤重金属离子的类水滑石次生矿物。
32、进一步，每块隔板分为上下两段，下段为实心挡板，上段为过滤层。可以让大沉淀物先自行沉淀，其余通过过滤层过滤后进入下一个隔板，这样设计过滤效率高。
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1.一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，包括加药净化系统(2)、喷淋管网(10)、淋洗液收集池(9)、重金属成矿提取装置(5)、防渗系统(4)及产物回收装置(8)；
2.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，喷淋管网(10)包括淋洗液总给水管道(1)和多行淋洗液分给水管道(12)，每行淋洗液分给水管道(12)上均匀布设有多个喷淋口(11)，相邻淋洗液分给水管道(12)上的喷淋口(11)相互交错；
3.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，加药系统(21)包括淋洗液储罐(211)、淋洗液溶解罐(212)、碱液储罐(213)和碱液溶解罐(214)，淋洗液储罐(211)和淋洗液溶解罐(212)连接，碱液储罐(213)和碱液溶解罐(214)连接；
4.根据权利要求3所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，净化系统(22)包括相互连接的淋洗液净化罐(222)和淋洗液收集罐(221)，淋洗液收集罐(221)与重金属成矿提取装置(5)连接，淋洗液净化罐(222)与淋洗液溶解罐(212)连接
5.根据权利要求4所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，淋洗液净化罐(222)和淋洗液收集罐(221)各设置有多组。
6.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，重金属成矿提取装置(5)中添加有铝盐溶液，铝离子能够与重金属离子共沉淀形成类水滑石次生矿物。
7.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，产物回收装置(8)包括卧式螺旋脱水离心机(81)和间歇式滚筒烘干机(82)。
8.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，重金属成矿提取装置(5)包括箱体，箱体中间设有两个阳离子通过膜挡板(51)，形成共沉淀反应区；
9.根据权利要求8所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，每块隔板分为上下两段，下段为实心挡板(52)，上段为过滤层(53)。
10.基于权利要求1-9任意一项所述土壤重金属原位矿化提取系统的提取方法，其特征在于，包括以下过程：
...【技术特征摘要】
1.一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，包括加药净化系统(2)、喷淋管网(10)、淋洗液收集池(9)、重金属成矿提取装置(5)、防渗系统(4)及产物回收装置(8)；
2.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，喷淋管网(10)包括淋洗液总给水管道(1)和多行淋洗液分给水管道(12)，每行淋洗液分给水管道(12)上均匀布设有多个喷淋口(11)，相邻淋洗液分给水管道(12)上的喷淋口(11)相互交错；
3.根据权利要求1所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，加药系统(21)包括淋洗液储罐(211)、淋洗液溶解罐(212)、碱液储罐(213)和碱液溶解罐(214)，淋洗液储罐(211)和淋洗液溶解罐(212)连接，碱液储罐(213)和碱液溶解罐(214)连接；
4.根据权利要求3所述的一种土壤重金属原位矿化提取系统，其特征在于，净化系统(22)包括相互连接的淋洗液净化罐(222)和淋洗液收集罐(221)，淋洗液收集罐(221)与重金属成矿提取装置(5)连接，淋洗液净化罐(222)与淋洗液溶解罐...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖潘民旺，张晨昊，邱金娇，张敏，王姊煜，袁梦瑶，万学雅，郭军康，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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