[发明专利]一种修复钒污染土壤及回收钒的方法和处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及钒污染土壤的修复技术领域，特别涉及一种修复钒污染土壤及回收钒的方法和处理设备。

背景技术

钒是一种广泛分布于地壳的元素，目前广泛应用于冶金、国防、化工、机械、电子、汽车、船舶及轻工等工业领域。环境中钒的来源可以分为自然来源和人为来源。自然来源包括天然岩石的风化，人为来源主要是矿石的开采以及石油等燃料的燃烧。根据我国现行的毒性分级方法(LD₅₀)得到钒为中～高毒性。

矿业活动释放的高含量的钒进入土壤后，经过物理、化学等一系列的变化，可以经由植物等的吸收进入食物链循环，从而影响危害人体健康。

现有技术中，钒污染土壤的修复与治理方法很多，例如改土法、电化法及玻璃化技术等工程治理措施，利用生物主体或组分进行治理的生物修复技术，通过投施改良剂及抑制剂等化学治理措施。虽然现有技术中钒污染土壤的修复及治理的方法虽多，但各自都存在着不可避免的缺点，且无法同时完成金属钒的回收。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供了一种修复钒污染土壤及回收钒的方法和处理设备，通过结合淋洗和微生物固定的方法，可以达到高效去除土壤中的钒，并从淋洗液中回收钒的目的。

一方面，本发明提供了一种修复钒污染土壤及回收钒的处理设备，包括：淋洗装置、固定装置和处理装置；

所述淋洗装置，用于钒污染土壤的修复；包括第一入口和第二入口，钒污染土壤和淋洗液分别通过所述第一入口和所述第二入口装入所述淋洗装置；其中，淋洗装置内还设置有振荡装置，用于加快钒污染土壤的修复；

所述固定装置，用于利用土壤中的土著微生物将淋洗液中的五价钒还原为四价钒；所述淋洗装置和所述固定装置之间的管道上设置有第一闸阀，用于控制修复钒污染土壤后的淋洗液从所述淋洗装置流入所述固定装置；

所述过滤装置，用于通过过滤将沉积形式存在的四价钒从淋洗液中去除，并将过滤后的淋洗液回收再利用；所述固定装置和所述过滤装置之间的管道上设置有第二闸阀，用于控制还原后的淋洗液从所述固定装置流入所述过滤装置。

优选地，所述过滤装置和所述淋洗装置之间设置有管道，过滤后的淋洗液直接通过管道流入所述淋洗装置中再次利用。

优选地，所述淋洗装置中振荡装置的振荡频率为50～150r/min。

优选地，所述固定装置内为密闭的厌氧环境。

优选地，所述淋洗装置还包括第一取样口，用于取样检测钒污染土壤修复情况。

优选地，所述固定装置还包括第二取样口，用于取样检测淋洗液中五价钒的还原情况。

优选地，所述过滤装置还包括第三取样口，用于取样检测淋洗液中四价钒的去除情况。

另一方面，本发明提供了一种如第一方面所述的处理装置修复钒污染土壤及回收钒的方法，包括以下步骤：

步骤110，将钒污染土壤从第一入口加入淋洗装置，将淋洗液从第二入口加入淋洗装置，并开启振荡装置进行振荡淋洗修复；

步骤120，打开第一闸阀，将淋洗液通过第二出口流入固定装置中，同时将淋洗装置中的修复后的清洁土壤从第一出口取出；

步骤130，将固定装置中的环境设置为密闭的厌氧环境，进行微生物固定还原反应；

步骤140，打开第二闸阀，将固定装置中还原后的淋洗液流入过滤装置，对淋洗液进行过滤；

步骤150，回收过滤沉淀的钒，并将过滤后的淋洗液加入淋洗装置中重复利用。

优选地，所述淋洗液为有机酸溶液。

优选地，所述振荡淋洗时间为2～24h。

相对于现有技术，本发明实施例提供的处理设备和方法，可以将土壤修复及钒回收，以及淋洗液的再利用结合起来，即通过结合淋洗与微生物固定的方法，可以达到高效去除土壤中的钒及从淋洗液中回收钒的目的；淋洗液为有机酸，能通过螯合作用与金属钒生成可溶性的螯合物促进钒金属离子的解吸；同时，有机酸溶液中H⁺通过离子交换等方式达到淋洗的目的；生物固定是借助土壤中土著微生物的厌氧还原能力，将淋洗液中的五价钒还原为四价钒；通过过滤将沉淀形式存在的四价钒从淋洗液中去除，从而实现污染土壤的修复及金属钒的回收。采用本发明中的方法对土壤中钒的去除率可以达到65～75％，对金属钒的回收可达到85～90％。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1为本发明实施例提供的修复钒污染土壤及回收钒的处理装置示意图；