[发明专利]一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置

说明书

一种原位电动‑植物修复重金属污染土壤的装置，包括电源、阴极区、阳极区和土壤修复区；电源为直流电源；阴极区包括阴极泵A、阴极工作液添加管、阴极工作液处理箱、阴极泵B、阴极开关、阴极工作液排放管、阴极电极和阴极电极保护管；阳极区包括阳极泵A、阳极工作液添加管、阳极工作液处理箱、阳极泵B、阳极开关、阳极工作液排放管、阳极电极和阳极电极保护管；土壤修复区包括植物修复层和电动修复层，植物修复层种植超富集植物。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其是一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置。

背景技术

近年来，随着工业的发展和农业生产现代化程度的提高，土壤污染问题日益加剧，尤其是土壤中的重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转换，重金属污染的消除往往比较困难，对生物引起的影响和危害也逐渐成为人们关注的问题。世界各国均开始意识到土壤重金属污染问题的严重性，纷纷开展与土壤修复治理相关的机理及工艺研究。

土壤重金属污染治理的方法主要有物理法、化学法和生态修复法，每种方法都有优点和长处，也存在不足和缺陷。

电动修复技术作为20世纪九十年代逐步发展起来的一种土壤重金属修复技术，具有对现场环境影响小、节约能源、经济可行以及处理效果好等优点。电动修复技术的基本原理大致为在受污染的土壤两侧通以直流电流，使土壤中带电荷的呈游离态的污染物发生定向迁移至阴阳极区域的现象。然后再对阴阳极区域进行集中处理，从而达到降低土壤中污染物含量的目的。电动修复运行过程中主要包括电迁移、电渗析、自由扩散和电泳四个现象。

植物修复是一种新型的重金属污染土壤治理方法，使环境污染通过“绿色”治理技术得以修复，与传统的化学修复、物理和工程修复相比较有美观、投资维护成本低、操作简单以及不造成二次污染等优点。但是植物修复土壤也存在诸多问题，如植物修复速度慢，植物易受到土壤类型、温度、湿度的限制等缺陷。

因此，传统修复技术易造成二次污染以及植物修复时间长的问题亟需解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服和解决传统修复技术易造成二次污染以及植物修复时间长的问题，本发明提供一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置。既能在不破坏原始土壤环境下对土壤中重金属进行修复，并且能养护美化待修复的土壤场地。修复时间短，无二次污染。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种原位电动-植物修复重金属污染土壤的装置包括电源、阴极区、阳极区和土壤修复区。

所述电源为直流电源，正极通过导线与阳极电极相连，负极通过导线与阴极电极相连。

所述阴极区包括阴极泵A、阴极工作液添加管、阴极工作液处理箱、阴极泵B、阴极工作液排放管、阀门A、阴极电极和阴极电极保护管。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、阴极工作液pH调节区和阴极工作液储存区。所述阴极工作液沉淀区包括隔板和沉淀槽。隔板设有两块，均匀分布在阴极工作液沉淀区内，在两块隔板的相对两边开口，增大阴极工作液在阴极工作液沉淀区的停留时间，使沉淀更完全。阴极泵A控制阴极工作液添加管。阴极工作液添加管为PV塑料管，直径为20～30mm。阴极泵B和阀门A控制阴极工作液排放管。阴极工作液排放管为PV塑料管，直径为40～50mm。阴极工作液添加管连接阴极工作液储存区和阴极电极保护管，打开阴极泵A，将阴极工作液输入阴极保护管内。阴极工作液排放管连接阴极工作液沉淀区与阴极保护管。装置运行后，每隔一定的时间，打开阀门A与阴极泵B，将阴极工作液抽入阴极工作液沉淀区。阴极电极为石墨电极棒。阴极电极保护管为PV塑料管，管壁不均匀地分布有小孔。阴极电极保护管外壁包有膨润土，膨润土可以阻止阴极工作液外流至土壤中，避免阴极工作液对土壤的二次污染。同时膨润土具有较好的离子交换性，便于土壤中的重金属进入阴极工作液中。被处理土壤中的重金属阳离子在电场力的作用下迁移至阴极区，穿过膨润土，透过小孔，进入阴极工作液中。