[发明专利]加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置及测定方法

权利要求书

1.一种加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：包括加载框架，其结构为：包括四根钢钢立柱(18)，四根钢钢立柱(18)之间沿竖直方向间隔安装有相互平行的上承载板(23)和下承载板(6)；

所述下承载板(6)上表面通过角钢固定装置(14)安装有修复槽(15)，修复槽(15)内部两侧各通过一块隔板(24)分隔出阳极室(11)、阴极室(13)，修复槽(15)内两块隔板(24)之间为放置供试土壤的区域，两块隔板(24)上分别设有小孔，阳极室(11)和阴极室(13)内分别安装有阳极板(10)和阴极板(12)；

修复槽(15)前侧壁面中部沿水平方向设有一排电压测孔(17)和一排孔压测孔(16)，阳极室(11)、阴极室(13)的侧壁上还安装有溢流口(9)；

所述上承载板(23)中心开有圆孔，圆孔内通过轴承装置(4)安装有一根传力轴(1)，传力轴(1)底端铰接有一块伸入修复槽(15)内的压力板(8)，传力轴(1)上端安装有砝码托盘(3)，其上叠放有若干砝码(2)，砝码托盘(3)和上承载板(23)之间连有位移计(5)；

加载框架底部设有安装在钢立柱(18)底部的水平调节装置(19)。

2.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：两块隔板(24)上分别设有开孔率为25％，直径为5mm的小孔，并且每块隔板(24)的两侧壁上均贴有阻挡土壤颗粒通过的滤纸。

3.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：修复槽(15)及压力板(8)均采用有机玻璃材质，修复槽(15)内部尺寸为400mm×200mm×200mm，阳极室(11)、阴极室(13)内部的尺寸均为50mm×200mm×200mm，修复槽(15)壁厚为10mm，隔板(24)厚度为5mm。

4.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：阳极室(11)和阴极室(13)内盛有电解液，阳极板(10)和阴极板(12)采用不锈钢材料，并通过铜导线(22)和直流电源(20)及电流表(21)串联成回路。

5.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：相邻两电压测孔(17)之间的间距相等，相邻两孔压测孔(16)之间的间距相等。

6.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：所述轴承装置(4)采用的轴承为圆柱轴承(7)。

7.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：角钢固定装置(14)包括四个角钢，四个角钢分别将修复槽(15)底部四个角箍紧，相邻两个角钢之间通过对拉螺栓固定连接。

8.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：传力轴(1)底端呈半球状结构，压力板(8)上表面中心开有与所述半球状结构配合的凹槽。

9.如权利要求1所述的加载固结及电动协同修复重金属污染土的装置，其特征在于：修复槽(15)的侧壁上竖直标有0-150mm的刻度线。

10.一种加载固结及电动协同修复重金属离子污染土的测定方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

第一步：配置重金属污染土：配置含有Cu²⁺离子的重金属溶液，选用无重金属离子污染的高岭土，人工拌和配置成Cu²⁺离子含量为1500mg/kg、含水率为65％的Cu²⁺离子污染土；将配置好的污染土分层填放至修复槽(15)内两块隔板(24)之间放置供试土壤的区域内，挤压密实去除气泡；

第二步：在阳极室(11)内添加阳极电解液：0.1mol/l的KCL溶液，在阴极室13内添加阴极电解液：0.1mol/L的柠檬酸溶液，将整个系统静置陈化24h；之后用铜导线22将阳极板(10)、阴极板(12)、直流电源(20)和电流表(21)串联成回路，通电5天，其中电压梯度恒定设定为1V/cm；

第三步：采用荷载分级加压方式在砝码托盘(3)上加砝码(2)，并按照12.5kPa、15kPa、20kPa、25kPa、30kPa依次设置荷载；每级荷载加压后污染土高度变化每小时达到0.01mm时，作为稳定标准，即可进行下一级荷载加压；

第四步：在第三步荷载分级加压过程中，定时测量污染土试样的Ph值；通过电压测孔(17)测量全程的电压降；通过孔压测孔(16)测量测孔的孔压变化；通过位移计(5)测量污染土的沉降量；通过电流表(21)记录电流变化；搜集从电压测孔(17)及孔压测孔(16)中排出的水并测量；

第五步：试验结束后，关闭直流电源(20)，撤掉荷载砝码(2)，将修复污染土沿水平方向平均分为五段，分别测定每段污染土中Cu²⁺离子去除率、pH值；

第六步：将第五步中划分的各段污染土通过直剪试验分别测定其抗剪强度，得出Cu²⁺离子去除率与抗剪强度之间的关系。