專利名稱：從土壤中萃取重金屬離子的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)，具體地涉及一種能夠有效萃取土壤耕作層中有毒
重金屬離子的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前，鑒于土壤重金屬污染的普遍性和嚴(yán)重性，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已紛紛制定相應(yīng)的 土壤修復(fù)計(jì)劃。美國(guó)聯(lián)邦政府制定了土壤和地下水修復(fù)計(jì)劃，準(zhǔn)備投資數(shù)百億到上千億美 元。1994年美國(guó)發(fā)起并成立了"全球土壤修復(fù)網(wǎng)絡(luò)(Global SoilRemediation Net-work)"。
縱觀國(guó)內(nèi)外土壤重金屬污染修復(fù)研究，傳統(tǒng)的重金屬污染土壤治理主要采用土壤 固化、玻璃化、淋濾法、洗土法、客土法、電化學(xué)法等物理或化學(xué)方法等。這些方法存在著 以下缺點(diǎn)(l)成本高，一公頃的重金屬污染土地往往高達(dá)數(shù)千萬美元，而且難以大規(guī)模使 用；(2)破壞土壤生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)喪失、土壤生物活性下降和土壤肥力退化，往往 需要進(jìn)行二次處理；(3) 二次污染，運(yùn)用物理、化學(xué)、電化學(xué)方法對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)的 過程往往又會(huì)造成對(duì)土壤的再次污染。 從20世紀(jì)80年代開始，許多工業(yè)化國(guó)家都就非常關(guān)注運(yùn)用植物修復(fù)土壤的技術(shù) 研究，植物修復(fù)(phytoremediation)是一種新興的重金屬污染原位(in situ)綠色修復(fù)技 術(shù)，作為其核心技術(shù)之一的植物提取技術(shù)(phytoextraction)，已發(fā)展成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的 研究與應(yīng)用熱點(diǎn)，并引起政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的高度重視，僅在北美就有多達(dá)兩百個(gè)的從 事環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)開發(fā)研究的機(jī)構(gòu)和公司。從當(dāng)前國(guó)際植物提取技術(shù)研究與實(shí)踐進(jìn)展來 看，尚存在并需解決以下問題(1)可供選擇的能富集重金屬Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn的植物 品種較少，特別是能同時(shí)富集兩種以上金屬的植物極少；(2)被推薦優(yōu)先使用的超富集植 物(hyper-accumulator)，普遍生物量偏低，重金屬的總體去除效率較低，同時(shí)還存在異地 氣候適應(yīng)、缺乏經(jīng)濟(jì)效益等問題；(3)污染土壤中重金屬生物有效性(bioavailability)有 待提高，Marchiol等2004年和Li等2003年的研究也指出自然界還未見有生物量高且超 富集鎘的野生植物和農(nóng)作物，可見尋求或培育地上生物量大、且能富集土壤中重金屬元素 的植物還是當(dāng)今土壤污染修復(fù)研究的主要議題；(4)從應(yīng)用來看，發(fā)達(dá)國(guó)家的植物修復(fù)技 術(shù)部分已投入實(shí)際應(yīng)用，并獲得了較好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，而我國(guó)尚處于起步階段， 相關(guān)技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室或中試階段，缺乏推廣性和普適性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn污染嚴(yán)重的問題，提供了一種從土壤 中萃取重金屬離子的方法及其裝置，它能夠有效吸收-鈍化-固化-萃取土壤耕作層中活 性的Cd2+、 Cr3+、 Cu2+、 Hg2+、 Pb2+和Zn2+等離子、又能保持土壤微域水分、并釋放一定K+離子， 并可實(shí)現(xiàn)該萃取重金屬離子裝置內(nèi)部吸收劑的更新、凈化及循環(huán)處理。