土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统及方法。该系统由电极井、导电电极、绝缘电极及电源控制系统构成，还可以进一步设置注入液混合装置、注入泵、注入井及抽吸井。本发明针对土壤的非水相液体污染，通过施加非均匀变频电场，辅以表面活性剂的增溶作用，对非水相污染物产生电渗、电泳和介电电泳效应，作为污染物的迁移驱动力，可实现对土壤中非水相液体污染物的迁移方向的改变和控制。以达到对土壤和地下水中非水相液体污染物的增溶，控制迁移，最终富集并去除的目的。此外本发明还可用于将非水相液体的污染范围控制在特定的空间区域内部或外部。
【专利说明】土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤污染控制和修复技术，具体涉及一种土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着现代工农业生产的发展，一些自然或人工合成物质不断进入土壤表层和含水层，如垃圾填埋渗漏，油井开采等，造成土壤环境污染事故不断发生。土壤化学污染物中，大部分具有“三致”效应(致癌、致畸和致突变)，这些物质对土壤、地下水、生物等介质造成持久性污染，危及生态系统和人体健康。大部分有机物在水中的溶解度很小，通常称这类污染物为非水相液体(non-aqueous phase liquids, NAPLs)。非水相液体与其接触的水相迁移速度较慢，加之和地下水的不同流动状态，非水相液体在地下水中的含量通常低于其溶解度的10%，且在地下呈不规则分布，其迁移和扩散过程也难以预测。目前较成熟的非水相液体污染修复技术主要包括抽出处理技术(pump-and-treat, PAT)、渗透性反应墙技术(permeable reactive barrier, PRB)、注气-气提处理技术(air sparging/soil vaporextract1n)、生物修复技术(b1remediat1n)、表面活性剂增强修复技术(surfactantenhanced remediat1n)等。
[0003]表面活性剂增强修复技术中，表面活性剂可以通过增溶或增流两种途径提高污染物的去除率。由于加入了表面活性剂与水，非水相液体可以形成Winsor I型微乳液。在水-非水相液体混合物中加入的表面活性剂可显著降低水-非水相液体的界面张力，且当其浓度超过CMC (临界胶束浓度)后，将形成胶束。亲水型的表面活性剂易溶于水相中，形成Winsor I型微乳液体系,而亲油型的表面活性剂则易溶于非水相液体中，形成Winsor II型微乳液体系。当表面活性剂的亲水、亲油性相当时，则形成双连续相微乳液，即Winsor III型微乳液体系。对于Winsor I型微乳液体系，胶束中表面活性剂分子的亲水端向外，亲油端向内，形成一个亲油的胶束核微环境，从而将非水相液体增溶到胶束内部，达到增溶的目的。通过该增溶方法，可极大地提高非水相液体在水中的表观溶解度。而在Winsor III型微乳液体系中，水/非水相液体间形成超低界面张力，使得滞流非水相液体的毛细管力大大下降，极大地提高了非水相液体在地下介质中的流动性，从而达到增流的目的。
[0004]电动力学修复主要应用于以离子或带电粒子的形式存在于地下水中的污染物去除。其方法为将电极插入处理区的两端并通以低压直流电场，在电极两端富集并除去土壤中的污染物。施加电场的主要作用有:(1)电解产生的氢离子将土壤中结合态的污染物转化为自由离子态，使其便于在电场中迁移。(2)提供污染物迁移的原动力。电动力学修复的机理包括:1.电泳:根据带电粒子所带电荷的正负分别向阴极和阳极迁移；2.电渗:土壤空隙流体在电场作用下由阳极向阴极的流动。3.介电电泳:根据不带电粒子的介电特性在非均匀电场内的定向流动。
