一种利用电动力修复污染土壤的装置的制造方法_2

文档序号:9899280阅读:来源:国知局
(2)本发明提供的电动力修复污染土壤的装置当土壤中重金属浓度在500mg/kg,电压梯度在1.0-2.0V/cm之间,运行360h后,土壤中重金属可以富集到阴极区,迀移率达85%以上。因此,本装置能够显著的提高重金属的迀移率,是一种有效的试验装置,具有很大的实际工程应用价值。
[0034](3)本发明提供的电动力修复污染土壤的装置能够处理对土壤产生损害、降低其质量和使用价值,以及能污染地表水和地下水,对人体健康和农业生产造成危害的任何重金属/有机物。更具体地是指密度大于4.0g/cm3,能对生物体产生毒性或过量时产生毒性的金属元素以及类金属元素,如汞、福、铅、铬、砷、铜、锌、镍、锰等,以及持久性有机物,有机毒物。
【附图说明】
[0035]图1为土壤修复反应器的俯视图;其中,4阳极电解室、5阴极电解室;
[0036]图2为利用电动力修复污染土壤的装置的一种实施方式的原理图;I直流电源;2机械隔膜式计量栗;3电解液原料室;4阳极电解室;5阴极电解室;6电极;7离子交换室;8电解液混合室;9废液收集室;1土柱室;11 土壤修复反应器;12液体收集室;
[0037]图3:土壤修复反应器的立体结构示意图;其中,4阳极电解室;5阴极电解室,12液体收集室,13半透膜。
【具体实施方式】
[0038]下面通过实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0039]从阳极区到阴极区依次设置五个等分的取样区分别为1#、2#、3#、4#、5#,取样测定修复后土壤中各区域的污染物浓度。
[0040]实施例1:利用电动力修复污染土壤的装置
[0041]本发明的利用电动力修复污染土壤的装置,主要部分为采用正多边形的外壳设计的土壤修复反应器;所述土壤修复反应器隔为阳极电解室、土柱室、阴极电解室;多个阳极电解室位于多边形顶点,单个阴极电解室位于正中。所述阳极电解室和阴极电解室中设有电极,分别与直流电源的正负极相连。所述阳极电解室、阴极电解室底部含有圆锥体,方便装置的电极室安全地放入土壤中。
[0042]优选地,所述多边形为正六边形。
[0043]本发明的装置可根据处理场所的大小调整处理面积,或者根据场地的大小形状分批次进行处理。
[0044]实施例2:利用电动力修复污染土壤的装置
[0045]如图1所示,为本发明的装置的一种组成方式,采用六边形的外壳设计,六根阳极装置组成正六边形,阴极装置在正中。包含直流电源1、土壤修复反应器11、离子交换室7、电解液混合室8以及废液收集室9;所述土壤修复反应器11分隔为阳极电解室4、土柱室10、阴极电解室5,待处理土壤至于土柱室10中,阳极室4和阴极室5中装有电解液,并设置电极6,分别与直流电源I的正负极相连,电解液浸润土柱室10中的土壤。
[0046]所述离子交换室7内含有离子交换材料,用于过滤从阴极电解室5中吸出来的电解液中的离子。所述电解液混合室8将经离子交换室7处理过后的电解液与电解液原料室3中的电解液混合,再次进入阴极电解室5或者阳极电解室4,进行循环利用。
[0047]所述电解液原料室3通过机械隔膜式计量栗2与电解液混合室8相连;所述电解液混合室8分别与阴极电解室5、阳极电解室4、离子交换室7通过机械隔膜式计量栗相连;所述阴极电解室5与离子交换室7通过蠕动栗相连。
[0048]所述装置中还包括液体收集室12;阴极电解室5与液体收集室12之间附有一层半透膜13,使金属离子可以从阴极电解室进入液体收集室而不能从液体收集室再次进入到阴极电极室。
[0049]实施例3:铬污染土壤的修复