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下 —種從土壤中萃取重金屬離子的方法，用于對(duì)重金屬污染土壤的重金屬離子萃取，其特征在于所述方法包括 采用包括納米碳纖維、活性炭、陽離子表面活性劑、丙烯酰胺、丙烯酸鉀、污泥顆粒 物和硫化鉀的組合物組成重金屬離子吸附劑； 將該重金屬離子吸附劑放置在一多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)形成多孔隙硬質(zhì)塑囊，將該多 孔隙硬質(zhì)塑囊埋設(shè)于土壤中萃取重金屬離子。具體地講，述丙烯酰胺和丙烯酸鉀包括丙烯酰胺和丙烯酸鉀凝膠，所述組合物的各組分的重量配比如下納米碳纖維0. 30% 0. 80%活性炭8. 00% 12%陽離子表面活性劑15. 00% 20. 00%丙烯酰胺3. 00% 5. 00%丙烯酸鉀3. 00% 5. 00%污泥顆粒物54. 70% 68. 90%。硫化鉀1. 80% 2. 50%。所述陽離子表面活性劑包括二乙醇胺CH3N-(CH2-CH20H)2 ;
所述污泥顆粒物包括淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、造紙行業(yè)高濃度污水處理系統(tǒng)中的高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器生產(chǎn)出的新鮮顆粒污泥。
所述多孔隙硬質(zhì)塑囊包括一管狀高分子材料體，其端部扣裝設(shè)置蓋體，該多孔隙硬質(zhì)塑囊上分布有多個(gè)通透孔。
所述多孔隙硬質(zhì)塑囊包括直徑30 50mm，長(zhǎng)度為100 150mm的管材，其上分布設(shè)置60 80個(gè)直徑為1 2mm的通透孔。
一種從土壤中萃取重金屬離子的裝置，用于對(duì)重金屬污染土壤的重金屬離子萃取，其特征在于所述裝置包括重金屬離子吸附劑，包括納米碳纖維、活性炭、陽離子表面活性劑、丙烯酰胺、丙烯酸鉀、污泥顆粒物和硫化鉀組成的組合物；
多孔隙硬質(zhì)殼體，其內(nèi)填充該重金屬離子吸附劑形成多孔隙硬質(zhì)塑囊。
具體地講，所述組合物的各組分的重量配比如下
納米碳纖維0. 30% 0. 80%活性炭8. 00% 12%陽離子表面活性劑15. 00% 20. 00%丙烯酰胺3. 00% 5. 00%丙烯酸鉀3. 00% 5. 00%污泥顆粒物54. 70% 68. 90%。硫化鉀1. 80% 2. 50%。 所述陽離子表面活性劑包括二乙醇胺CH3N_(CH2_CH2OH)2 ; 所述污泥顆粒物包括淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、造紙行業(yè)高濃度污水處理系統(tǒng) 中的高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器生產(chǎn)出的新鮮顆粒污泥。 所述多孔隙硬質(zhì)塑囊包括一管狀高分子材料體，其端部扣裝或螺紋連接設(shè)置蓋 體，該多孔隙硬質(zhì)塑囊上分布有多個(gè)通透孔。
所述多孔隙硬質(zhì)塑囊包括直徑30 50mm，長(zhǎng)度為100 150mm的管材，其上分布設(shè)置60 80個(gè)直徑為1 2mm的通透孔。 該從土壤中萃取重金屬離子的方法及其裝置可以在農(nóng)作物耕種過程中，將該裝置埋設(shè)在土壤耕作層下部，例如深度為28 40cm，隨著農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中土壤耕作層中水分遷移及其含量變化，促使土壤耕作層中的水溶態(tài)和可交換態(tài)的活性Cd2+、 Cr3+、 Cu2+、Hg2+、 Pb2+和Zn2+等不斷通過多孔隙進(jìn)入多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)部被吸附劑所吸收，并可被硫化鉀所鈍化和固化，同時(shí)吸附劑中的K+也緩慢釋放并在濃度梯度力的作用下通過多孔隙進(jìn)入土壤溶液之中并供給農(nóng)作物根系吸收。經(jīng)過一個(gè)到兩個(gè)耕作季節(jié)之后回收土壤耕作層中多孔隙硬質(zhì)殼體，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可實(shí)現(xiàn)該萃取重金屬離子裝置內(nèi)部吸收劑的更新、凈化及循環(huán)處理。 該吸附劑所填充的外殼可采用具有較佳化學(xué)耐受性、較強(qiáng)抗機(jī)械撞擊力的高分子復(fù)合材料，該外殼上設(shè)置的通透孔為土壤溶液及其離子與吸附劑進(jìn)行交換遷移的通道。