一种土壤电动修复装置的制作方法

一种土壤电动修复装置，属于环境工程技术领域。

背景技术：

工业及生活产生的废水、废气、废渣通过水体、大气进入土壤，并积累到超越土壤自净能力的程度时，将导致土壤污染。近年我国土壤污染呈加剧趋势，土壤保护工作的落后导致部分地区土壤污染严重、污染类型多样，表现为新老污染物并存、无机有机复合污染的局面，使土壤修复成为亟待解决的环境问题之一。

目前常用的土壤修复方法包括土壤清洗法、生物处理法、电动修复法等。电动土壤修复法具有成本低、应用广、速度快、次生污染少等优点，适用于低渗透性土壤，可以去除土壤中的铜、锌、铅、镉、镍、砷、汞、锰等重金属，也可以去除苯酚、p-硝基酚、六氯丁二烯等有机物。电动土壤修复方法在应用过程中存在酸性带迁移、土壤PH控制、极化等技术瓶颈，其中极化问题尤为突出。极化现象主要是由于阳离子及阴离子在电场驱动下分布过于集中在电极附近造成的。为了克服这一现象，研究者提出了极性交换技术、逼近阳极技术与注入缓冲溶液技术，虽然有所改进但仍没有取得突破性进展。

本实用新型提出采用将磁场与电场结合的一种复合电动土壤修复装置及方法，重点去除土壤中Cu2+、Pb2+、Fe3+等重金属污染物。与传统电动土壤修复方法相比，修复装置加入了磁场发生线圈，利用洛伦磁力改变了阴离子、阳离子的移动路径，降低了阴离子、阳离子的集中度。同时，通过分别交换电场与磁场方向，可以中和H+离子与OH-离子，避免土壤酸化。本实用新型的实施对促进电动土壤修复技术的发展具有重要的理论价值，对环境保护具有重要的实际应用价值。

技术实现要素：

有鉴于现有技术所存在的问题，本实用新型公开了一种土壤电动修复装置，利用该方法可以促进点源土壤污染与面源土壤污染的土壤生态系统的恢复，促进退化土壤的好转，缩短土壤治理周期。

本实用新型将磁场线圈引入常规电动土壤修复装置，重金属离子、OH-1离子与H+1在电场驱动下发生转移，在移动过程中受到洛伦磁力的作用，移动路径发生改变，不再集中于电极周围而是均匀分布在与电场垂直的收集区域。同时通过磁场及电场方向的改变，可以中和H+离子与OH-离子，避免土壤PH值酸化。因此，通过本实用新型提出的方法可以降低极化现象，提高土壤修复效率，延长电极的使用寿命。

具体地说，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种土壤电动修复装置可应用于原位修复及异位修复。采用酚醛树脂板组成矩形土壤修复池，正负电极安装在修复池长度方向两侧，线圈沿修复池四面均匀缠绕用于产生均匀磁场。

通过上述结构的改进，正负离子受电场力与洛伦磁力合力作用，导致移动路径发生改变，不再聚集在电极周围而是均匀分布在修复池宽度方向上的边缘区域，有助于弱化极化现象，便于后续对污染物的集中处理。

其中，所用正负电极板采用石墨材料，由直流电源供电，电压220V~230V，改变直流电正负极可实现电场方向的变换。

其中，磁场发生线圈采用包漆铜质线圈，直径0.5mm~1mm，匝数 50~200，具体匝数可根据磁场强度要求调整，磁场强度16mT~50mT。

其中，石墨电极板通过酚醛树脂支架卡紧固定，上下方向可调整。

其中，磁场发生线圈由直流电供电，电压220V~230V，改变直流电正负极可实现磁场方向的变换。

在普通电动土壤修复装置中，由于正负离子的电泳行为，使电极表面覆盖污染物及杂质，严重降低了电极的工作效率及使用寿命，通过上述改进正负离子不再堆积在电极表面而是均匀分布在修复池两侧狭长区域，提高了效率及寿命。

附图说明

图1 为本实用新型中一种土壤电动修复装置的结构示意图。

图2 为本实用新型中一种土壤电动修复装置电极支架的结构示意图。

图3 为本实用新型中一种土壤电动修复装置电极连接端子的结构示意图。

图4 为本实用新型中一种未加磁场的土壤修复机理示意图。

图5 为本实用新型中一种添加磁场的土壤修复机理示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更充分地描述本实用新型，本实用新型可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本实用新型的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下文中，将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。

参考图1~3，本实用新型涉及的一种土壤电动修复装置，包括正极电极连接端子1、电极端子锁紧螺栓2、电极支架3、石墨电极4、修复池5、负极电极连接端子6、电极端子锁紧螺母7、磁场线圈正极端子8、磁场线圈9、磁场线圈负极端子10。

正极电极连接端子：采用紫铜板冲压成形，厚度10~15mm。

电极支架：采用酚醛树脂板通过螺钉连接成形，板厚度15mm~20mm。

石墨电极：采用含碳量在94%~99%的高碳石墨电极，电流密度大于10A/cm2。

磁场线圈正极端子：一端与磁场线圈连接，另一端与直流电源正极连接。

磁场线圈：采用包漆铜质线圈，直径0.5mm~1mm，匝数 50~200，具体匝数可根据要求的磁场强度调整，磁场强度16mT~50mT。

磁场线圈负极端子：一端与磁场线圈连接，另一端与直流电源负极连接。

如图3所示，显示了一种未加磁场的电动土壤修复机理示意图，正负离子在电场作用下向正负电极靠近，在电极附近形成高浓度的重金属区域，随着修复时间的增加电极表面附着重金属及杂质越来越多，形成的白色薄膜降低了电场强度，导致土壤修复效率的降低，因此必须及时更换电极才能持续正常工作。

如图4所示，显示了一种添加磁场的电动土壤修复机理示意图，磁场线圈产生的磁力线B与离子运动方向垂直，磁力线方向由外向内。离子在运动过程中除了受到电场力的作用还受到洛伦磁力的作用，因此移动路线将发生改变。通过控制磁场强度可调节离子的移动路径，使离子不再集中在电极附近而是均匀分布在修复池两侧的狭长区域。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。本实用新型可以有各种合适的更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。