[0050]采用图2所示的装置,电动力富集重金属装置的主体是一个正六边体的有机玻璃装置,其组成包括土柱室(LXH = 50cmX65cm)、电极室(16cm2X65cm)、稳压直流电源、复合石墨电极(12cm2 X 50cm)、机械隔膜式真空栗等。实验时电解液由电解液混合室进入阳极电极室,由电动效应进入阴极电极室的电解液经离子交换室去除阳离子,再进入电解液混合室与原料电解液混合后,进入阳极电极室。最后,阳极电解室充满污染物质的电解液进入废料收集处,进行进一步处理。电极间距离为57cm,电压梯度为2V/cm。电解液为0.0lMNaCl溶液。选用MGM0002机械隔膜式计量栗,流速为50mL/min。
[0051 ]实验土壤为黏性土壤。取土样,风干磨细,过2mm筛后存储待用。称取一定量的重铬酸钾,溶于去离子水,加入到土壤样品中,充分搅拌混匀,然后置于玻璃容器中在室温下培养15d。经过测定,该供试土壤样品中Cr的浓度约为500mg/kg,含水率为16.2%。
[0052]电动力富集实验操作步骤:实验开始前,先往土柱室中加入NaCl溶液,然后将供试土样缓缓注入土柱室,于NaCl溶液充分混合(水土比为1:2)以除去土壤中的气泡,避免增大电阻。阴阳极液均为蒸馏水,使阳极液面、供试土壤及阴极液面在同一高度,打开蠕动栗,向阴阳极室内通入蒸馏水,运行24h,使土柱室内的土壤溶液达到饱和状态。然后开始通电,两极间电压恒为114V(即电势梯度为2V/cm)。供试土壤处理360h后,关闭电源,从反应装置取出各区域的土样并在温室下风干至恒重,然后研磨成细小颗粒,过2mm筛储存待用,再对其进行微波消解,最后测定火焰原子吸收分光光度发测定土壤中Cr的浓度。
[0053]结果显示:实验结束后土壤的pH在3.6-9.7之间(从阳极区到阴极区),电渗流量最高可到650mL;重金属Cr以含氧酸根离子的形式从阴极区往阳极区迀移,其中4#、5#取样区Cr(VI)的迀移率分别达到63.7%和54.2%,2#、3#的土壤中Cr(VI)的迀移率逐渐降低,而1#取样处Cr (VI)的含量高达877mg/kg。这说明土壤中的重金属在电动力的作用下会快速的在某一区域富集。
[0054]实施例4:菲污染土壤的修复
[0055]如上述实施例3中相同的实验装置对相同的菲污染土壤进行了菲富集实验
[0056]实验土壤为黏性土壤。取土样,风干磨细,过2mm筛后存储待用。称取一定量的菲,溶于丙酮,加入到土壤样品中,充分搅拌混匀,然后置于玻璃容器中在室温下培养15d。经过测定,该供试土壤样品中菲的浓度约为500mg/kg,含水率为16.8%。
[0057]电动力富集实验操作步骤:实验开始前,先往土柱室中加入NaCl溶液,然后将供试
[0058]土样缓缓注入土柱室,于NaCl溶液充分混合(水土比为1:2)以除去土壤中的气泡,避免增大电阻。阴阳极液均为蒸馏水,使阳极液面、供试土壤及阴极液面在同一高度,打开蠕动栗,向阴阳极室内通入蒸馏水,运行24h,使土柱室内的土壤溶液达到饱和状态。然后开始通电,两极间电压恒为114V(即电势梯度为2V/cm)。供试土壤处理360h后,关闭电源,从反应装置取出各区域的土样并在温室下风干至恒重,然后研磨成细小颗粒,过2mm筛储存待用,再采用超声萃取-高效液相色谱法,最后测定土壤中菲的浓度。
[0059]结果显示:实验结束后土壤的pH在3.8-9.1之间(从阳极区到阴极区),电渗流量最高可到610mL;菲从阳极区逐渐富集到阴极区域,其中1#、2#取样点菲的迀移率分别达到52.4%和41.5%,3#、4#的土壤中菲的迀移率逐渐降低,而5#取样处菲的含量高达93711^/1^。这说明土壤中的有机物在电动力的作用下会快速的在某一区域富集。
[0060]实施例5:Cr-菲复合污染土壤的修复
[0061]如上述实
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