該外殼具有很好的抗農(nóng)業(yè)耕作的機(jī)械沖擊性能，將其置于土壤耕作層中不會(huì)影響耕作活動(dòng)和農(nóng)作物的正常生產(chǎn)發(fā)育，而且該多孔隙硬質(zhì)殼體也便于回收再處理及循環(huán)使用。本發(fā)明采用由納米碳纖維(Carbon nanof iber)、活性炭(active carbon)、陽離子表面活性齊U (Cationic surface active agent)、丙烯酉先胺禾口丙烯酸鉀(Acrylamide-PotassiumAcrylate)、污泥顆粒物，按一定比例配制而成的能夠有效吸附土壤溶液中重金屬離子的吸附劑。其中丙烯酰胺和丙烯酸鉀的主要作用吸收并聚集土壤中含有重金屬離子的水溶液，丙烯酰胺和丙烯酸鉀的吸液倍率可達(dá)250g/g以上，對(duì)土壤溶液中陽離子的吸液倍率可達(dá)60g/g以上，而且在多數(shù)土壤的pH值(4.5 9. 0)范圍內(nèi)，丙烯酰胺和丙烯酸鉀的吸液吸附性比較穩(wěn)定。丙烯酰胺和丙烯酸鉀對(duì)土壤、地下水及農(nóng)作物無害，它還富含營(yíng)養(yǎng)元素鉀有利于作物生產(chǎn)發(fā)育，在土壤中它們具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成有利。多孔隙硬囊內(nèi)部所填充的碳納米纖維與活性炭對(duì)土壤水溶液中CcT、Cr3+、Cu2+、Fe2+、Pb2+、Zn2+等陽離子均具有較強(qiáng)的吸附能力，而且這種吸附能力隨著土壤溶液中重金屬離子的質(zhì)量濃度有增加的趨勢(shì)。同時(shí)活性炭和碳納米纖維也對(duì)土壤溶液中的多種有機(jī)物具有較強(qiáng)的吸附能力，需要指出的是吸附劑外圍聚集的多種土壤有機(jī)物，對(duì)于吸附并保持土壤溶液中的重金屬陽離子亦具有重要的促進(jìn)作用。 污泥顆粒物可以為包括淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、造紙行業(yè)高濃度污水處理系統(tǒng)中的高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器生產(chǎn)出的新鮮顆粒污泥。污泥顆粒具有較高的生物活性、高容積負(fù)荷性能，可以做為納米碳纖維、活性碳和丙烯酰胺和丙烯酸鉀的載體，更大容量的包容和吸附重金屬離子，提高重金屬離子集中效能。 為了防止被吸附劑所吸附的重金屬離子被代換再進(jìn)入土壤溶液中或者被農(nóng)作物
關(guān)系吸收，就需要對(duì)這些重金屬離子進(jìn)行固化與鈍化處理。在綜合實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，本發(fā)
明采用在吸附劑中添加硫化鉀作為重金屬離子的固化-鈍化復(fù)合劑，該復(fù)合劑在使用過程
中還能夠不斷向土壤中釋放K+，以滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素鉀的需求，其綜合化學(xué)
反應(yīng)機(jī)理為 K2S = 2K++S2— CcT+S2— = CdS Ksp = 8. 0X 10—27 Cu2++S2— = Ksn = 6. 3 X 10—36
Pb2++S2— = PbS Ksp = 1. OX 10—28
Zn2++S2— = ZnS Ksp = 2. 93 X 10—25 按上述各重金屬硫化物的溶度積(Ksp)數(shù)值，當(dāng)多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)吸附劑內(nèi)部溶
液中硫化鉀溶解所電解形成的S2—濃度為10—4mol/L(即相當(dāng)于溶液中S2—濃度為3. 2mg/kg)
時(shí)，上述重金屬硫化物處于電解平衡時(shí)，其溶液中重金屬離子的濃度分別為 [CcT] = 8. 0X10—23mol/L相當(dāng)于8. 96X 10—21mg/kg [Cu2+] = 6. 3X10—32mol/L相當(dāng)于4. 03X 10—30mg/kg [Pb2+] = 1. OX 10—24mol/L相當(dāng)于2. 07X 10—22mg/kg [Zn2+] = 2. 93X 10—25mol/L 相當(dāng)于1. 