强化电动和植物联合修复重金属污染土装置

1.本实用新型属于污染治理技术领域，具体涉及强化电动和植物联合修复重金属污染土装置。


背景技术：

2.低渗透性土壤中重金属污染是全球普遍面临的环境问题，重金属所具有的生物毒性正严重威胁着生物多样性、生态系统稳定和人类健康。本领域中常用的低渗透性土壤中重金属污染修复的方式为电动修复和植物修复。
3.电动修复的原理是将电极放置于污染土壤两端，施加电压形成直流电场，使得重金属离子在电迁移、电渗析、电泳等作用下迁移到阴极附近，使重金属离子从土壤中去除，实现污染土壤复原及可再利用目的。植物修复法具有成本低、无污染、安全可靠、施工简单、适应性强等优点，但其修复时间较长，修复效果受植物根系深度的制约。
4.基于电动修复和植物修复技术的特点，目前针对低渗透性土壤中重金属污染修复的最主要研究方向是电动修复和植物修复联用，然而目前的电动修复和植物修复联用技术在实现土壤污染治理过程中，存在治理效率低下的缺陷，主要原因在于电动修复装置过程中土壤整个浸泡在电解液中，含水率可达到百分之七八十，含水率较高。在土壤间隙总体积一定的情况下，当水过多时，空气所占的比例就小，导致植物根系有氧呼吸减弱，植物根系被迫转向无氧呼吸。无氧呼吸产生酒精毒害植物根部，导致植物烂根，减弱植物根系对土壤重金属离子吸收作用，致使无法实现电动修复和植物修复的有效联用。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，该装置通过包含试验箱、电动修复装置和植物修复装置且电动修复装置包括可排水阳极和可排水阴极的联合修复装置实现土样中重金属的强化脱除，具有重金属脱除效率高、无二次污染的特点。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，包括试验箱、电动修复装置和植物修复装置，所述试验箱内设置有可供承装土样的土样室，所述土样上栽植有植物；
7.所述电动修复装置包括可排水阳极和可排水阴极，所述可排水阳极和可排水阴极间隔设置于土样室内；所述可排水阳极包括阳极板、第一滤布和第一孔隙液收集仓，所述阳极板和第一滤布设置于所述第一孔隙液收集仓内；所述可排水阴极包括阴极板、第二滤布和第二孔隙液收集仓，所述阴极板和第二滤布设置于所述第二孔隙液收集仓内；
8.所述植物修复装置包括设置于所述植物上方的淋洒箱。
9.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述第一孔隙液收集仓包括仓本体，所述仓本体开设有可供容纳阳极板和第一滤布的容纳腔，所述仓本体包括合围形成所述容纳腔的侧板组、上底板和下底板，所述上底板和下底板分别位于侧
板组的上部和下部，所述侧板组包括依次连接且合围形成所述容纳腔壁面的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板和第三侧板平行，所述第二侧板和第四侧板平行，所述第三侧板位于第一侧板和可排水阴极之间，所述第一侧板的面积大于第三侧板的面积，所述第二侧板和第四侧板形状相同。
10.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述上底板和下底板不平行。
11.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述上底板活动设置于所述侧板组上。
12.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述第一滤布位于阳极板和第三侧板之间，所述第三侧板上开设有可供孔隙水进入的通孔，所述通孔的数量为多个。
13.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述电动修复装置还包括第一收集槽，所述第一收集槽与第一孔隙液收集仓连通，所述第一侧板上开设有可供连通第一收集槽的第一导液孔。
14.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述第一导液孔正对第三侧板与下底板连接处。
15.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，还包括与阳极板和阴极板均电连接的直流稳压电源。
16.上述的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，其特征在于，所述植物修复装置还与包括淋洒箱连通的储液桶，所述淋洒箱和储液桶之间设置有用于连通淋洒箱和储液桶的溶液输送管道，所述溶液输送管道上设置有抽液泵；所述淋洒箱上设置有控制淋洒箱的控制开关。
17.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
18.1、本实用新型的强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，通过包含试验箱、电动修复装置和植物修复装置且电动修复装置包括可排水阳极和可排水阴极的联合修复装置，实现土样中重金属的强化脱除，具有重金属脱除效率高、无二次污染的特点。
19.2、本实用新型中，包括由阳极板、第一滤布和第一孔隙液收集仓组成的可排水阳极，以及由阴极板、第二滤布和第二孔隙液收集仓组成的可排水阴极，可实现电动修复过程中含有重金属的孔隙液的快速排出，同时可有效降低土样含水率，避免因土样高含水造成的植物烂根，强化植物根系对重金属离子的吸收。
20.3、本实用新型中，包括由淋洒箱、储液桶、溶液输送管道、抽液泵和控制开关组成的植物修复装置，可向植物可控传输储液桶中的含有海藻酸钠和寡聚糖的溶液，保证植物生长，促进植物根系伸长，利用并强化植物根系对土样中重金属离子吸收转移的特性，提高植物根系吸收重金属离子的效率。
21.4、作为优选，本实用新型的第一孔隙液收集仓和第二孔隙液收集仓结构相同，均包括开设有通孔的第三侧板，以及与第三侧板面积不等的第一侧板，既可以保证孔隙液顺利排出土样室，同时可有效避免土样进入孔隙液收集仓。
22.5、本实用新型结构简单，原理可靠，具有很高的推广应用价值。
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
24.图1为本实用新型强化电动和植物联合修复重金属污染土装置结构示意图。
25.图2为第一孔隙液收集仓结构示意图。
26.附图标记说明
27.1—试验箱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11—土样室；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12—直流稳压电源；
