[发明专利]原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置及方法

说明书

本发明涉及一种原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置，包括电解机构、污水处理机构、至少一个注水井、至少一个抽水井，电解机构包括电源、至少一个阳电极和至少一个阴电极，阳电极、阴电极分别与电源的正极、电源的负极相连接，阳电极靠近注水井，阴电极靠近抽水井，注水井和抽水井均与污水处理机构相连接。本发明还涉及一种原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的方法。本发明联合水动力场和电动力场对土壤进行修复，通过水动力场加速提取已经通过电场吸附在阳电极和阴电极上的污染物，从而把重金属从土壤中去除；本发明基于电场‑水化学场‑水动力场多物理场耦合的原位修复方法，不破坏土壤的结构和地下水的生态环境，修复效率高。

技术领域

本发明涉及生态环境修复技术领域，尤其涉及一种原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置及方法。

背景技术

随着工农业的发展, 土壤污染事故不断发生，有关资料表明，我国受重金属污染的耕地多达2000万公顷，受各种有机污染物或化学品污染的农田总计6000多万公顷。土壤重金属污染具有隐蔽性，长期性，不可逆性等特点，我国土壤重金属污染已经影响到了耕地质量、食品安全、甚至人体健康。

目前，应用的修复技术主要包括种类型物化法和生物法。物化法主要包括隔离、挖掘-地面处理、溶剂淋洗、热脱附、蒸汽萃取、化学固化和稳定化等。生物法主要包括植物修复、动物修复和微生物修复。物化法一般能有效地清除土壤中的污染,但处理过程中会严重影响土壤的结构和地下水的生态环境,且成本较高。原位生物修复虽然不会破坏生态环境但修复过程缓慢，效率低，且其应用受到土壤条件的限制。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种降低修复成本、加快修复过程、同时也控制修复工作带来的生态风险的原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置，包括电解机构、污水处理机构、至少一个注水井、至少一个抽水井，所述电解机构包括电源、至少一个阳电极和至少一个阴电极，所述阳电极、阴电极分别与所述电源的正极、电源的负极相连接，所述阳电极靠近所述注水井，所述阴电极靠近所述抽水井，所述注水井和抽水井均与所述污水处理机构相连接。

本发明一个较佳实施例中，原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置进一步包括所述阳电极和阴电极的数量均为多个，多个所述阳电极串联连接，多个所述阴电极串联连接。

本发明一个较佳实施例中，原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置进一步包括所述阳电极和阴电极均为石墨电极板。

本发明一个较佳实施例中，原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置进一步包括所述阳电极和阴电极之间的距离为500-2000mm，所述阳电极和阴电极的宽度均为50-2000mm，所述阳电极和阴电极的厚度均为1-20mm。

本发明一个较佳实施例中，原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置进一步包括所述注水井和抽水井的下端分别设置有第一滤网和第二滤网，所述第一滤网和第二滤网均为铂材质。

本发明一个较佳实施例中，原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置进一步包括所述注水井包括第一PVC管、从下往上依次包覆在所述第一PVC管上的第一石英砂层、第一膨润土层和第一水泥层，所述抽水井包括第二PVC管、从下往上依次包覆在所述第二PVC管上的第二石英砂层、第二膨润土层和第二水泥层。

本发明一个较佳实施例中，原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的装置进一步包括所述注水井与所述阳电极之间的距离≤0.3米，所述抽水井与所述阴电极之间的距离≤0.3米。

一种原位多物理场耦合修复土壤中重金属污染的方法，使用所述装置，包括以下步骤：

（1）选取待处理的重金属污染土壤，将阳电极和阴电极均插入重金属污染土壤中；