91 X 10—23mg/kg 另外，由于土壤中多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)還裝配有丙烯酰胺和丙烯酸鉀吸水劑，以及活性炭、碳納米纖維和陽離子表面活性劑等吸附劑，這樣就可以保障土壤中的多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)有充足水分和有機(jī)物以保持還原性狀態(tài)，以避免殼體中的重金屬硫化物被氧化而活化。這樣就完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤中水溶態(tài)、交換態(tài)重金屬污染物的吸收、鈍化及固化，并通過收集、處理土壤中多孔隙硬質(zhì)殼體及其中吸附劑，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中植物可吸收態(tài)重金屬元素的萃取，并使土壤中水溶態(tài)、可交換態(tài)重金屬元素含量快速降低，以減緩其對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)及地表水水質(zhì)的危害。 在上述吸附、鈍化、固化及萃取土壤中水溶態(tài)、可交換態(tài)重金屬元素的全過程中，其多孔隙硬質(zhì)殼體及其吸附劑均沒有有毒有害物質(zhì)釋放，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育無不利影響，而且也絕無土壤和地表水的二次污染現(xiàn)象發(fā)生。 本發(fā)明的有益效果在于，該土壤中萃取重金屬離子的方法及其裝置針對(duì)目前土壤Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Pb和Zn污染嚴(yán)重的問題，能夠有效吸收_鈍化_固化_萃取土壤耕作層中活性的Cd2+、 Cr3+、 Cu2+、 Hg2+、 Pb2+和Zn2+等離子、又能保持土壤微域水分、并釋放一定K+離子，并可實(shí)現(xiàn)該萃取重金屬離子裝置內(nèi)部吸收劑的更新、凈化及循環(huán)處理。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1采用納米碳纖維、活性炭、丙烯酰胺和丙烯酸鉀、硫化鉀的組合物組成重金屬離子吸附劑組合物，并以市售污泥顆粒作為吸附劑組合物的載體，其中納米碳纖維的
規(guī)格為:OD > 50nm， ID = 25-40， Length = 10-20咖。該組合物中各組分的重量配比為:
納米碳纖維0. 5%活性炭10. 00%陽離子表面活性劑18. 00%丙烯酰胺3. 00%丙烯酸鉀5. 00%硫化鉀2. 5%污泥顆粒物61. 00%將上述物質(zhì)進(jìn)行充分混合，得到吸附劑混合體。多孔隙硬質(zhì)殼體采用具有極佳化學(xué)耐受性、較強(qiáng)抗機(jī)械撞擊力、透明的Teflon-FEP材料，其規(guī)格為直徑40mm長(zhǎng)120mm的圓底旋蓋結(jié)構(gòu)，管材厚度為2mm ;殼體四周及其圓底面上設(shè)計(jì)有60-80個(gè)分布均勻、直徑為l-2mm的通透孔。 在該多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)填充上述重金屬離子吸附劑組合物，形成多孔隙硬質(zhì)塑囊。在農(nóng)作物播種的過程中將其分別移植于土壤耕作層底部，根據(jù)地表坡度、土壤質(zhì)地、土壤水分及其土壤中重金屬含量狀況， 一般按3mX 3m的空間密度移植，即每畝土地移植70個(gè)左右，在農(nóng)作物成熟之后的翻耕土地時(shí)收回，可再次移位放置。其適應(yīng)于對(duì)水澆地、水田、園地、菜地以及土壤通透性良好的場(chǎng)地等的土壤重金屬污染修復(fù)與凈化。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，在切斷土壤重金屬元素污染源的前提條件下，通過將本發(fā)明的多孔隙硬質(zhì)塑囊移植至土壤耕作層底部，在農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中，該復(fù)合吸附劑可以不斷吸附并固化土壤溶液中的水溶態(tài)、可交換態(tài)重金屬離子，同時(shí)還能夠向土壤提供一些農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素鉀，運(yùn)用本發(fā)明經(jīng)過三個(gè)耕作季節(jié)的持續(xù)吸附與固化，可以顯著地降低土壤中水溶態(tài)和可交換態(tài)重金屬離子含量，以消除或者減緩?fù)寥乐兄亟饘僭貙?duì)農(nóng)作物及其地表水體水質(zhì)的危害，達(dá)到消除土壤重金屬污染危害和快速修復(fù)被污染土壤之目的。