[发明专利]一种电动力学处理石油污染土壤的实验方法及实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动力学处理石油污染土壤的方法，特别是涉及一种可充分利用电渗析作用处理石油污染土壤的方法，以及一种实验装置。

背景技术

土壤环境污染问题越来越受到人们的关注，土壤污染治理已成为一个世界性难题。石油污染土壤可以改变土壤的理化性质、破坏土壤的营养结构及微生态环境，而且被植物吸收后进入食物链，逐渐在人体内积累，会使人体致畸、致癌、致突变。不仅如此，石油成分复杂且多数组分是非极性分子，一旦对生态环境产生极大破坏，恢复期就需要几年甚至几十年。因此，开展快速有效的石油污染土壤修复实验具有重要意义。

电动力学处理石油污染土壤作为一种物理去污方法，与其他方法(清洗法和生物处理法等) 相比不破坏原有自然环境，可操作性强，在环境污染日益严重的今天有较强的实用价值。针对不同石油污染土壤的特点，为了寻找电动力学方法处理的最佳参数，以达到降低成本、降低能耗和提高处理效率的目的，一般需要先开展室内实验研究。但是，现有的电动力学处理石油污染土壤的实验方法与实验装置存在以下缺陷：①现有的方法的处理电场为匀强电场，电渗析流从阴极到阳极均匀的流过污染土壤，处理的动力并不能随污染物的富集而加强；②在处理的过程中工作液的PH随着实验的进行一直在改变，表现为阴极工作液室(5)工作液 PH逐渐升高，阳极工作液室(9)工作液PH逐渐降低，而工作液的PH改变会降低处理效果。因此，现有的实验方法与实验装置并不能在实验过程中实现对污染土壤持续高效的处理。

由于上述问题的存在，需要新的实验方法和实验装置来解决现有实验中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理石油污染土壤的实验方法及装置，通过该方法和相应的装置实现对石油污染土壤高效、省时、低成本的修复。

本发明提供了一套电动力学处理石油污染土壤的实验装置，该装置是为了实现本发明的实验方法。该实验装置整体为一个圆柱体，分为A、B两部分，A、B两部分可拆卸。A部分由阴极工作液室(5)、土壤室(12)、阳极工作液室(9)、电极棒(2、13)、PH传感器(6、 14)、PH控制装置(1)六部分组成；B部分由污染物分离室(7)、工作液循环室(8)、工作液循环泵(15、16)组成。

在A部分中，阴极工作液室(5)包围土壤室(12)，土壤室(12)包围阳极工作液室(9)，三室(5、13、10)同轴分布。阴极工作液室(5)与土壤室(12)、阳极工作液室(9)与土壤室(12)之间的隔板均为带网状孔隔板。土壤室(12)中装被处理的石油污染土壤，阴、阳极工作液室(5、9)装工作液。阴、阳极工作液室(5、9)放置有电极棒(2、13)，阴、阳极工作液室(5、9)中的电极棒(2、13)浸入在工作液中；阴极工作液室(5)中紧密排布有多个电极棒(2)，关于圆柱形装置的对称轴成中心对称分布；阳极工作液室(9)中有一个电极棒 (13)，该电极棒(13)放置在圆柱体装置的中心轴处。阴、阳极工作液室(5、9)各有一溢流口(3、11)，且二者等高；阴、阳极工作液室(5、9)与工作液循环泵(16、15)相连；阴、阳极工作液室(5、9)中各有一PH传感器(14、6)，PH传感器(6、14)与PH控制装置(1) 相连。

在B部分中，污染物分离室(7)位于B部分最上方，污染物分离室(7)通过导管(11) 与阳极工作液室(9)相连，阳极工作液室(9)中的工作液经导管(11)携带污染物流入污染物分离室(7)，在污染物分离室(7)实现工作液与污染物的分离。污染物分离室(7)下方为工作液循环室(8)，工作液循环室(8)通过导管(4)与阴极工作液室(5)相连，阴极工作液室(5)中的工作液经导管(4)流入工作液循环室(8)，污染物分离室(7)与阴极工作液室(5)流入的工作液在工作液循环室(8)中和。工作液循环泵(15、16)与工作液循环室 (8)相连，中和后的工作液经工作液循环泵(16、15)输送到阴、阳极工作液室(5、9)。

本发明提供了一套电动力学处理石油污染土壤的实验方法，其步骤为

①首先将污染土壤与工作液充分混合，放入实验装置内压实。

②压实污染土壤后，在工作液室中装入工作液，然后对污染土壤进行电动力学的处理。

③处理过程中，每隔一定时间记录处理时的电流电压，取处理前后的土壤对污染土壤，测定其含油率含水率，处理一定时间后，则完成污染土壤的电动力学处理。

其处理方法做了如下改进：

1、发散式非匀强电场与中心汇集式电渗析