[发明专利]一种新型电动注入营养盐工艺

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及采用电动修复技术对有机物污染土壤进行生物修复的技术领域。 

技术背景

土壤是人类赖以生存、发展的根本，也是人类生态环境的重要组成部分。土壤污染大致可分为：重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。其中，土壤的有机污染作为影响土壤环境的主要污染物已成为国际上关注的热点，有毒、有害的有机化合物在环境中不断积累，到一定时间或一定条件下有可能给整个生态系统带来灾难性的后果。 

与传统的物理化学修复污染土壤方法相比，微生物修复技术由于具有环境友好，成本低，以及可以使有机污染物矿化为水和二氧化碳，不产生二次污染等优点，一直备受学术界的青睐。微生物降解有六个基本要素：能源，碳源，营养物质，电子受体，适合的微生物以及适宜的环境条件。在现场微生物修复过程中，由于这些要素不能有效满足，导致在某些场合下，特别是修复工程的后期，污染物降解效率低下，因此限制微生物现场修复效率的一个重要限制因素就是不能活性微生物提供最佳条件，其中最主要是不能给微生物提供足够的营养物质，因此，向修复场址均匀提供营养物质是有机污染场址生物修复中的一个重要环节。传统的引入方法通过用泵抽提流经反应区域的地下水，从而使营养物质在水力梯度作用下进入反应区域，这种方法存在一些问题，首先费用较高，其次水力作用不足可能会导致某处富含营养物质，而使微生物大量生长，形成生物垢，而生物垢会阻塞流路而降低传导率，从而不利于体系的运行，位于其他区域的污染物不能得到有效降解。因此，怎样将营养物质均匀的引入反应区域成为了成功的原位生物修复的主要瓶颈之一。 

电动修复(electrokinetic remediation)是近10年发展起来的新型原位修复技术，其优点在于：特别适用于低渗透性土壤(由于水力传导性问题，其它传统技术的应用受到限制)的修复；比起其它的传统修复技术成本要少的多；修复时间短；对土壤性质和生态破坏较小，被称为绿色修复技术。因此，该方法一经提出，就引起广泛关注，作为重金属和有机污染物污染土壤的修复技术在实验室内被研究开发，显示出良好的应用前景，成为土壤修复一项重要新兴技术。将电动修复应用到原位生物修复的过程中，与传统的引入方法相比不仅能降低修复费用，而且还能避免产生在引入营养物质过程中形成生物垢及降低传导率等问题。但是，在电动修复过程中也存在一些问题：在电动修复过程中土壤的pH易发生剧烈变化，形成酸性迁移带和碱性迁移带，影响微生物的活性；地下污染区往往缺乏微生物代谢活动需要氮、磷等 营养物，电动技术可以为生物修复输送营养物质，但是其在土壤污染区的输送分布并不均匀，影响生物修复的效果。 

2009年，孙红文等首次将电极切换和俩极电解液混合循环在电动修复中联合运用，基本解决了电动修复过程中土壤pH易发生酸碱变化和原位生物修复有机污染物污染场址营养盐缺乏及不均匀等问题，为原位生物修复有机污染物污染土壤提供有利条件，推进了电动修复和原位生物修复的研究。 

发明内容

本发明的目的是解决原位生物修复有机污染物污染场址营养盐缺乏及不均匀而引起修复效率低下的问题，提供一种新型应用电动注入营养盐工艺的运行模式和参数，为原位生物修复有机污染物污染土壤提供有利条件，有效提高了生物修复的效率。 

本发明的技术主要有以下几个方面： 

(1)设计并制作符合本发明目的的电动装置； 

(2)装置安装好后进行试验，根据试验结果，当试验的电压梯度为1V/cm，电解液为试验用水自来水的自然中性pH(7.3)，循环电解液时的流速为800ml/h时，能很好的控制土壤中pH值在7.0～7.8之间，基本解决了在电动修复过程中pH易发生剧烈变化，形成酸性迁移带和碱性迁移带的问题； 

(3)电动注入营养盐，测定电动装置中土壤中营养盐的分布情况，根据营养盐的分布变化确定出电极切换最佳时间为12h。 

(4)将试验确定的电极切换时间和循环电解液流速等参数应用到电动装置上进行电动注入营养盐试验，试验的参数为电压梯度为1V/cm，电解液为营养盐溶液(含2g/LNH₄NO₃、KH₂P0₄，pH值为7.3)，循环电解液的流速为800ml/h，电极切换时间为12h，试验的结果表明在此条件下能很好的解决了电动修复中pH易变化和注入营养盐分布不均匀问题，能有效提高生物修复的效率。 

附图说明

图1为电动装置运行示意图； 

图2为铵根离子迁移分布图；