另外運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)及其裝置吸附、鈍化、固化及萃取土壤溶液中水溶態(tài)、可交換態(tài)重金屬離子具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，它不破壞土壤生態(tài)環(huán)境、不影響農(nóng)作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，絕無二次污染的發(fā)生。 實(shí)施例2采用納米碳纖維、活性炭、丙烯酰胺和丙烯酸鉀的組合物組成重金屬離子吸附劑組合物，該組合物中各組分的重量配比為納米碳纖維0. 30%活性炭8. 00%陽離子表面活性劑15. 00%丙烯酰胺3. 00%丙烯酸鉀3. 00%硫化鉀1. 80%污泥顆粒物68. 90%將上述物質(zhì)進(jìn)行充分混合，多孔隙硬質(zhì)殼體采用具有極佳化學(xué)耐受性、較強(qiáng)抗機(jī)械撞擊力、透明的聚氨酯材料，其規(guī)格為直徑50mm長(zhǎng)150mm的管材，其兩端扣裝固定端蓋，管體和端蓋上分布有多個(gè)直徑為l-2mm的通透孔，在該多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)填充上述重金屬離子吸附劑組合物，形成多孔隙硬質(zhì)塑囊。 實(shí)施例3采用納米碳纖維、活性炭、丙烯酰胺和丙烯酸鉀的組合物組成重金屬離子吸附劑組合物，該組合物中各組分的重量配比為納米碳纖維0. 80%活性炭12%陽離子表面活性劑20. 00%丙烯酰胺5. 00%丙烯酸鉀5. 00%硫化鉀2. 50%污泥顆粒物54. 70%多孔隙硬質(zhì)殼體采用具有極佳化學(xué)耐受性、較強(qiáng)抗機(jī)械撞擊力、透明的聚碳酸都材料，其規(guī)格為直徑30mm長(zhǎng)100mm的管材，其兩端扣裝固定端蓋，管體和端蓋上分布有多個(gè)直徑為l-2mm的通透孔，在該多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)填充上述重金屬離子吸附劑組合物，形成多孔隙硬質(zhì)塑囊。 經(jīng)過應(yīng)用實(shí)驗(yàn)表明，在尚未達(dá)到中度或重度重金屬污染的各類土壤，通過運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)與裝置對(duì)土壤溶液中的水溶態(tài)、可交換態(tài)重金屬離子的吸附、鈍化、固化和萃取。另外對(duì)于受重金屬污染的地表水體通過安置固定多孔隙硬質(zhì)塑囊，并根據(jù)水文特征和水質(zhì)狀況選擇適當(dāng)?shù)乃w深度，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地表水體中重金屬離子的吸附、鈍化、固化和萃取。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，上述吸附劑組合物的各組分可以按照所應(yīng)用于的土壤中的重金屬離子含量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并可以多種配比組合方式，當(dāng)然陽離子表面活性劑主要起到污泥顆粒物中其它組分的結(jié)合均勻度的調(diào)整功能，可以采用其它陽離子表面活性劑代替，或者不采用該組分。
權(quán)利要求
一種從土壤中萃取重金屬離子的方法，用于對(duì)重金屬污染土壤的重金屬離子萃取，其特征在于所述方法包括采用包括納米碳纖維、活性炭、陽離子表面活性劑、丙烯酰胺、丙烯酸鉀、污泥顆粒物和硫化鉀的組合物組成重金屬離子吸附劑；將該重金屬離子吸附劑放置在一多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)形成多孔隙硬質(zhì)塑囊，將該多孔隙硬質(zhì)塑囊埋設(shè)于土壤中萃取重金屬離子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從土壤中萃取重金屬離子的方法，其特征在于所述丙烯酰胺 和丙烯酸鉀包括丙烯酰胺和丙烯酸鉀凝膠，所述組合物的各組分的重量配比如下納米碳纖維 活性炭陽離子表面活性劑丙烯酰胺丙烯酸鉀污泥顆粒物硫化鉀0. 30% 0. 80% 8. 00% 12% 15. 00% 20. 00% 3. 00% 5. 00% 3. 00% 5. 00% 54. 70% 68. 90%。1. 80% 2. 