CN204338567U - 基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统，其特征在于它包括间隔竖向布置的多根阳极塑料电极（6）和多根阴极塑料电极（5），在阴极塑料电极（5）的顶部纵向安置排水管（3），在阳极塑料电极（6）的顶部纵向安置注水管（4），各根排水管（3）与排水总管连接，排水总管引到场地外集水坑处；各根注水管（4）与注水总管连接，注水总管引到注水泵处，用导线（2）将阴极塑料电极（5）和阳极塑料电极（6）分别连接，并汇总接到直流电源（1）的正负极上。该基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统具有可以快速降低土体中重金属含量，环保性能较高的优点。

Description

基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统

技术领域

本发明涉及一种基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统，属于环境保护技术领域。

背景技术

随着我国工业化进程的加快，土壤重金属污染问题日趋突出。污染土壤的面积越来越大，已经严重威胁到我国的粮食安全，对生态环境和人体健康造成极大的威胁。介于目前的迫切形式，急于寻求一种用于重金属污染土壤的原位处理实用技术。

电动修复技术是一种新兴的重金属污染土壤修复技术。近几年来已经有较多的小型试验研究报道，也有极少量的工程应用实例。电动修复的原理是将电极插入受污染的土壤区域，施加直流电形成电场，利用电场产生的各种动电效应如电泳、电渗等，驱动土壤污染物沿电场方向定向迁移，从而将污染物从土壤中排出或者富集在电极区集中处理。

现有的电动修复技术采用的电极有以下几种：（1）用电解液作为阴极室和阳极室。此法对电解液的配置要求高，且极易对土壤形成二次污染，研究仅限实验室阶段；（2）铂电极，钛合金电极。成本太高，仅限实验装置；（3）石墨电极。石墨强度太低，现场可操作性差。另外，美国专利号US6203682公开了名为“Well designs for electrokinetic remediation”的专利，该专利提供了一种实地修复时用于隔离电极和污染土壤的多孔材料，这种由粘土（或陶瓷）和多孔塑料管制成的多孔材料包裹在电极周围，水份、                                               、和目标离子（污染物离子）等可以自由通过这种多孔材料。这种材料只是一种概念产品，未见实体报道，且工艺较复杂。

CN102720182A中公开了一种可导电的塑料排水板。此电极能够很好的解决电极反应过程中电极的腐蚀问题，不会造成二次污染，并且已经量化生产，且在软土地基处理中已经有了较好的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以快速降低土体中重金属含量，环保性能较高的基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统，它包括间隔竖向布置的多根阳极塑料电极和多根阴极塑料电极，在阴极塑料电极的顶部纵向安置排水管，在阳极塑料电极的顶部纵向安置注水管，排水管与注水管的管体上均设置有打孔，排水管与注水管外用土工布包裹；各根排水管与排水总管连接，排水总管引到场地外集水坑处；各根注水管与注水总管连接，注水总管引到注水泵处，用导线将阴极塑料电极和阳极塑料电极分别连接，并汇总接到直流电源的正负极上。

作为一种优选，阴极塑料电极外附着矿物吸附剂，阴极塑料电极与矿物吸附剂形成复合电极，复合电极外采用土工布包裹。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该电渗系统可以有效的去除土体中的重金属，具有可操作性强和处理效果好，容易安装和控制，成本不高且不破坏原有自然环境等。

2、该电渗系统所提出的塑料电极不腐蚀，不会对土壤造成二次污染；

3、间隔期向阳极区注入盐类或者碱性试剂，能有效稀释阳极区的，增大阳极区pH值，减小土体的电阻，恢复电动修复效率；并且酸性的水溶液流向阴极，能中和阴极区的，使阴极区pH值降低，利于胶凝的重金属沉积物溶出；已达到排除重金属污染物的目的。

5、如有必要可在阴极塑料电极处添加矿物吸附剂做成复合电极，增强吸附重金属污染物的效果，加速土体净化。

综上所述，该基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统具有可以快速降低土体中重金属含量，环保性能较高的优点。

