[发明专利]一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置

权利要求书

1.一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置，其特征在于：包括电源(1)、阴极区(2)、阳极区(3)和土壤修复区(4)；

所述电源(1)为直流电源；

所述阴极区(2)包括阴极泵A(2-1)、阴极工作液添加管(2-2)、阴极工作液处理箱、阴极泵B(2-6)、阴极工作液排放管(2-7)、阀门A(2-8)、阴极电极(2-9)和阴极电极保护管(2-10)；所述阴极工作液处理箱材料为聚氯乙烯合成材料，具有抗酸碱性能；阴极工作液处理箱设有阴极工作液沉淀区(2-3)、阴极工作液pH调节区(2-4)和阴极工作液储存区(2-5)；所述阴极工作液沉淀区包括隔板(2-3-1)和沉淀槽(2-3-2)；隔板(2-3-1)设有两块，均匀分布在阴极工作液沉淀区内，在两块隔板(2-3-1)的相对两边开口，延长阴极工作液在阴极工作液沉淀区的停留时间；阴极泵A(2-1)连接阴极工作液添加管(2-2)；阴极工作液添加管(2-2)为PV塑料管，直径为20～30mm；阴极泵B(2-6)和阀门A(2-8)连接阴极工作液排放管(2-7)；阴极工作液排放管(2-7)为PV塑料管，直径为40～50mm；阴极工作液添加管(2-2)连接阴极工作液储存区和阴极电极保护管(2-10)，阴极工作液排放管(2-7)连接阴极工作液沉淀区与阴极电极保护管(2-10)；阴极电极(2-9)为石墨电极棒；阴极电极保护管(2-10)为PV塑料管，管壁不均匀地分布有小孔；阴极电极保护管(2-10)外壁包有膨润土；

所述阳极区(3)包括阳极泵A(3-1)、阳极工作液添加管(3-2)、阳极工作液处理箱、阳极泵B(3-5)、阳极工作液排放管(3-6)、阀门B(3-7)、阳极电极(3-8)和阳极电极保护管(3-9)；所述阳极工作液处理箱材料为聚氯乙烯合成材料，具有抗酸碱性能；阳极工作液处理箱分为阳极工作液pH调节区(3-3)和阳极工作液储存区(3-4)；阳极泵A(3-1)连接阳极工作液添加管(3-2)；阳极工作液添加管(3-2)为PV塑料管，直径为20～30mm；阳极泵B(3-5)和阀门B(3-7)连接阳极工作液排放管(3-6)；阳极工作液排放管(3-6)为PV塑料管，直径为40～50mm；阳极工作液添加管(3-2)连接阳极工作液储存区和阳极电极保护管(3-9)，阳极工作液排放管(3-6)连接阳极工作液调节区与阳极电极保护管(3-9)；阳极电极(3-8)为钛钌铱电极棒；阳极电极保护管(3-9)为PV塑料管，管壁不均匀地分布有小孔；阳极电极保护管(3-9)外壁包有膨润土；

所述土壤修复区(4)设有植物修复层和电动修复层；植物修复层种植重金属超富集植物；

所述的一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置运行过程为:打开阴极泵A(2-1)和阳极泵A(3-1)，分别向阴极电极保护管(2-10)和阳极电极保护管(3-9)中添加阴极工作液和阳极工作液；打开电源(1)，在电场力的作用下土壤中的正价重金属离子向阴极区(2)移动，穿过膨润土，通过阴极电极保护管(2-10)上的微型小孔，进入阴极工作液中；同时负价重金属离子向阳极区(3)移动，穿过膨润土，通过阳极电极保护管(3-9)上的微型小孔，进入阳极工作液中；打开搅拌器(2-11)，防止阴极电极保护管(2-10)内重金属沉淀在管底；装置运行一段时间后，阴极工作液pH增大，阳极工作液pH减小；打开阀门A(2-8)、阀门B(3-7)、阴极泵B(2-6)和阳极泵B(3-5)，将阴极工作液和阳极工作液分别抽入阴极工作液处理箱和阳极工作处理箱；阴极工作液首先经过阴极工作液沉淀区(2-3)，经过两块隔板(2-3-1)，加大流程，延长沉淀时间；阴极工作液中重金属沉淀在沉淀槽(2-3-2)内，当沉淀槽(2-3-2)内重金属沉淀集满时，抽出沉淀槽(2-3-2)，对重金属沉淀物进行集中收集处理；阴极工作液经过阴极工作液沉淀区(2-3)进入阴极pH调节区，加入碱性溶液调节pH至所需值后，进入阴极工作液储存区(2-5)；阳极工作液直接进入阳极pH调节区，加入酸性溶液调节pH至所需值后，进入阳极工作液储存区(3-4)；打开阴极泵A(2-1)和阳极泵A(3-1)，分别从阴极工作液处理箱和阳极工作液处理箱中抽取处理过后的阴阳极工作液添加至阴极电极保护管(2-10)和阳极电极保护管(3-9)中；在电源(1)的作用下，装置继续运行；如此反复运行，重复利用阴极工作液和阳极工作液；在电动修复土壤的同时，土壤修复区(4)中植物修复层上的超富集植物在生长的同时吸收土壤中的部分重金属离子。