[0005]一般而言，污染土壤或地下水中的非水相液体的溶解度极低，且不导电，因此无法通过电动力学方法修复。表面活性剂增强修复技术虽然可以达到增溶增流的目的，但无法富集污染物或改变污染物流向，还会导致污染物加速扩散，需要布置大量抽吸井以去除污染物，防止地下水二次污染，控制扩散风险。因此，将表面活性剂与电动力方法相结合的修复方法得到了本领域研究人员的重视。
[0006]CN102896143A公开了一种电动表面活性剂联合修复污染土壤实验装置，该装置在表面活性剂洗脱作用下使原本固着于污染土壤中的多氯联苯进入洗脱液中，含多氯联苯洗脱液在重力的作用下向下部迁移。由于受电场产生的电渗、电泳等电动效应影响，驱动含多氯联苯洗脱液沿电场方向定向迁移，从而将污染物富集至电极区。
[0007]CN203253713U公开了一种用于电动修复污染土壤的二维非均匀电场实验装置，该二维非均匀电场实验装置能够很好地模拟污染土壤修复情况，便于实验过程中实时监测各种电动力参数，并有利于污染物的去除、节约能耗且系统稳定性高。
[0008]然而，上述专利前案的根本原理都是基于电泳和电渗，因此在不带电污染物较多或地下水流速较大的情况下效果有限。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题在于提供一种土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统及方法，通过施加非均匀变频电场，在电泳和电渗的基础上加强介电电泳作用，以实现对土壤中非水相液体污染物的高效控制与修复。
[0010]为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是:
一种土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统，包括至少两个电极井、至少两个导电电极、至少两个绝缘电极以及电源控制系统；各电极安装于电极井内，导电电极直接与液体接触，绝缘电极通过包裹的绝缘物质与液体绝缘；且各电极与电源控制系统电相连，一支电极作为阴极或阳极与另一支或多支电极成对，并且导电电极与绝缘电极分别成对；对导电电极供电的是直流电，对绝缘电极供电的是交流电。
[0011]使用该电动力控制与修复系统的方法为:对电极井内的电极进行供电，产生直流电场以及非均匀的变频电场，促进非水相液体污染物的定向迁移；根据修复计划和监测结果改变供电电极的位置及其供电方案，最终将富含非水相液体污染物富集至指定区域。
[0012]优选地，该方法具体可以包括如下步骤:
a、根据现场土壤污染情况，水文地质信息，软件模拟结果，设计修复方案，布置电极井，并安装导电电极和绝缘电极，形成至少一对成对导电电极及至少一对成对绝缘电极；
b、在地面安装电源控制系统；
d、根据修复方案，对导电电极供电；
e、根据修复方案和现场监测结果，对绝缘电极供电，该步骤与步骤d同时进行； 1、根据修复方案和现场监测结果，终止一切修复作业。
[0013]优选地，所述系统进一步包括注入液混合装置以及注入泵；该注入液混合装置通过该注入泵与其中一个电极井连接，该与注入液混合装置连接的电极井作为注入井，注入井内安装所述的导电电极。
[0014]优选地，所述的注入井安装于非水相污染物聚集区域。
[0015]优选地，所述系统进一步包括污水处理系统，该污水处理系统通过真空泵与其中一个电极井连接，该与污水处理系统连接的电极井作为抽吸井；该抽吸井内安装所述的导电电极。
[0016]优选地，所述的抽吸井安装于地下水流向的下游。
[0017]优选地，所述的电极井内安装的电极部分或全部浸没于液位以下。
[0018]使用上述电动力控制与修复系统的方法为:通过注入井向地下注入含有表面活性剂的液体，促进非水相液体污染物乳液的形成；对电极井内的电极进行供电，产生直流电场以及非均匀的变频电场，促进非水相液体污染物乳液的定向迁移；根据修复计划和监测结果改变供电电极的位置及其供电方案，注入液的配方和注入方案；最终将富含非水相液体污染物富集至指定区域。
[0019]优选地，该方法具体可以包括如下步骤:
