本发明涉及受污染土壤的电化学处理技术，尤其涉及一种电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置及其方法，利用电化学结合类fenton氧化降解土壤中pahs。
背景技术：
多环芳烃（pahs）是目前自然界中最早发现的致癌物质之一，游离分布在大气、水环境中的pahs最终会通过沉降、地表径流等途径进入土壤，使土壤成为环境介质中pahs主要的储存库和中转站，残留于土壤中pahs的通过食物链的传递最终进入人体，对人体健康产生极其严重的危害。随着人类对石化产品的不断开发利用，兼pahs具有毒性、生物蓄积性、半挥发性及长期残留性等特点，土壤中pahs污染物浓度逐年增加。因此，研究土壤中pahs的控制与修复技术已成为国内外学者研究的主要内容。
目前对pahs污染土壤的修复方法主要有物理法、化学法、植物法和微生物法。其中：物理修复法往往存在处理费用高、工作量大、修复不彻底、容易破坏土壤结构影响生态环境的问题；植物修复法和微生物修复法具有操作简单、运行费用低、无二次污染等优点，但由于降解能力有限、修复周期长、易受工程当地环境地质条件和气候因素等不受控因素影响，在实际工程应用中存在很大的局限性；常见的化学修复法，如化学淋洗、溶剂浸提等技术虽然具有处理效率高、修复周期短等优点，但是处理成本高，可能引起对环境的二次污染。
针对目前pahs污染土壤修复过程中存在的许多问题，研究一种简单易行、快速、高效、不产生二次污染的降解土壤中pahs的技术，是非常必要的。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置，能够将电化学技术和类fenton氧化技术有机结合，在酸性条件下可以实现对土壤中pahs的有效降解，同时可以有效利用土壤中固有的铁元素，在实际工程应用中简单易行、快速高效且不产生二次污染。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置，包括：相互平行且垂直放置的多个阴极1和阳极2，外置双氧水h2o2储罐3、稳压直流电源4及外壳8；其中：所述多个阴极1为并联连接，所述阳极2为并联连接，并通过导线7与所述稳压直流电源4相连；所述阴极1和阳极2为垂直固定于卡槽内的活性炭纤维材料电极，所述阴极1的活性炭纤维材料电极与外置h2o2储罐3之间连接有加药管。
其中，所述阴极1的活性炭纤维材料电极与外置h2o2储罐3之间连接的加药管上设置有加药泵5。
所述工艺装置的外壳8内设置有与所述稳压直流电源4相连的温度控制器6。
所述阴极1分布于所述多个阴极1和阳极2的最外层，且每个阴极1上均设有独立的加药管，所述加药管与加药泵5相连。
所述的外壳8为耐酸、耐碱且不导电材料。
所述与稳压直流电源4相连的温度控制器6，在所述工艺装置内温度大于60℃时自动切断电源。
一种电fenton法修复pahs污染土壤的方法，该方法包括：
a、对待修复土壤进行筛分，去除其中的石块及塑料制品垃圾，然后根据土壤的酸碱性及湿度加稀酸调节土壤浸出液ph至3~6，不断翻搅土壤使其充分混匀；
b、对电极进行安装，依次将阴极1、阳极2相互平行且垂直固定于工艺装置内置的阴极和阳极卡槽内；
c、将经过初步处理的待修复土壤均匀投放到所述工艺装置内，利用导线7将以并联方式连接的各阴极1、阳极2和稳压直流电源4连通，控制体系内电压梯度为10~20v/m；
d、在修复过程中不定时往土壤中补加稀酸保证土壤一直呈酸性，并注意维持土壤含水量在25%以上；
e、待修复结束后，施用石灰调节土壤ph至中性。
步骤c进一步包括：待电场工作约30min后，打开加药泵5往所有阴极1上逐滴加入浓度为50%的h2o2水，以保证阴极1附近fe2+富集到一定浓度后再与外加的h2o2发生电fenton氧化作用。
步骤c还包括：将温度控制器6与稳压直流电源4相连，当所述工艺装置内温度大于60℃时自动切断电源。
采用本发明的工艺装置及其方法，将土壤浸出液ph介于3~6的酸性土壤均匀填充于本发明电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置内，在阴、阳电极之间施加低压直流电压，使污染土壤中的fe3+、fe2+在电场的作用下由土壤颗粒表面或内部迁移到土壤溶液中，并富集在阴极附近，在阴极表面fe3+被还原为fe2+，与外加的h2o2形成fenton试剂产生大量的羟基自由基（·oh）氧化降解pahs，从而实现土壤修复的目的。另外，类fenton氧化产生的fe3+可以在阴极被还原为fe2+重新发挥催化作用，有效实现装置内fe2+的循环利用；土壤中参与降解pahs的因素除了有·oh间接氧化外，还有阳极氧化、自由基氧化、电吸附作用，可有效提高对土壤中pahs的处理效率。同时由于阴、阳电极连接方式为并联，这样设计可以在有限空间内增加电极数量，从而增强装置的处理效果。
