排污河重金属污染底泥的电动吸附提取设备的制作方法

本实用新型属于城市排污河重金属污染底泥修复的技术领域，具体的说，是一种排污河重金属污染底泥的电动吸附提取方法及设备。

背景技术：

城市排污河作为一个城市重要的排洪泄污通道，在城市发展过程中曾发挥过重要作用，然而随着城市化进程不断加快，城市居住人口的逐步增多，城市排污河在长期的生活污水和工业废水排放的影响下，水环境质量已不断下降，严重影响到周围居民的生活质量，同时，排污河底泥中的重金属含量通常较高，当外界环境条件发生变化时，重金属极有可能重新释放回水体，对当地水质甚至下游受纳水体水质产生威胁。因此及时对城市排污河底泥进行修复对城市水环境保护工作有着重要意义。

电动修复技术可利用电迁移现象，将铬、镉、铅、锌等重金属由阳极迁移至阴极，从而使重金属在阴极附近得以集中去除。重金属吸附材料则可利用其特有的功能性基团，将重金属吸附固定，从而实现底泥与重金属的分离。利用活性土壤中的多种微生物，对底泥处理过程中产生的各种臭气进行处理，从而实现底泥臭味的有效控制。

但目前尚未见有利用电动修复技术和重金属吸附材料相结合的处理工艺处理城市排污河重金属污染底泥的相关报导。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种排污河重金属污染底泥的电动吸附提取设备，通过采用电动修复和重金属吸附材料相结合的方法，一方面利用电迁移现象，加速重金属向吸附材料的迁移速度，增大重金属与吸附材料的接触几率，一方面利用重金属吸附材料，迅速提取重金属，提高修复效率。同时，利用电动过程中产生的热及水蒸气，保证上层活性土壤所需的温度和湿度，提高能量利用效率，提高处理效果。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

本实用新型排污河重金属污染底泥的电动吸附提取设备包括底泥处置槽体和活性土壤臭气处理层，所述底泥处置槽体内垂直安装有数排重金属吸附材料填充柱，底泥处置槽体的两侧垂直安装有正电极和负电极，正电极与负电极连接直流电源，所述活性土壤臭气处理层置于底泥处置槽体的上方，活性土壤臭气处理层的上下面为均匀布孔的PVC板材，且由下至上依次设置均匀布孔的PVC板材、无纺布、活性土壤、均匀布孔的PVC板材；活性土壤臭气处理层内安装有温度传感器和湿度传感器，并通过导气管连接鼓风机。

所述正电极和负电极由铁板制成；所述PVC板材上开设直径1cm的圆孔。

所述重金属吸附材料填充柱以横纵间距5cm间隔排布垂直固定在底泥处置槽体内。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型将电动修复技术与重金属吸附材料相结合，协同处置排污河重金属污染底泥，一方面利用电迁移现象，加速重金属向吸附材料的迁移速度，增大重金属与吸附材料的接触几率，一方面利用重金属吸附材料，迅速提取重金属，将重金属从底泥中去除，提高修复效率。同时，利用电动过程中产生的热及水蒸气，以保证上层活性土壤所需的温度和湿度，提高能量利用效率。

附图说明

图1是本实用新型设备的侧面结构示意图。

图2是图1中底泥处置槽体的俯视示意图。

图中：1-直流电源，2-鼓风机，3-温度传感器，4-湿度传感器，5-活性土壤臭气处理层，6-正电极，6‘-为负电极，7-底泥处置槽体，8-重金属吸附材料填充柱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1所示，本实用新型排污河重金属污染底泥的电动吸附提取设备，包括直流电源1、鼓风机2、温度传感器3、湿度传感器4、活性土壤臭气处理层5、正电极6、负电极6‘、底泥处置槽体7、重金属吸附材料填充柱8。底泥处置槽体7为长方体槽式结构，正电极6与负电极6‘垂直插于底泥处置槽体7的两侧，并分别通过电线与直流电源1相连接。底泥处置槽体7的上方覆盖有活性土壤臭气处理层5，活性土壤臭气处理层5中插入温度传感器3和湿度传感器4，鼓风机2通过导气管与活性土壤臭气处理层5的侧面相连接。重金属吸附材料填充柱8等间距矩阵式垂直排列于底泥处置槽体7内。

本实用新型所述底泥处置槽体7是由厚度为16mm的PVC板材制作而成，其槽体长宽高为1m*0.5m*0.5m。

本实用新型所述正电极6、负电极6‘分别由30mm(厚)*0.5m(宽)*0.5m(高)的铁板制成。

本实用新型所述活性土壤臭气处理层5的上下面为均匀布孔的PVC板材，且由下至上依次按均匀布孔的PVC板材、无纺布、活性土壤、均匀布孔的PVC板材排布。其中活性土壤由质量百分数为80％的腐殖土和20％的活性炭混合而成，利 用土壤中的细菌、放线菌、真菌及其他微生物对底泥产生的含硫气体进行降解或吸附。

所述的PVC板材上开设直径为1cm的圆孔；所述的无纺布采用厚度为0.1mm无纺布。

本实用新型采用的温度传感器3、湿度传感器4不限制型号，垂直插于活性土壤臭气处理层内，用于监测土壤温湿度变化。

本实用新型采用的鼓风机2通过导气管与活性土壤臭气处理层5的侧面连接，以定期对活性土壤曝气，保证微生物的氧气供应。

本实用新型所述的重金属吸附材料填充柱8是由纳米羟基磷灰石制成规格为0.02m(长)*0.02m(宽)*0.5m(高)的长方体。

使用本实用新型排污河重金属污染底泥的电动吸附提取设备的操作过程为：

按照图1所示，先组装底泥处置槽体7，然后固定重金属吸附材料填充柱8，并安装好正电极6和负电极6‘，再向底泥处置槽体7内添加待处理底泥，底泥处置槽体7的上方覆盖活性土壤臭气处理层5，接通电源，运行设备，运行周期7～14d，期间通过温度传感器3、湿度传感器4持续监测活性土壤臭气处理层5中活性土壤的温度和湿度变化，并控制温度在25～35℃，湿度控制在30％-50％，鼓风机2每隔12h向活性土壤臭气处理层5通风30min，以保证足够的氧气供应。每隔7～12d更换重金属吸附材料填充柱8，或根据底泥处理情况适当延长/缩短更换周期，直至底泥中重金属含量满足目标要求。

应用实施例

本例中的排污河重金属污染底泥取自吉林省某城市排污河，重金属污染物主要为铅、锌，其质量分数分别为414mg/kg和1820mg/kg。

按照图1所示组装电动吸附提取设备，首先组装底泥处置槽体7，然后固定重金属吸附材料填充柱8，并安装好正电极6和负电极6‘，再向底泥处置槽体7内添加待处理底泥300kg，底泥处置槽体7的上方覆盖活性土壤臭气处理层5，接通电源，运行设备，运行周期72d，期间通过温度传感器3、湿度传感器4持续监测活性土壤臭气处理层5中活性土壤的温度和湿度变化，并控制温度在25～35℃，湿度控制在30％-50％，鼓风机2每隔12h向活性土壤臭气处理层5通风30min，以保证足够的氧气供应。每隔12d更换重金属吸附材料填充柱8。每次更换重金属吸附材料填充柱8后取底泥处置槽内混合样进行检测。72d后，底泥处置槽内底泥混合样中铅、锌质量分数分别降至146mg/kg和886mg/kg，吸附去除率分别为64.6％和51.3％，说明本实用新型设备可有效去除排污河底泥中的重金属污染物。