50%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的從土壤中萃取重金屬離子的方法，其特征在于所述陽離子表 面活性劑包括二乙醇胺CH3N-(CH2-CH20H)2 ;所述污泥顆粒物包括淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、造紙行業(yè)高濃度污水處理系統(tǒng)中的 高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器生產(chǎn)出的新鮮顆粒污泥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從土壤中萃取重金屬離子的方法，其特征在于所述多孔隙硬 質(zhì)塑囊包括一管狀高分子材料體，其端部扣裝設(shè)置蓋體，該多孔隙硬質(zhì)塑囊上分布有多個(gè) 通透孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的從土壤中萃取重金屬離子的方法，其特征在于所述多孔隙硬 質(zhì)塑囊包括直徑30 50mm，長(zhǎng)度為100 150mm的管材，其上分布設(shè)置60 80個(gè)直徑為 1 2mm的通透孔。
6. —種從土壤中萃取重金屬離子的裝置，用于對(duì)重金屬污染土壤的重金屬離子萃取， 其特征在于所述裝置包括重金屬離子吸附劑，包括納米碳纖維、活性炭、陽離子表面活性劑、丙烯酰胺、丙烯酸 鉀、污泥顆粒物和硫化鉀組成的組合物；多孔隙硬質(zhì)殼體，其內(nèi)填充該重金屬離子吸附劑形成多孔隙硬質(zhì)塑囊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的從土壤中萃取重金屬離子的裝置，其特征在于所述組合物的 各組分的重量配比如下0. 30% 0. 80% 8. 00% 12% 15. 00% 20. 00% 3. 00% 5. 00% 3. 00% 5. 00% 54. 70% 68. 90%。1. 80% 2. 50%。納米碳纖維 活性炭陽離子表面活性劑丙烯酰胺丙烯酸鉀污泥顆粒物硫化鉀
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的從土壤中萃取重金屬離子的方法，其特征在于所述陽離子表 面活性劑包括二乙醇胺CH3N-(CH2-CH20H)2 ;所述污泥顆粒物包括淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、造紙行業(yè)高濃度污水處理系統(tǒng)中的 高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器生產(chǎn)出的新鮮顆粒污泥。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從土壤中萃取重金屬離子的裝置，其特征在于所述多孔隙硬 質(zhì)塑囊包括一管狀高分子材料體，其端部扣裝或螺紋連接設(shè)置蓋體，該多孔隙硬質(zhì)塑囊上 分布有多個(gè)通透孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的從土壤中萃取重金屬離子的裝置，其特征在于所述多孔隙 硬質(zhì)塑囊包括直徑30 50mm，長(zhǎng)度為100 150mm的管材，其上分布設(shè)置60 80個(gè)直徑 為1 2mm的通透孔。
全文摘要
從土壤中萃取重金屬離子的方法及其裝置，用于對(duì)重金屬污染土壤的重金屬離子萃取，所述方法包括采用包括納米碳纖維、活性炭、陽離子表面活性劑、丙烯酰胺、丙烯酸鉀、污泥顆粒物和硫化鉀的組合物組成重金屬離子吸附劑；將該重金屬離子吸附劑放置在一多孔隙硬質(zhì)殼體內(nèi)形成多孔隙硬質(zhì)塑囊，將該多孔隙硬質(zhì)塑囊埋設(shè)于土壤中萃取重金屬離子。該從土壤中萃取重金屬離子的方法及其裝置針對(duì)目前土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn污染嚴(yán)重的問題，能夠有效吸收-鈍化-固化-萃取土壤耕作層中活性的Cd2+、Cr3+、Cu2+、Hg2+、Pb2+和Zn2+等離子、又能保持土壤微域水分、并釋放一定K+離子，并可實(shí)現(xiàn)該萃取重金屬離子裝置內(nèi)部吸收劑的更新、凈化及循環(huán)處理。
文檔編號(hào)B01J20/24GK101704017SQ20091022349
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者呼紅霞, 朱宇恩, 李強(qiáng), 楊旭, 趙燁, 陳志凡 申請(qǐng)人:趙燁;李強(qiáng);陳志凡;朱宇恩;楊旭;呼紅霞