一种土壤重金属电动修复实验系统及其实验方法
【专利摘要】一种土壤重金属电动修复实验系统及其实验方法，包括电动修复室装置、电解液净化处理装置、pH自动控制装置和土壤自动采样装置；土壤自动采样装置包括直线电机和采样器，直线电机的动子上安装有向下设置的电动推杆，采样器安装在电动推杆下端部；电动修复室装置包括直流电源和实验箱，实验箱内设有两块隔板，两块隔板将试验箱自左向右依次分隔为阳极室、土壤室和阴极室，隔板上均匀开设有直径大于或等于1cm的孔，隔板的一侧表面上铺设有滤布，直线电机的滑轨水平安装在土壤室的内壁上部。本发明设计合理，在土壤重金属修复实验中实现土壤的自动采样，阴极电解液、阳极电解液的pH可自动控制以及电解液的后续净化处理。
【专利说明】
一种土壤重金属电动修复实验系统及其实验方法
技术领域
[0001]本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种土壤重金属电动修复实验系统及其实验方法。
【背景技术】
[0002]在当今社会，随着经济的发展和城市化进程的加快，含有重金属的污染物通过工业活动、农业生产、交通运输等各种途径进入到土壤中，造成了土壤中重金属的严重污染，土壤重金属污染逐渐成为世界越来越关注的环境问题之一。人类活动导致了重金属在土壤中过量沉积，远远的超过了其环境背景值，因而引发了严重的环境污染。据悉我国被重金属污染的农业土地面积约占我国总耕地面积的1/5，所以重金属污染土壤的修复问题迫在眉睫。
[0003]土壤的修复技术从操作方式上可以分为原位修复和异位修复两种，因原位修复具有环境影响小、可现场进行、经济效益高等优点，各国的研究学者对重金属污染土壤的原位修复做了广泛的研究。从操作原理上可分为物理法、化学法、生物法三类。物理修复主要有客土法、去土法、翻土法、玻璃化技术和热解吸收技术;化学修复主要有土壤淋洗法、改良剂法、化学固定、电动修复技术等;生物修复主要有植物修复和微生物修复技术;每种技术都有各自的局限性和适用性。
[0004]电动力学修复技术是一种新兴的重金属污染土壤原位修复技术，其原理是在受重金属污染的土壤中插入电极，并在两端施加直流电，使污染物在电场作用下发生电化学反应，重金属离子在电迀移、电渗析和电泳和自由扩散四种机制下迀移、富集于某一区域，最终达到去除土壤中重金属污染物的目的。电动力学修复技术因其具有修复周期短、成本低廉、操作简单易行、无二次污染之虑的优点，而被越来越多的国家和研究者接受，已成功应用于一些重金属污染土壤的原位修复。
[0005]目前土壤重金属电动修复实验装置自动化程度低，人为影响较大，一定程度上阻碍了土壤重金属修复技术的发展。随着电动修复电极反应的进行，在阴极、阳极分别产生大量的0H—和Η+，0Η—和H+电场作用下的移动导致土壤pH的上升和下降，进而影响重金属离子在土壤中的迀移，因此控制土壤PH是土壤重金属电动修复的关键问题之一;在电动修复过程中，由于实验要求不同，每次采样点的位置不同，因而对土壤进行定点取样也是遇到的众多难题之一;重金属等污染物质会大量迀移到电解液中，电解液的不合理处理会造成环境的污染与资源的浪费，所以电解液的净化处理也成为亟需解决的问题。因而，迫切需要提供一种完整有效的可实现土壤的自动定位取样、电解液的净化处理以及可实现电解液PH可控的土壤重金属电动修复装置，进而提高电动修复效率以及自动化程度，有利于电动修复技术的开展与深入研究。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种土壤重金属电动修复实验系统及其实验方法，在土壤的重金属原位修复中实现土壤的自动采样，阴极电解液、阳极电解液的pH可自动控制以及电解液的后续净化处理。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:一种土壤重金属电动修复实验系统，包括电动修复室装置、电解液净化处理装置、PH自动控制装置和土壤自动采样装置；
土壤自动采样装置包括直线电机和采样器，直线电机的动子上安装有向下设置的电动推杆，采样器安装在电动推杆下端部；
电动修复室装置包括直流电源和实验箱，实验箱内设有两块隔板，两块隔板将试验箱自左向右依次分隔为阳极室、土壤室和阴极室，隔板上均匀开设有直径大于或等于Icm的孔，隔板的一侧表面上铺设有滤布，直线电机的滑轨水平安装在土壤室的内壁上部，采样器的工作端朝向土壤室；阳极室的内壁上部水平设有第一横板，第一横板自左向右依次设有第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔，第一安装孔安装有向下设置的第一搅拌器，第三安装孔安装有向下设置的阳极电极杆；阴极室的内壁上部水平设有第二横板，第二横板自右向左依次设有第六安装孔、第七安装孔、第八安装孔、第九安装孔和第十安装孔，第六安装孔安装有向下设置的第二搅拌器，第八安装孔安装有向下设置的阴极电极杆;直流电源分别通过供电电缆连接第一搅拌器、第二搅拌器、阳极电极杆和阴极电极杆;第一横板和第二横板上均开设有透气孔；