a、根据现场土壤污染情况，水文地质信息，软件模拟结果，设计修复方案，布置初始抽吸井、电极井和注入井，并安装导电电极和绝缘电极，形成至少一对成对导电电极及至少一对成对绝缘电极；
b、在地面安装污水处理系统、电源控制系统、注入液混合装置及注入泵；
C、针对现场土壤和污染物特性，根据经验和实验结果选择合适的注入液成分和配比，调整到合适的PH值，粘度和温度，加入注入液混合装置，通过注入泵注入到注入井；
d、根据修复方案，对导电电极供电；
e、根据修复方案和现场监测结果，对绝缘电极供电，该步骤与步骤d同时进行；
f、当注入井与抽吸井内地下水水位差小于设定值时，启动抽吸井进行液体抽提作业；
g、根据修复方案和现场监测结果，当注入井及周边区域内的非水相液体自由相浓度达到修复目标后，逐渐降低注入液浓度和/或流量；
h、根据修复方案和现场监测结果，当注入井及周边区域内的地下水中的非水相液体浓度达到修复目标后，逐渐降低注入液的浓度直至使用清水，并且逐渐降低注入井和抽吸井内的导电电极间的电压梯度或电流密度和供电时间；
1、根据修复方案和现场监测结果，终止一切修复作业。
[0020]优选地，通过电源控制系统设定成对导电电极之间的电压梯度或电流密度；即在任何时刻，任何成对导电电极之间的电压梯度被设定，使其电压梯度在(T500V/m的范围内；或者，任何成对导电电极之间的电流密度被设定，使其电流密度在(T20mA/Cm2的范围内；并且，任何成对导电电极之间的电极极性可被反转。
[0021 ] 优选地，所述电压梯度或电流密度随时间的变化是恒定的、渐变的、多平台式的或脉冲式的，或者它们的组合形成的周期。
[0022]优选地，通过电源控制系统设定成对绝缘电极之间的电压梯度和交变频率；即在任何时刻，任何成对绝缘电极之间的电压梯度被设定，使其电压梯度在(T5000V/m的范围内，并且交流电源频率在1HflOMHz的范围内被设定。
[0023]优选地，若在步骤h后抽吸井及周边区域内的出现非水相流体自由相且浓度下降缓慢，则需要进行第二阶段修复，即在抽吸井和注入井之间的地下水流向上，在污染浓度开始增高的位置，增设新的注入井或电极井，重复步骤a-1。
[0024]采用上述方案后，本发明的有益效果是:本发明结合了表面活性剂与电动力修复技术的优点，针对土壤的非水相液体污染，通过施加非均匀变频电场，辅以表面活性剂的增溶作用，对非水相污染物产生电渗、电泳和介电电泳效应，作为污染物的迁移驱动力，可实现对土壤中非水相液体污染物的迁移方向的改变和控制，以达到对土壤和地下水中非水相液体污染物的增溶，控制迁移，最终富集并去除的目的。最终实现对土壤中非水相液体污染物的高效控制与修复。其特点是在不改变地下水流向的情况下，实现非水相液体污染物增溶、乳化、加速迁移和富集。与传统表面活性剂和电动力修复方法相比，具有减少抽吸井数量、提高抽出液浓度、加快非带电污染物迁移、控制污染扩散的优势。此外，本发明还可用于需要将非水相液体污染范围控制在特定的空间区域内部或外部的案例。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明所述土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统的示意图； 图2为应用本发明系统及方法的具体实例示意图。
[0026]附图标记说明:
1-污水处理系统、2-电源控制系统、3-注入液混合装置、4-注入泵、5-抽吸井、6-注入井、7-电极井、7'-电极井、7"-电极井、8-导电电极、9-绝缘电极、10-非饱和带内的非水相液体自由相、11-非水相液体自由相在饱和带表面形成的液膜、12-地下水流向、A-修复前受污染区域、B-修复中受污染区域、C-修复后受污染区域。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
