[发明专利]一种重金属污染土壤的电动-可渗透反应墙联合修复方法

说明书

本发明属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属污染土壤的电动‑可渗透反应墙联合修复方法，在一定距离内设置阳电解池和阴电解池，在污染物重金属的富集处设置可渗透反应墙，接通电源对污染土壤进行电动修复，所述可渗透反应墙内填充吸附材料，所述吸附材料为三层包覆结构：最内层的芯层为还原铁和生物菌剂，芯层外包裹有载铁改性蒙脱土中间层，中间层外包裹有生物炭外表层。本发明所述联合修复方法，可渗透反应墙所用吸附材料为三层包覆结构，将性能不稳定的零价铁和生物菌剂进行包覆处理，可有效提高其稳定性和利用率，具有较高的现实价值以及广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属污染土壤的电动- 可渗透反应墙联合修复方法。

背景技术

污染土壤的修复技术包括客土法、固化-稳定化法、淋洗法、化学氧化法、热脱附法、植物法、电动力修复法、可渗透墙法等。由于污染土壤组成、污染物类型、性质等不同，特别是在不同污染物同时存在的复合污染情况下，单一修复技术往往难以达到修复目标，电动修复技术与其他修复技术的组合应用越来越受到重视，其中电动-可渗透反应墙(EKR-PRB)耦合技术正成为国内外土壤环境修复领域的研究热点。

电动力修复法(Electrokinetic Remediation，EKR)和可渗透墙法技术(Permeable reactive barrier，PRB)均是近30年来国际上新兴的土壤、地下水原位修复技术。EKR技术通过在污染土壤两侧施加直流电压，通过电迁移、电渗流和电泳的方式使土壤中的污染物质迁移到电极两侧从而修复土壤污染。该技术可有效地从土壤中去除铬、铜、汞、锌、镉、铅等重金属，以及苯酚、氯代烃、石油烃、乙酸等有机物。PRB技术主要利用污染物通过填充活性反应材料时，产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应而使污染物得以去除，在修复地下水污染工程使用较频繁。EKR-PRB耦合修复技术基本原理是用电动力将毒性较高的重金属及有机物质向电极两端移动，使污染物质与渗透性反应墙内的填料基质等充分反应，通过吸附去除或降解成毒性较低的低价金属离子和有机物，达到去除或降低毒性的目的。

现有技术中，EKR-PRB耦合修复技术在应用中存在以下问题：由于其粒径小、比表面积大、表面活性高、还原能力强等优点，零价铁在PRB技术所用的填充活性反应材料中得到广泛应用，然而，由于零价铁性能不稳定，其性质容易受外界条件影响，因此在实际PRB技术所用的填充活性反应材料应用中，零价铁的利用率较低。

发明内容

为克服以上技术问题，本发明提供了一种重金属污染土壤的电动-可渗透反应墙联合修复方法，本发明可渗透反应墙所用吸附材料为三层包覆结构，将性能不稳定的零价铁和生物菌剂进行包覆处理，可有效提高其稳定性和利用率，具有较高的现实价值以及广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种重金属污染土壤的电动-可渗透反应墙联合修复方法，在一定距离内设置阳电解池和阴电解池，在污染物重金属的富集处设置可渗透反应墙，接通电源对污染土壤进行电动修复，所述可渗透反应墙内填充吸附材料，所述吸附材料为三层包覆结构：最内层的芯层为还原铁和生物菌剂，芯层外包裹有载铁改性蒙脱土中间层，中间层外包裹有生物炭外表层。

在两个电极施加电压，通电后,土壤中的重金属在电动力作用下向阴极迁移，被阴极前的可渗透反应墙吸附固定；移除吸附固定重金属离子的可渗透反应墙，得到去除重金属离子污染的土壤。该方法操作简单、成本低廉、方便，对重金属污染土壤可实地修复，修复效率高，修复过程中不产生新污染。

吸附材料为三层包覆结构，将性能不稳定的零价铁和生物菌剂进行包覆处理，可有效提高其稳定性和利用率。首先将还原铁和生物菌剂与餐厨垃圾回收油脂混合均匀作为内芯，餐厨垃圾回收油脂可以为生物菌提供营养；然后利用改性证载铁改性蒙脱土对内芯包覆，可对生物菌和还原铁提供保护；最后，为了进一步保证载铁改性蒙脱土表面吸附还原铁的稳定性，在其表面又进行一次包覆处理。