附图说明

图1为本发明基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统的示意图。

其中：

直流电源1、导线2、排水管3、注水管4、阴极塑料电极5、阳极塑料电极6、矿物吸附剂7。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及的一种基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统，它包括间隔竖向布置的多根阳极塑料电极6和多根阴极塑料电极5，阴极塑料电极5外可附着矿物吸附剂7，阴极塑料电极5与矿物吸附剂7形成复合电极，复合电极外采用土工布包裹，在阴极塑料电极5的顶部纵向安置排水管3，在阳极塑料电极6的顶部纵向安置注水管4，排水管3较注水管4的高度低，排水管3与注水管4的管体上均设置有打孔，排水管3与注水管4外用土工布包裹；用三通将各根排水管3与排水总管连接，并将排水总管引到场地外集水坑处；用三通将各根注水管4与注水总管连接，并将注水总管引到注水泵处，用导线2将阴极塑料电极5和阳极塑料电极6分别连接，并汇总接到直流电源1的正负极上。

上述的基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统的使用方法包括以下步骤：

步骤一、开工前，先取土做实验确定污染土处理深度。确定污染土处理深度即电极的插入深度，以及确定电极的间距和布置形式。

步骤二、平整场地。

步骤三、对于含水量小于30%的土壤，进行灌水预浸，使土壤含水量在提升至30%~50%；对于含水量大于30%的土壤，则无需预浸。

步骤四、在场地内采用插枪按列间隔竖向插入多根阳极塑料电极6和多根阴极塑料电极5，插入深度与步骤一中确定的污染土处理深度一致；

阴极塑料电极5外可附着矿物吸附剂7，阴极塑料电极5与矿物吸附剂7形成复合电极，复合电极外采用土工布包裹，并用引孔法（采用设备打孔后插入）将土工布包裹后的复合电极插入土体中。

步骤五、在阴极塑料电极5的顶部纵向安置排水管3，在阳极塑料电极6的顶部纵向安置注水管4，排水管3较注水管4的高度低，排水管3与注水管4的管体上均设置有打孔，排水管3与注水管4外用土工布包裹，防止土壤堵塞打孔；用三通将各根排水管3与排水总管连接，并将排水总管引到场地外集水坑处；用三通将各根注水管4与注水总管连接，并将注水总管引到注水泵处。

步骤六、用导线2将阴极塑料电极5和阳极塑料电极6分别连接，并汇总接到直流电源1的正负极上。

步骤七、接通直流电源1，开始电渗处理，水由阳极塑料电极6流向阴极塑料电极5，并在水压作用下沿阴极塑料电极5排到土体表面，进入阴极塑料电极5处的排水管3，再经排水总管流入集水坑，对集水坑中的水集中收集并加入任选碱性试剂使重金属离子沉积，水中离子浓度达到重金属废水排放标准后排放或储存用于对步骤八中的注水。

步骤八、电渗以通电、间歇循环进行。通电时长以4~6小时为宜，间歇1.5~2.5小时；当电极（阴极塑料电极5或者阳极塑料电极6）附近出现裂缝时，在间歇期对阳极塑料电极6处通过注水管4注水（或者碱性液体、盐水等）。当目测阴极塑料电极5表面析出的较多白色沉淀物时，可拔出阴极塑料电极5对其进行冲洗或者更换，然后重新插入土壤中

重复步骤七和步骤八直至土壤中重金属含量达到要求为止。

Claims (2)

1.一种基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统，其特征在于它包括间隔竖向布置的多根阳极塑料电极（6）和多根阴极塑料电极（5），在阴极塑料电极（5）的顶部纵向安置排水管（3），在阳极塑料电极（6）的顶部纵向安置注水管（4），排水管（3）与注水管（4）的管体上均设置有打孔，排水管（3）与注水管（4）外用土工布包裹；各根排水管（3）与排水总管连接，排水总管引到场地外集水坑处；各根注水管（4）与注水总管连接，注水总管引到注水泵处，用导线（2）将阴极塑料电极（5）和阳极塑料电极（6）分别连接，并汇总接到直流电源（1）的正负极上。

2.根据权利要求1所述的一种基于塑料电极的电动修复重金属污染土壤的电渗系统，其特征在于阴极塑料电极（5）外附着矿物吸附剂（7），阴极塑料电极（5）与矿物吸附剂（7）形成复合电极，复合电极外采用土工布包裹。