[0028]本发明所揭示的是一种土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统，如图1所示，为本发明的较佳实施例。所述的电动力控制与修复系统包括至少两个电极井、至少两个导电电极8、至少两个绝缘电极9以及电源控制系统2 ;各电极(包括导电电极8及绝缘电极9)安装于电极井内，导电电极8直接与液体接触，绝缘电极9通过包裹的绝缘物质与液体绝缘；且各电极与电源控制系统2电相连，一支电极作为阴极或阳极与另一支或多支电极成对，并且导电电极8与绝缘电极9分别成对；对导电电极8供电的是直流电，对绝缘电极9供电的是交流电，从而成对绝缘电极9所安装的空间位置为可在电极间的空间形成非均匀电场。此外，电极井内安装的电极可以部分或全部浸没于液位以下。
[0029]进一步的，所述系统还可以设置污水处理系统1、注入液混合装置3以及注入泵4。所述污水处理系统I通过真空泵与其中一个电极井连接，这个电极井即作为抽吸井5，抽吸井5 —般安装于地下水流向的下游。设置抽吸井5的作用是创造水位差，以使流体向抽吸井流动，若水位差足够，则不需要开泵，待更多流体迁移到抽吸井(即水位差小于设定值)时，再抽提。如现实情况是水位差永远小于设定值，则可以一直抽提。抽吸井5内一般安装的是导电电极8。所述的注入液混合装置3通过注入泵4与其中一个电极井连接，这个电极井即作为注入井6，注入井6 —般安装于非水相污染物聚集区域。注入井6内一般也安装导电电极8。设置注入井6的目的是为了注入包含有表面活性剂的注入液，以对非水相液体污染物进行增溶及乳化。若修复目标并不需要去除非水相液体污染物，而只需将非水相液体污染范围控制在特定的空间区域内部或外部，则不需要设置注入井6、注入液混合装置3或者抽吸井5、污水处理系统I。此时，只需根据地下水流场，污染物成分的电学特性和分布，设置导电或绝缘电极，引导除非水相液体污染物离开或进入特定空间区域。
[0030]图1中实施例，除抽吸井5及注入井7以外的电极井为普通的电极井7，普通电极井7 —般安装于注入井6和抽吸井5之间，其内可以安装导电电极8也可以安装绝缘电极9，某一个电极井内也可以同时安装一支或以上的导电电极8或/和绝缘电极9。导电电极8一般安装于地下水流向或设计污染物的迁移方向上的电极井内。绝缘电极9 一般安装于需要防止污染物扩散的位置上的电极井内。
[0031]图1中，其他标号为:非饱和带内的非水相液体自由相10，在垂向迁移至地下水水面后，纵向扩散形成自由相液膜11，12为地下水流向。
[0032]使用本发明所述电动力控制与修复系统的方法可以包括以下两种，对于修复目标并不需要去除非水相液体污染物，而只需将非水相液体污染范围控制在特定的空间区域内部或外部时，控制与修复方法为:对电极井内的电极进行供电，产生直流电场以及非均匀的变频电场，促进非水相液体污染物的定向迁移；根据修复计划和监测结果改变供电电极的位置及其供电方案，最终将富含非水相液体污染物富集至指定区域。
[0033]对于修复目标既需要去除非水相液体污染物，又需要定向迁移时，使用所述电动力控制与修复系统的方法为:通过注入井向地下注入含有表面活性剂的液体，促进非水相液体污染物乳液的形成；对电极井内的电极进行供电，产生直流电场以及非均匀的变频电场，促进非水相液体污染物乳液的定向迁移；根据修复计划和监测结果改变供电电极的位置及其供电方案，注入液的配方和注入方案；最终将富含非水相液体污染物富集至指定区域。
[0034]更具体而言，使用本发明所述电动力控制与修复系统的方法可以包括下述步骤:
a、根据现场土壤污染情况，水文地质信息，软件模拟结果，设计修复方案，布置初始抽吸井5、电极井7和注入井6，并安装导电电极8和绝缘电极9。在某些情况下，如只需控制污染物迁移方向但不抽提污染物进行处理，可以不安装抽吸井5或注入井6。但是，本发明至少需要在两个井眼内布置导电电极8及绝缘电极9，以形成至少一对成对导电电极及至少一对成对绝缘电极。
[0035]b、在地面安装污水处理系统1、电源控制系统2、注入液混合装置3及注入泵4。以上装置都可以根据本领域的基本知识设计和安装。在某些情况下，如果只需控制污染物迁移方向但不抽提污染物进行处理，可以不安装污水处理系统I或注入液混合装置3和注入泵4。
