[发明专利]一种电动强化的土壤原位淋洗修复装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种电动强化的土壤原位淋洗修复装置和方法。

背景技术

由于农业、工业的大力发展，人们大量的使用农药、化和其他工厂等排放了大量的污染物进入到土壤和地下水中。土壤和地下水是人类赖以生存的资源，其中的污染物也会通过食物链和饮用水源，进入到人体中。又因为土壤和地下水不像地表水一样便于集中处理，因此对于土壤和地下水的处理，以原位处理为最佳。

土壤固持金属的机制可分为两大类：一是以离子态吸附在土壤组分的表面；二是形成金属化合物的沉淀。现阶段的土壤环境中很少存在着单一污染物，无机物和有机物的复合污染对人类的健康和生态的安全造成了一定的威胁，已经引起人们的关注。土壤淋洗利用流体去除土壤污染物的过程，它可以是原位修复，也可以是异位修复；淋洗液可以是水、化学溶剂或其他可能把污染物从土壤中淋洗出的流体，甚至可能是气体。土壤原位淋洗，不需要将污染土壤全部挖出运到异地处理，减少了运输费用，也避免了挖掘和运输过程中造成的污染物迁移。电动力修复基本原理是在被污染土壤两端加上低压直流电场形成电势梯度，在电场电渗和电迁移的作用，将污染物(如重金属或有机污染物)迁移到电极室，再进一步处理电极液从而使污染物最终得以去除。

淋洗污染土壤的研究主要围绕用表面活性剂溶液作为淋洗液而开展，表面活性剂能增加有机物的水溶性，提高了污染物的去除率。生物表面活性剂具有低成本，易降解，表面活性大的特点，作为一种生物代谢产物，不会对土壤造成二次污染，过剩的活性剂也减少淋洗后对土壤造成的营养流失。同时在实际淋洗过程中，还要注意一些技术条件，以使淋洗效果达到最佳，淋洗液的浓度、淋洗速度、淋洗液总量、环境温度等。该技术为淋洗和电动力联合处理技术，因此需要综合考虑两种技术，选择双方都合适的条件作为最终反应条件，如土壤pH等。此外，针对每种技术特有的技术要求也需注意。本发明的核心即为，结合多种修复技术，并综合考虑得到最佳的反应条件。

发明内容

为了治理一种同时处理重金属和有机物复合污染的土壤，本发明提出了一种电动强化的土壤原位淋洗修复装置和方法。

一种电动强化土壤原位淋洗修复装置，所述装置包括如下：

直流电源1分别与阳极电极3-1和阴极电极3-2相连，阳极电极3-1置于阳极室2-1，阴极电极3-2置于阴极室2-2；自动控制装置12通过多通道蠕动泵11分别与阳极电极液抽提管6-1和阴极电极液抽提管6-2相连，阳极电极液抽提管6-1和阴极电极液抽提管6-2分别置于阳极室2-1和阴极室2-2；电极液储罐13和电极液处理池14分别通过管道与第一自动控制装置12相连；同时电极液处理池14通过管道和直列泵15与电极液储罐13相连；阳极室电极液pH测定仪5-1和阴极室电极液pH测定仪5-2分别插入阳、阴极室，通过导线连入第一自动控制装置12；在污染区域均匀安装可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier ，PRB）4，加热管网7通过管道与换热器8相连；淋洗液喷头9均匀布置于污染区域上方，通过管道依次与单通道蠕动泵16、流量计17、定时控制装置18和淋洗液储罐19相连；酸碱调节液喷头10均匀布置于污染区域上方，酸液储罐21、碱液储罐22分别通过管道与第二自动控制装置24相连，再经由单通道蠕动泵20连入酸碱调节液喷头10；土壤pH测定仪23均匀布置于污染区域，通过导线与第二自动控制装置24相连。

利用上述装置进行土壤修复的方法，具体步骤如下：

（1）在污染区域两端垂直于地下水总流方向安装阳极室2-1和阴极室2-2，阳极室2-1安装于污染区域地下水流上游，目的是在直流电源1开启后使电场场强方向与地下水总流向一致；

（2）在污染区域内的两电极室之间均匀安装可渗透反应墙4；

（3）在污染区域纵向布置加热管网7；调节土壤目标温度至40-60℃，在加热管网7中灌注导热油，在换热器8处加热使导热油的油温保持高于所需要调节的土壤的目标温度10-15℃；

（4）将配置好的淋洗液通过淋洗液喷头9喷淋到污染区域，所需淋洗液的总体积控制为土壤体积的6倍，设定淋洗液喷头9速度为2mL/min；

（5）配制电极液，将电极液放入电极液储罐13；在酸碱液储罐21,22中添加相应的酸、碱液；