電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬污染土壤的修復(fù)，特別是涉及重金屬污染土壤的電動修復(fù)方法 和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤是人類賴以生存的重要組成部分，在自然環(huán)境中處于中心位置。隨著工業(yè)的 不斷發(fā)展，土壤污染問題日益嚴(yán)重。其中土壤重金屬污染治理在環(huán)境整治中占有不可忽視 的地位，已成為危害最大的環(huán)境問題之一。近年來，世界各國開始意識土壤污染問題性，紛 紛開展了與土壤修復(fù)治理相關(guān)的機(jī)理及工藝研宄。重金屬污染土壤的修復(fù)涉及多學(xué)科綜合 運(yùn)用，包括土壤化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、物理化學(xué)、電動力學(xué)等。它主要是通過在污染土壤兩側(cè)施加 直流電壓形成電場梯度，土壤中的污染物質(zhì)在電場作用下通過電迀移、電滲流、電泳和自由 擴(kuò)散的方式被帶到電極兩端從而清潔污染土壤。但是在通電過程中，一切能導(dǎo)電的離子都 會分擔(dān)傳遞電流任務(wù)，如何能盡可能提高目標(biāo)污染物離子的傳遞效率，從而更有效的將其 去除是電動修復(fù)技術(shù)的一個重點(diǎn)和難點(diǎn)。此外，如何降低電能的損耗也是一個值得關(guān)注的 問題。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法或者設(shè)備容易造成能耗增加，污染 物聚沉等現(xiàn)象。重慶大學(xué)李東公開的申請?zhí)枮?01110082496. 8的專利"鉻污染土壤及地 下水電動修復(fù)及還原解毒方法"，其發(fā)明專利實(shí)質(zhì)為電極材料使用鐵電極，通電后，F(xiàn)e2+離子 進(jìn)入土壤其運(yùn)動方向與Cr042+方向相反，其既可以去除土壤中的鉻（VI)又可以依靠Fe2+ 的作用將鉻（VI)還原為低毒的鉻（III)。但是會向土壤中引入鐵離子，而且也不能保證 已經(jīng)被還原的低毒性的鉻（III)不會在時間作用下繼續(xù)氧化生成鉻（VI)。大恩（天津） 環(huán)境技術(shù)研發(fā)有限公司劉漢橋等人公開的申請?zhí)枮?01210000965. 1專利"一種電動力學(xué) 修復(fù)重金屬污染土壤的新方法"，在電極和土壤是中間放置吸附材料，達(dá)到吸附污染物、提 高去除效果的目的。但是在中部置入的吸附材料不易更換，而且吸附材料是否會在與土 壤長時間接觸中繼續(xù)造成二次污染不得而知。美國AppelbloesemLicentiesB.V.公司 WieberenPool等人公開的公開號為US20070243022 的專利"ELECTRICALLYENHANCEDIN SITUREMEDIATIONOFCONTAMINATEDSOIL"，設(shè)置多個圓柱形電極，以及多種監(jiān)控方法，以 降低電能的損耗提高電動修復(fù)效率，但是監(jiān)控、控制裝置復(fù)雜，不利于推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高污染物去除率、降低能耗的電動修復(fù)重金屬污 染土壤的方法和設(shè)備。
[0006] 技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明所述電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法，包括：
[0008] 1)在污染土壤兩端設(shè)置電解池，電解池中有電解液，在電解池內(nèi)插入電極；
[0009] 2)在電極之間連接可調(diào)節(jié)電極電勢的電壓源，如果污染物離子或者污染物化合物 帶正電，則設(shè)置負(fù)電極電勢絕對值高于正電極電勢絕對值；
[0010] 3)將排液裝置和進(jìn)液裝置分別與電解池相連，以一定速率排出舊電解液和加入新 電解液。
[0011] 進(jìn)一步，所述排液裝置包括排液管。
[0012] 進(jìn)一步，所述進(jìn)液裝置包括進(jìn)液管和進(jìn)液泵。
[0013] 本發(fā)明所述電動修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備，包括電壓源、土壤室、電解池、電極、 排液管、進(jìn)液管和進(jìn)液泵。土壤室中盛放試驗(yàn)土壤，兩個電解池中分別插入電極，電解池中 有電解液，兩電極之間連接一個可調(diào)節(jié)電極電勢的電壓源，每個電解池都與一個排液管、一 個進(jìn)液管以及一個進(jìn)液泵相連。由于土壤有保持電中性的趨勢，陰離子會向著電勢高的電 極迀移，陽離子會向著電勢低的電極迀移。在電場強(qiáng)度不變的條件下，通過調(diào)整電勢，促進(jìn) 這種迀移，以達(dá)到增強(qiáng)污染物擴(kuò)散速度的效果，從而提高去除率，降低能耗。
[0014] 有益效果：