[0036]C、针对现场土壤和污染物特性，根据经验和实验结果选择合适的注入液成分和配t匕，如表面活性剂、醇、电解质、氧化物、离子螯合物以及生物制剂等，调整到合适的pH值，粘度和温度，加入注入液混合装置3，通过注入泵4注入注入井6。如果只需控制污染物迁移方向，则可不需要此步骤。
[0037]d、根据修复方案，对导电电极8供电，该供电方案可以是电压控制或电流控制的。对于电压控制时，在任何时刻，任何成对导电电极之间的电压梯度在0?500V/m范围内可调；对于电流控制时，在任何时刻，任何成对导电电极之间的电流密度在(T20mA/Cm2范围内可调。电压梯度或电流密度随时间的变化可以是恒定的、渐变的、多平台式的、脉冲式的或其他类似形式，也可以是它们的组合形成的周期。而且任何成对导电电极极性也可按需调難
iF.0
[0038]e、根据修复方案和现场监测结果，对绝缘电极9供电，其供电方案为:在任何时亥|J，任何成对绝缘电极之间的电压梯度被设定，使其电压梯度在(T5000V/m的范围内，并且交流电源频率可在1HflOMHz的范围内被设定。对特定的土壤和污染物特性，可通过计算和实践得到其最佳频率范围。一般地，根据非水相污染物的介电特性，其粒子将向电场密度减小方向，即远离绝缘电极方向迁移。该供电方案与步骤d中的供电方案可同时进行。
[0039]f、启动抽吸井5进行液体抽提作业。抽出并处理后的污水可用于注入液的调配。一般地，当注入井6与抽吸井5内地下水水位差小于某值时可启动该步骤。也可根据具体的修复目的和现场情况采用其他启动标准。
[0040]g、根据修复方案和现场监测结果，逐渐降低注入液浓度和/或流量。一般地，当注入井6及周边区域内的非水相液体自由相浓度达到修复目标后，可启动该步骤。也可根据具体的修复目的和现场情况采用其他启动标准。
[0041]h、根据修复方案和现场监测结果，逐渐降低注入液的浓度直至使用清水，并且逐渐降低注入井6和抽吸井5内的导电电极8间的电压梯度或电流密度和供电时间。一般地，当注入井6及周边区域内的地下水中的非水相液体浓度达到修复目标后，可启动该步骤。也可根据具体的修复目的和现场情况采用其他启动标准。
[0042]1、根据修复方案和现场监测结果，终止一切修复作业。一般地，当抽吸井5、电极井7、注入井6及处理区域内的非水相流体自由相和地下水中的非水相液体浓度和分布达到修复目标后，可终止作业。也可根据具体的修复目的和现场情况采用其他结束标准。
[0043]j、特别地，若在步骤h后抽吸井5及周边区域内的出现非水相流体自由相且浓度下降缓慢，则需要进行第二阶段修复。即在抽吸井5和注入井6之间的地下水流向上，在污染浓度开始增高的位置，增设新的注入井或电极井，重复步骤a-1。
[0044]k、特别地，若修复目标并不需要去除非水相液体污染物，而只需将非水相液体污染范围控制在特定的空间区域内部或外部。则注入井6、抽吸井5或污水处理系统I可以不是必须的。需根据地下水流场，污染物成分的电学特性和分布，设置导电或绝缘电极，引导除非水相液体污染物离开或进入特定空间区域。其操作方法可通过上述已公开的方法，基于本领域内的基本知识得出。
[0045]下面通过一个具体实例对本发明所述的系统及方法进行说明，但是本发明并不局限于该实例中描述的应用范围和操作参数选择范围。
[0046]如图2所示，本实施例的修复土壤为某市加油站地下储罐泄漏污染的土壤，泄漏源已移除，修复之前的石油污染物主要分布于图2中的A区域内，修复目标为清除土壤中的石油污染物自由相，修复场地如图2所示，图中包括:注入井6、电极井7、电极井T、电极井7"、抽吸井5、修复前受污染区域A、修复中受污染区域B以及修复后受污染区域C。
[0047]首先根据现场土壤污染情况和水文地质信息设计修复方案，地下水位见图2。布置抽吸井5、电极井7和注入井6 (具体位置见图2)。在抽吸井5、电极井7和注入井6内安装导电电极，在电极井7'和电极井7"内安装绝缘电极。在地面安装污水处理系统、电源控制系统、注入液混合装置及注入泵。