本发明能够利用电场作用使土壤中固有的铁元素发生电化学反应转化为fe2+，结合外加h2o2形成fenton试剂，同时fe3+可以在阴极被还原为fe2+重新发挥催化作用，有效实现装置中fe2+的循环利用，一定程度上节约处理成本。同时，土壤中参与降解pahs的因素除了有·oh间接氧化外，还有阳极氧化、自由基氧化、电吸附作用，可有效提高对土壤中pahs的处理效率。
附图说明
图1为本发明实施例的电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置示意图。
【主要组件符号说明】
1：阴极
2：阳极
3：外置双氧水（h2o2）储罐
4：稳压直流电源
5：加药泵
6：温度控制器
7：导线
8：外壳。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例的电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置示意图。如图1所示，所述的电芬顿（fenton）法修复pahs污染土壤的工艺装置，主要包括：在阴、阳极卡槽中垂直放置的阴极1、阳极2，外置双氧水（h2o2）储罐3，稳压直流电源4，加药泵5，温度控制器6和外壳8。所述阴极1和阳极2，分别以并联的方式通过导线7与所述稳压直流电源4相连接。
该工艺装置内的阴极1、阳极2的数量可视处理规模、装置容积和装置功率进行调整。所述外置h2o2储罐3中储存的双氧水（h2o2）通过加药泵5逐滴加入到与阴极1连通的加药管中。所述温度控制器6与稳压直流电源4相连接。
所述工艺装置的外壳8放置的一定数量的阴极卡槽和阳极卡槽为互相平行并垂直放置，待处理土壤处理前须调ph至酸性，所述阴、阳极卡槽内垂直铺设并固定活性炭纤维材料作为电极材料，所述阴极活性炭纤维材料电极和外置h2o2储罐3通过加药管与加药泵5相连接，所述阴极1在阳极2的外侧，所述全部阴极1、阳极2连接方式为并联，所述全部阴1、阳极2分别通过导线7与稳压直流电源4连接，所述温度控制器6与稳压直流电源4连接。
其中，所述阴极材料与h2o2储罐3之间设置的加药泵5，优选为蠕动泵。
所述工艺装置的外壳8为耐酸、耐碱、不导电材料，优选为聚丙烯材料。
所述活性炭纤维材料为活性炭毡，厚度为3mm~10mm。
所述待处理土壤用稀酸调节土壤浸出液ph至3~6。
所述阴极1、阳极2之间距离为2cm~10cm。所述阴、阳极间供给电压梯度控制在10~20v/m之间。
所述h2o2采用工业用h2o2（50%），投加比例为4~12kg/m3，该参数视土壤含铁量及土壤中pahs浓度变化而调整。
所述温度控制器6，控制所述工艺装置内的温度大于60℃时自动切断电源。
在实际应用所述电fenton法修复pahs污染土壤的工艺装置进行土壤修复时，需采取如下步骤：
首先，对待修复土壤进行筛分，以去除其中的石块及塑料制品等垃圾，然后根据土壤的酸碱性及湿度加稀酸调节土壤浸出液ph至3~6，不断翻搅土壤使其充分混匀。
其次，需要对电极进行安装，依次把阴极1、阳极2（均为活性炭纤维电极）相互平行且垂直固定于工艺装置内置的阴极和阳极卡槽内。
其三，将经过初步处理的待修复土壤均匀投放到所述工艺装置内，利用导线7将以并联方式连接的各阴极1、阳极2和稳压直流电源4连通，控制体系内电压梯度为10~20v/m。待电场工作约30min后，打开加药泵5往所有阴极电极上逐滴加入h2o2，以保证阴极1附近fe2+富集到一定浓度后再与外加的h2o2发生电fenton氧化作用，这样，可以达到既节约药剂又可以实现降解土壤中pahs的目的。
较佳地，所述的温度控制器6与稳压直流电源4相连，当装置内温度大于60℃时自动切断电源，上述修复过程中不定时往土壤中补加稀酸（如盐酸等无机酸）保证土壤一直呈酸性，并注意维持土壤含水量在25%以上。
最后，待修复结束后，施用石灰调节土壤ph至中性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。