[0015] 本發(fā)明的電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法和設(shè)備，能夠提高污染物去除率、降低 能耗，并且設(shè)備簡單、成本低廉。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的電動修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0018] 本發(fā)明的電動修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備如圖1所示，包括可調(diào)節(jié)電極電勢的電 壓源1、盛放試驗(yàn)土壤的土壤室2、盛放電解液的電解池3、電極4、排液裝置和進(jìn)液裝置。其 中，排液裝置可以包括排液管5,進(jìn)液裝置可以包括進(jìn)液管6和進(jìn)液泵7。
[0019] 電動修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備的工作方法如下：
[0020] 1)將試驗(yàn)土壤盛放在土壤室2中；
[0021] 2)在土壤室2兩端的電解池3中各插入一個電極4,作為陰極和陽極，電解池3中 盛放電解液；
[0022] 3)在兩電極4之間連接一個可調(diào)節(jié)電極電勢的電壓源1，如果污染物離子或者污 染物化合物帶正電，則設(shè)置負(fù)電極電勢絕對值高于正電極電勢絕對值；
[0023] 4)每個電解池3都與一個排液管5、一個進(jìn)液管6以及一個進(jìn)液泵相連7,以一定 速率排出舊電解液和加入新電解液。
[0024] 本發(fā)明的核心思想是：由于土壤有保持電中性的趨勢，陰離子會向著電勢高的電 極迀移，陽離子會向著電勢低的電極迀移。因此，如果污染物離子或者污染物化合物帶正 電，則設(shè)置負(fù)電極電勢絕對值高于正電極電勢絕對值，在電場強(qiáng)度不變的條件下，以達(dá)到增 強(qiáng)污染物擴(kuò)散速度的效果，從而提高污染物的去除率，降低能耗。
[0025] 為進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明的核心思想，現(xiàn)以一個實(shí)施例來加以說明：
[0026] 本實(shí)施例采用高嶺土作為實(shí)驗(yàn)土壤，以CuSOjPZnSO4作為模擬污染物。將實(shí)驗(yàn)土 壤與CuSO#ZnS04溶液混合均勾，在室溫下風(fēng)干，并用100目篩篩3遍，以形成重金屬污染 土壤。配置好的土壤中CuS〇dPZnS04含量分別為1200mg/kg和1000mg/kg。將配置好的 土壤放置在土壤室2中，，電解池3中電解液為蒸餾水。本實(shí)施例中電場強(qiáng)度及陰、陽電極 電勢設(shè)置如表1所示，并規(guī)定電源地線為電勢零點(diǎn)。
[0027] 表1電場強(qiáng)度及陰、陽電極電勢設(shè)置
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法，其特征在于：包括： 1) 在污染土壤兩端設(shè)置電解池（3)，電解池（3)中有電解液，在電解池（3)內(nèi)插入電極 ⑷； 2) 在電極（4)之間連接可調(diào)節(jié)電極電勢的電壓源（1)，如果污染物離子或者污染物化 合物帶正電，則設(shè)置負(fù)電極電勢絕對值高于正電極電勢絕對值； 3) 將進(jìn)液裝置和排液裝置分別與電解池（3)相連，為電解池（3)中加入和排出電解液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法，其特征在于：所述排液裝 置包括排液管（5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法，其特征在于：所述進(jìn)液裝 置包括進(jìn)液管（6)和進(jìn)液泵（7)。
4. 電動修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備，其特征在于：包括：電壓源（1)、土壤室（2)、電解 池⑶、電極⑷、排液管（5)、進(jìn)液管（6)和進(jìn)液泵（7) ;土壤室⑵中盛放實(shí)驗(yàn)土壤，兩個 電解池（3)中分別插入電極（4)，電解池（3)中有電解液，兩電極（4)之間連接一個可調(diào)節(jié) 電極電勢的電壓源（1)，每個電解池（3)都與一個排液管（5)、一個進(jìn)液管（6)以及一個進(jìn) 液泵（7)相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了電動修復(fù)重金屬污染土壤的方法，在污染土壤兩端設(shè)置電解池，電解池內(nèi)插入電極，在電極之間連接可調(diào)節(jié)電極電勢的電壓源，如果污染物離子或者污染物化合物帶正電，則設(shè)置負(fù)電極電勢絕對值高于正電極電勢絕對值。此外，將進(jìn)液裝置和排液裝置分別與電解池相連，為電解池中加入和排出電解液。本發(fā)明還公開了電動修復(fù)重金屬污染土壤的設(shè)備，它包括電壓源、土壤室、電解池、電極、排液管、進(jìn)液管和進(jìn)液泵。本發(fā)明能夠提高污染物去除率、降低能耗，并且設(shè)備簡單、成本低廉。
【IPC分類】B09C1-00
【公開號】CN104550215
【申請?zhí)枴緾N201410790902
【發(fā)明人】操家順, 李一洲, 李超, 方芳, 馮騫, 薛朝霞, 秦敏敏, 林俊雄, 趙昌爽, 楊雯
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月18日