[发明专利]一种复合重金属污染土壤的电动修复装置及修复方法

说明书

一种复合重金属污染土壤的电动修复装置及修复方法，包括直流电源、阳极电解室、修复室、阴极电解室和两根氧化石墨烯‑不锈钢电极；阳极电解室和阴极电解室分别位于修复室的左侧和右侧，阳极电解室的右侧与修复室的左侧之间、阴极电解室的左侧与修复室的右侧之间均设有有机玻璃板；两根氧化石墨烯‑不锈钢电极分别设置在阳极电解室和阴极电解室内部，直流电源两根氧化石墨烯‑不锈钢电极和连接。本发明可促进土壤中重金属的解析，提高污染土壤中游离态重金属的含量，增强修复效果，电极可循环使用，并且其抗腐蚀性良好，修复能耗低，成本低，无二次污染，修复效率高，安全性好。

技术领域

本发明属于土壤修复重金属污染技术领域，具体涉及一种复合重金属污染土壤的电动修复装置及修复方法。

背景技术

目前，由于对重金属矿产资源和化石燃料进行不合理的开采利用，产生的尾矿粉尘和重金属废渣进入土壤，造成矿区周边大量土地受到严重的重金属复合重金属污染，重金属污染具有隐蔽性和不被生物降解性，重金属通过食物链不断在生物体内富集，最后进入人体内蓄积，严重威胁人体健康。

电动修复法是一种新兴的土壤重金属污染修复技术，具有适用范围广、修复周期短、不易造成二次污染等优点。电动修复的原理是将电极插入受重金属污染的土壤，在土壤室两侧通以低压直流电形成电场，利用土壤颗粒孔隙以及电极室中的水或者外加电解质溶液作为导电介质，使水溶性污染物和吸附于土壤颗粒表层的污染物，在电场产生的电渗析、电迁移和电泳等电动力学效应下，根据所带不同电荷运动往不同电极方向，而达到电极附近的污染物通过沉淀/共沉淀、电镀或者离子交换萃取等方法被去除的目的。

在电动修复土壤重金属的过程中，存在以下问题：

(1)用石墨或者金属作电极时，在极酸或极碱、大电流条件下，都会受到强烈腐蚀，不可循环使用的电极将导致土壤修复成本大幅上涨。

(2)阴极电解液因电解反应产生的OH^-使阴极附近土壤发生碱化，土壤中的重金属污染物遇到碱性区域时形成氢氧化物沉淀，从而阻碍重金属迁移出土壤系统，土壤修复难度加大。

(3)电动修复后，土壤中的重金属污染物迁移至电解液中，电解液受污染后无法循环利用，这也会导致土壤修复成本上涨。

(4)阳极区域土壤中带正电荷的重金属污染物在电场作用下向阴极迁移，或者阴极区域土壤中带负电荷的重金属污染物在电场作用下向阳极迁移，迁出土壤的距离长，导致修复周期长，能耗高。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种复合重金属污染土壤的电动修复装置及修复方法，其可有效地提高了重金属污染土壤的修复效率，缩短土壤修复的周期，同时降低了土壤修复的成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种复合重金属污染土壤的电动修复装置，包括直流电源1、阳极电解室2、修复室3、阴极电解室4和两根氧化石墨烯-不锈钢电极5；

阳极电解室2和阴极电解室4分别位于修复室3的左侧和右侧，阳极电解室2的右侧与修复室1的左侧之间垂直设置有第一有机玻璃板6，阴极电解室4的左侧与修复室1的右侧之间垂直设置有第二有机玻璃板7；

两根氧化石墨烯-不锈钢电极5分别设置在阳极电解室2和阴极电解室4内部，直流电源1的正极和负极分别通过导线与阳极电解室2内的氧化石墨烯-不锈钢电极5和阴极电解室4内的氧化石墨烯-不锈钢电极5连接。

修复室3内设有两个结构相同的第一电解室S2和第二电解室S4，第一电解室S2和第二电解室S4沿左右方向间隔布置并将修复室3内部分隔为第一土壤室S1、第二土壤室S3和第三土壤室S5。