[发明专利]一种增强型电动力原位土壤修复装置及方法

说明书

本发明公开一种增强型电动力原位土壤修复装置，包括柔性阴极、柔性阳极、直流电源；柔性阴极放置在待修复土壤一侧槽内，柔性阳极放置在待修复土壤另一侧槽内，柔性阴极和柔性阳极与直流电源相连接，柔性阳极和柔性阴极所处的槽内含有电解液，柔性阳极的液面高于柔性阴极的液面。本发明通过调节水力梯度和直流电场强度，可显著提高阳极H⁺向阴极迁移的速率、提高污染物在土壤中的脱除效率。电解液中添加酸和盐可改善土壤、阳极槽液、阴极槽液的导电性和pH值，减小电极极化，提高重金属溶出率，降低能耗。本发明尤其适用于其他方法难处理的低渗透性土壤和水稻田等农田土壤修复。

技术领域

本发明涉及一种增强型电动力原位土壤修复方法，属于受污染土壤的电动力修复领域。

背景技术

污染土壤的电动力修复是通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中的污染物在电场作用下通过电迁移、电渗流或电泳的方式被带到电极两端从而清洁污染土壤。电迁移指带电离子在土壤溶液中朝带相反电荷的电极方向的运动；电渗流指土壤微孔中的液体在电场作用下由于其带电双电层与电场的作用而作相对于带电土壤表层的移动；电泳指带电粒子相对于稳定液体的运动。土壤电动力修复装置主要包括：直流电源，阴、阳极电解池和阴、阳电极，处理导出污染液体的处理装置等。

电动力修复存在的问题：修复过程中土壤pH值的突变。电动力修复过程中，水的电解使得阴、阳极分别产生大量的OH^-和H⁺，阴极和阳极附近的pH值分别上升和下降。同时，OH^-和H⁺分别向阳、阴极移动，造成土壤酸碱性质的改变，直到两者相遇发生中和，在相遇的地点产生pH突变。如果pH的突变发生在待处理土壤内部，则向阴极迁移的重金属离子会在土壤中某点与OH^-相遇，并生成沉淀，堵塞土壤孔隙，从而严重影响重金属去除率。所以抑制OH^-向土壤内移动是非常必要的。

对于电动力土壤修复系统中阴、阳电极，文献和已申请专利的描述主要是板状、柱状、棒状或不规则状的电极，或是由多个单电极通过导线连接在一起组成电极组，电极或电极组采用插入土壤中的方式进行布置，电极组或电极组中的任意个电极可按照直线、曲线或不规则线型布置土壤环境中。上述电极对于较大面积的原位修复，施工量大，费用高，能量利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种增强型电动力原位土壤修复装置及方法，采用调节水力梯度的方法，有效解决传统电动力土壤修复方法中阴极产生的OH^-向土壤内部迁移导致重金属去除率下降的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种增强型电动力原位土壤修复装置，包括柔性阴极、柔性阳极、直流电源；所述柔性阴极放置在待修复土壤一侧槽内，所述柔性阳极放置在待修复土壤另一侧槽内，所述柔性阴极和所述柔性阳极与所述直流电源相连接，所述柔性阳极和所述柔性阴极所处的槽内含有电解液，所述柔性阳极槽的液面高于所述柔性阴极槽的液面。

可选的，本申请的装置还包括：补水泵、阳极槽补水阀、阴极槽补水阀、抽水泵，所述补水泵通过阳极补水阀与柔性阳极槽相连，所述补水泵通过阴极补水阀与柔性阴极槽相连，所述抽水泵抽水口与所述柔性阴极槽相连，所述抽水泵出水口与处理池相连。

可选的，所述抽水泵将所述柔性阴极槽内的污染物与OH^-排入处理池。

可选的，所述补水泵通过所述阴极槽补水阀对所述柔性阴极槽补充溶液，调节pH值。

本申请还包括一种增强型电动力原位土壤修复方法，包括：

在待修复的土壤两侧设置柔性阳极槽和柔性阴极槽；

控制所述柔性阳极槽的液面高于所述柔性阴极槽液面；

调节所述柔性阳极和所述柔性阴极电场强度；