28.21—阳极板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
22—第一滤布；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
24—上底板；
29.25—下底板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26—第一侧板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
27—第二侧板；
30.28—第三侧板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
29—第四侧板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
210—通孔；
31.211—第一收集槽；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
212—第一导液孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31—阴极板；
32.32—第二滤布；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
311—第二收集槽；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
312—第二导液孔；
33.41—淋洒箱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
42—储液桶；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
43—溶液输送管道；
34.44—抽液泵；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
45—控制开关。
具体实施方式
35.如图1～2所示，本实施例提供一种强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，包括试验箱1、电动修复装置和植物修复装置，所述试验箱1内设置有可供承装土样的土样室11，所述土样上栽植有植物；
36.所述电动修复装置包括可排水阳极和可排水阴极，所述可排水阳极和可排水阴极间隔设置于土样室11内；所述可排水阳极包括阳极板21、第一滤布22和第一孔隙液收集仓，所述阳极板21和第一滤布22设置于第一孔隙液收集仓内；所述可排水阴极包括阴极板31、第二滤布32和第二孔隙液收集仓，所述阴极板31和第二滤布32设置于第二孔隙液收集仓内；
37.所述植物修复装置包括设置于所述植物上方的淋洒箱41。
38.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述第一孔隙液收集仓包括仓本体，所述仓本体开设有可供容纳阳极板21和第一滤布22的容纳腔，所述仓本体包括合围形成所述容纳腔的侧板组、上底板24和下底板25，所述上底板24和下底板25分别位于侧板组的上部和下部；所述侧板组包括依次连接且合围形成所述容纳腔壁面的第一侧板26、第二侧板27、第三侧板28和第四侧板29，所述第一侧板26和第三侧板28平行，所述第二侧板27和第四侧板29平行，所述第三侧板28位于第一侧板26和可排水阴极之间，所述第一侧板26的面积大于第三侧板28的面积，所述第二侧板27和第四侧板29形状相同。所述仓本体为透明仓本体。
39.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述上底板24和下底板25不平行。
40.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述上底板24活动设置于侧板组上，方便装入阳极板21和第一滤布22。
41.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述第一滤布22位于阳极板21和第三侧板28之间，所述第三侧板28上开设有可供孔隙水进入的通孔210，所述通孔210的数量为多个。
42.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述电动修复装置
还包括第一收集槽211，所述第一收集槽211与第一孔隙液收集仓连通，所述第一侧板26上开设有可供连通第一收集槽211的第一导液孔212。
43.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述第一导液孔212正对第三侧板28与下底板25连接处。
44.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述第二孔隙液收集仓的结构与第一孔隙液收集仓的结构相同；所述电动修复装置还包括第二收集槽311，所述第二孔隙液收集仓上开设有第二导液孔312。
45.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，还包括与阳极板21和阴极板31均电连接的直流稳压电源12。
46.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述植物可为酸模草。
47.本实施例的所述强化电动和植物联合修复重金属污染土装置，所述植物修复装置还与包括淋洒箱41连通的储液桶42，所述淋洒箱41和储液桶42之间设置有用于连通淋洒箱41和储液桶42的溶液输送管道43，所述溶液输送管道43上设置有抽液泵44；所述淋洒箱41上设置有控制淋洒箱41的控制开关45。所述储液桶42内装有含海藻酸钠和寡聚糖的溶液。
48.采用本实用新型进行重金属污染土修复的方法，包括以下步骤：
49.步骤一、启动抽液泵44和控制开关45，将储液桶42内溶液经淋洒箱41喷洒至预先种植有植物的土样上，淋洒24h；此时土样中充满孔隙液；
50.步骤二、将可排水阳极和可排水阴极安装于土样预设位置，将第一导液孔212与第一收集槽211连通，将所述第二导液孔312与第二收集槽311连通，可排水阳极内孔隙液进入第一收集槽211，排水阴极内孔隙液进入第二收集槽311；
51.步骤三、启动直流稳压电源12，对土样进行电动脱除重金属，通过控制开关45控制土样中水量，利用植物根系吸收重金属离子和电动脱除重金属的联合作用。
52.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。