[0048]注入液成分包括质量比1:9的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Tween80，浓度可在1000-10000mg/L间调整；聚乙二醇(PEG400)，浓度可在0_500mg/L间调整；氢氧化钠60mg/L ;过氧化氢20mg/L ;磷酸二氢钾20mg/L和硝酸钾10mg/L。初始注入流量为0.5吨/天。
[0049]开始注入第I天后,对电极井7和注入井6内的电极供电，电极为棒状碳纤维材料，电压梯度控制在20V/m ;同时启动抽吸井真空泵。开始注入10天后，监测结果表明注入井6附近的石油污染物自由相厚度降低；电极井7中出现自由相，其地下水中的石油污染物浓度升高。根据监测结果和本领域相关常识，认为地下水中的石油污染物污染范围扩散至图2中的区域B。
[0050]由于主要采用了非离子型表面活性剂，因此待去除污染物粒子所带电荷较少。为防止污染物扩散，增设电极井7'和7"(见图2)，两电极井内安装绝缘电极。在上段步骤的同时，对电极井7'、7"内的绝缘电极提供IkMHz的200V/m的交流电，使非带电污染物无法向电极所在方向(即电场密度增强方向)扩散。对抽吸井5和电极井7内的电极供电，电压梯度控制在20V/m，其供电时间与对电极井7和注入井6内的电极的供电时间之比为1:1。同时继续进行注入和抽吸。第25天后，监测结果表明注入井6附近的石油污染物自由相厚度消失；电极井7中仍有少量自由相；抽吸井5中地下水中的石油污染物浓度升高；电极井T、7"中的各项监测指标波动较小。
[0051]之后，按为0.2吨/天的流量分别向电极井7和注入井6中注入注入液。对抽吸井5和电极井7内的电极供电的供电时间与对电极井7和注入井6内的电极的供电时间之比改为3:1。第35天后，监测结果表明注入井6中地下水中各类石油污染浓度与修复前降低95%以上；电极井7中的石油污染物自由相厚度消失，其地下水中各类石油污染浓度与于修复之前的浓度相当；抽吸井5中未出现自由相，其地下水中的石油污染物浓度为2.4mg/g;电极井7'、7"中的各项监测指标波动较小。由此推测绝大部分自由相已被清除，但仍有少量污染物存在于图2中的区域C内的地下水中，之后随着地下水流动可被继续稀释和降解。因此认为达到修复目标，停止修复作业。
[0052]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
【权利要求】
1.一种土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统，其特征在于:包括至少两个电极井、至少两个导电电极(8)、至少两个绝缘电极(9)以及电源控制系统(2);各电极安装于电极井内，导电电极直接与液体接触，绝缘电极通过包裹的绝缘物质与液体绝缘；且各电极与电源控制系统电相连，一支电极作为阴极或阳极与另一支或多支电极成对，并且导电电极与绝缘电极分别成对；对导电电极供电的是直流电，对绝缘电极供电的是交流电。
2.根据权利要求1所述的土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统，其特征在于:进一步包括污水处理系统(1)，该污水处理系统通过真空泵与其中一个电极井连接，该与污水处理系统连接的电极井作为抽吸井(5);该抽吸井内安装所述的导电电极(8)。
3.根据权利要求1或2所述的土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统，其特征在于:进一步包括注入液混合装置(3)以及注入泵(4);该注入液混合装置通过该注入泵与其中一个电极井连接，该与注入液混合装置连接的电极井作为注入井(6)，注入井内安装所述的导电电极(8)。
