[发明专利]一种纵深分层处理重金属污染土壤的系统及方法

权利要求书

1.一种纵深分层处理重金属污染土壤的系统，所述重金属污染土壤场地纵深分层分为淋洗处理区和电动处理区，其特征在于，包括电极装置、添加剂喷淋和收集系统，以及吸附剂环(9)；

所述电极装置包括至少一个阳极和至少一个阴极，以及连接所述阳极和阴极的电源(1)；所述阳极包括阳极绝缘段(6)和阳极电极段(10)，所述阳极绝缘段内埋设导电材料，能够连接所述电源(1)与阳极电极段(10)形成导电通路；所述阴极包括阴极绝缘段(4)和阴极电极段(11)，所述阴极绝缘段内埋设导电材料，能够连通所述电源(1)与阴极电极段(11)形成导电通路；所述阳极电极段和阴极电极段的长度等于所述电动处理区深度，所述阳极绝缘段和阴极绝缘段的长度大于等于所述淋洗处理区深度；

所述添加剂喷淋和收集系统包括添加剂储罐(8)、喷淋装置(5)、集液泵(3)、集液罐(2)和集液管，所述添加剂储罐(8)与所述喷淋装置(5)相连；所述吸附剂环(9)环绕着设置在所述阴极电极段(11)外；

所述阴极选用空心管状结构，所述阴极电极段壁面开设有若干通孔，空心管状的阴极作为集液管；或，所述阴极选用实心结构，所述集液管设置在所述阴极与所述吸附剂环(9)之间；

所述吸附剂环(9)与所述集液管之间形成吸附剂填充区，用于装填吸附剂，所述集液泵(3)入口通入所述集液管下部。

2.根据权利要求1所述的纵深分层处理重金属污染土壤的系统，其特征在于，所述吸附剂环(9)与所述阴极电极段(11)等高。

3.一种纵深分层处理重金属污染土壤的方法，其使用如权利要求1至2任一项所述的纵深分层处理重金属污染土壤的系统，其特征在于，所述方法包括：

根据重金属污染土壤场地的重金属含量和所需修复深度，将重金属污染土壤场地纵深分层分为淋洗处理区和电动处理区；

根据淋洗处理区和电动处理区的深度设置相应深度的电极装置，使得所述阳极电极段和阴极电极段的长度等于所述电动处理区深度，且所述阳极绝缘段和阴极绝缘段的长度大于等于所述淋洗处理区深度；

将适量阳极和阴极分别固定设置在所述重金属污染土壤场地，并使得所述阳极绝缘段与阴极绝缘段位于淋洗处理区的深度范围，使得所述阳极电极段与阴极电极段位于电动处理区的深度范围；使吸附剂环(9)环绕着设置在所述集液管周围，使得阴极电极段四周环绕着形成吸附剂填充区，所述吸附剂填充区内设置有吸附剂；使阳极与阴极相互对应的与电源连接；

将所述喷淋装置设置在淋洗处理区的表面，并使得淋洗处理区表面均位于所述喷淋装置(5)的喷淋范围；使添加剂储罐(8)中的添加剂溶液通过喷淋装置(5)均匀喷淋在重金属污染土壤场地，添加剂溶液在重金属污染土壤场地中迁移，形成淋洗处理区，土壤中的重金属化合物溶解和/或解吸到添加剂溶液中，形成含有重金属的淋洗液；在重力作用下，淋洗液带着重金属向土壤深处迁移；

所述含有重金属的淋洗液进入土壤深度到达电动处理区时，连通电源，在阳极和阴极之间形成电场，使得淋洗液中的重金属在电场作用下向阴极形成定向移动；

所述淋洗液通过吸附剂填充区时，淋洗液中的重金属被吸附剂吸附，残液进入集液管汇集并通过集液泵(3)抽吸排出，作为回收液收集到集液罐(2)中。

4.根据权利要求3所述的一种纵深分层处理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述电动处理区电场的强度为0.5～3.0V/cm。

5.根据权利要求3所述的一种纵深分层处理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述吸附剂包括活性炭、生物质半焦、沸石、粉煤灰制多孔材料中的任一种或多种混合物。

6.根据权利要求3所述的一种纵深分层处理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述添加剂溶液包括柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、乙二胺四乙酸中的任一种或多种混合物。

7.根据权利要求3所述的一种纵深分层处理重金属污染土壤的方法，其特征在于，将吸附剂填充区内吸附了重金属的吸附剂从土壤中收集后进行集中处理。

8.根据权利要求3所述的一种纵深分层处理重金属污染土壤的方法，其特征在于，将重金属固化剂和/或稳定剂注入吸附剂填充区，使重金属固定在吸附剂材料内，并将固定了重金属的吸附剂留存于土壤深层。