4.使用权利要求1所述的土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统的方法，其特征在于:对电极井内的电极进行供电，产生直流电场以及非均匀的变频电场，促进非水相液体污染物的定向迁移；根据修复计划和监测结果改变供电电极的位置及其供电方案，最终将富含非水相液体污染物富集至指定区域。
5.使用权利要求3所述的土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统的方法，其特征在于:通过注入井向地下注入含有表面活性剂的液体，促进非水相液体污染物乳液的形成；对电极井内的电极进行供电，产生直流电场以及非均匀的变频电场，促进非水相液体污染物乳液的定向迁移；根据修复计划和监测结果改变供电电极的位置及其供电方案，注入液的配方和注入方案；最终将富含非水相液体污染物富集至指定区域。
6.使用权利要求1所述的土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统的方法，其特征在于包括如下步骤: a、根据现场土壤污染情况，水文地质信息，软件模拟结果，设计修复方案，布置电极井，并安装导电电极和绝缘电极，形成至少一对成对导电电极及至少一对成对绝缘电极； b、在地面安装电源控制系统； d、根据修复方案，对导电电极供电； e、根据修复方案和现场监测结果，对绝缘电极供电，该步骤与步骤d同时进行； 1、根据修复方案和现场监测结果，终止一切修复作业。
7.使用权利要求3所述的土壤中非水相液体污染物的电动力控制与修复系统的方法，其特征在于包括如下步骤: a、根据现场土壤污染情况，水文地质信息，软件模拟结果，设计修复方案，布置初始抽吸井、电极井和注入井，并安装导电电极和绝缘电极，形成至少一对成对导电电极及至少一对成对绝缘电极； b、在地面安装污水处理系统、电源控制系统、注入液混合装置及注入泵； C、针对现场土壤和污染物特性，根据经验和实验结果选择合适的注入液成分和配比，调整到合适的PH值，粘度和温度，加入注入液混合装置，通过注入泵注入到注入井； d、根据修复方案，对导电电极供电； e、根据修复方案和现场监测结果，对绝缘电极供电，该步骤与步骤d同时进行； f、当注入井与抽吸井内地下水水位差小于设定值时，启动抽吸井进行液体抽提作业； g、根据修复方案和现场监测结果，当注入井及周边区域内的非水相液体自由相浓度达到修复目标后，逐渐降低注入液浓度和/或流量； h、根据修复方案和现场监测结果，当注入井及周边区域内的地下水中的非水相液体浓度达到修复目标后，逐渐降低注入液的浓度直至使用清水，并且逐渐降低注入井和抽吸井内的导电电极间的电压梯度或电流密度和供电时间； 1、根据修复方案和现场监测结果，终止一切修复作业。
8.根据权利要求4-7之一所述的方法，其特征在于:通过电源控制系统设定成对导电电极之间的电压梯度或电流密度；即在任何时刻，任何成对导电电极之间的电压梯度被设定，使其电压梯度在(T500V/m的范围内；或者，任何成对导电电极之间的电流密度被设定，使其电流密度在(T20mA/Cm2的范围内；并且，任何成对导电电极之间的电极极性可被反转。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:所述电压梯度或电流密度随时间的变化是恒定的、渐变的、多平台式的或脉冲式的，或者它们的组合形成的周期。
10.根据权利要求4-7之一所述的方法，其特征在于:通过电源控制系统设定成对绝缘电极之间的电压梯度和交变频率；即在任何时刻，任何成对绝缘电极之间的电压梯度被设定，使其电压梯度在(T5000V/m的范围内，并且交流电源频率在1HflOMHz的范围内被设定。
【文档编号】B09C1/08GK104307857SQ201410568539
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】姚尧, 黄国和, 安春江, 赵珊, 金磊, 阳艾利, 程慧艳, 周雄, 陈秀娟 申请人:厦门理工学院