电解液净化处理装置包括阳极净化处理机构和阴极净化处理机构，阳极净化处理机构包括阳极电解液储备池，阳极电解液储备池内部通过第三连接管与阳极室内部链接，第三连接管穿设并固定在第二安装孔内，第三连接管上设有第三蠕动栗和阳极电解液净化吸附柱，阳极电解液储备池还通过第五连接管连接阳极室并伸入到阳极室内，第五连接管上设有第五蠕动栗；阴极净化处理机构包括阴极电解液储备池，阴极电解液储备池内部通过第四连接管与阴极室内部链接，第四连接管穿设并固定在第七安装孔内，第四连接管上设有第四蠕动栗和阴极电解液净化吸附柱，阴极电解液储备池还通过第六连接管连接阴极室并伸入到阴极室内，第六连接管上设有第六蠕动栗；
PH自动控制装置包括碱液自动控制机构和酸液自动控制机构，碱液自动控制机构包括碱液储备池和阳极电解液PH测定仪，阳极电解液pH测定仪安装在第四安装孔内，阳极电解液PH测定仪的测定端向下延伸到阳极室内，碱液储备池通过第一连接管穿过第五安装孔并伸入到阳极室内，第一连接管上安装有第一蠕动栗;酸液自动控制机构包括酸液储备池和阴极电解液PH测定仪，阴极电解液pH测定仪安装在第九安装孔内，阴极电解液pH测定仪的测定端向下延伸到阴极室内，酸液储备池通过第二连接管穿过第十安装孔并伸入到阴极室内，第二连接管上安装有第二蠕动栗。
[0008]还包括第一 PLC控制器和第二 PLC控制器，直流电源通过供电电缆分别与第一 PLC控制器和第二 PLC控制器连接;第一 PLC控制器通过控制电缆分别与阳极电解液pH测定仪、阴极室电解液PH测定仪、第一蠕动栗、第二蠕动栗、第三蠕动栗、第四蠕动栗、第五蠕动栗和第六蠕动栗连接;第二 PLC控制器通过控制电缆分别与直线电机、电动推杆和采样器连接。
[0009]第一蠕动栗、第二蠕动栗、第三蠕动栗、第四蠕动栗、第五蠕动栗和第六蠕动栗均为单通道蠕动栗。
[0010]包括以下步骤: (1)、试样土壤的收集和准备；
(2 )、试样土壤的电动修复；
(3)、电解液的处理和更新；
(4)、分析电动修复后试样土壤的重金属去除率。
[0011]所述步骤(I)具体为:试验土壤取自某地普通地表O?20cm处土壤，将采回的土壤放于室内通风处风干至恒重后磨细过筛使其颗粒度为I 再将该土用一定浓度的镉溶液混匀，使配置的镉污染土壤的含水率约为30%，用王水一高氯酸消煮法测得污染土壤中的镉浓度约为500 mg/kg。
[0012]所述步骤(2)具体为:
A、将镉污染土壤装入土壤室中，将土壤室与阳极室、阴极室用隔板隔开，隔板上均布有I cm的小孔，并附着一层58 μπι的滤布;根据试验要求，土壤室的内部尺寸为20 cmX 15 cmXlO cm，电极室的内部尺寸为10 cmX 15 cm XlO cm，在两个电极室的上方均安装有用来固定搅拌器的横板，每个横板上均开有5个2 cm的小孔，用来安装石墨电极、电解液pH测定仪插孔、连接管道插孔以及排气孔;排气孔分别用来导出阴、阳两极产生的氢气和氧气；
B、取配置好的镉污染土壤3kg置于土壤室内均衡24 h，在阴极室、阳极室内放入电解液;0.1 mol/L KCl溶液；在阴极室、阳极室内分别插入阳极电极杆和阴极电极杆，接上直流电源，形成一个闭合的回路;通电前，第二 PLC控制器控制采样器在土壤室内进行取样；
C、取样完成后打开直流电源，进行电动修复实验，通过第一PLC控制器，设置阴极室、阳极室的电解液的pH值维持在6?7的范围，阳极电解液的pH值通过碱液储备池的NaOH溶液来调节，阴极电解液的PH值通过酸液储备池的乙酸溶液来调节。
[0013]所述步骤(3)具体为:
(I )、为使电极室内的电解液得到处理与更新，通过第三蠕动栗将阳极室内的电解液输送到阳极电解液净化吸附柱内进行处理，处理后的电解液回到阳极电解液储备池并被被第五蠕动栗抽吸到阳极室形成循环；
(π )、通过用第四蠕动栗将阴极室内的电解液输送到阴极电解液净化吸附柱内进行处理，处理后的电解液回到阴极电解液储备池并被第六蠕动栗抽吸到阴极室形成循环，依靠自身循环净化就可以持续处理和更新整个系统的电解液，不需要再额外添加电解液。
[0014]所述步骤(4)具体为:待电动修复实验通电结束后，第二PLC控制器控制采样器在原来的采样点进行重新取样，分析土壤中重金属的去除效率。
[0015]采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果:
1、本实施例所修复的污染土壤为实验室配置的镉污染土壤，试验土壤取自某地普通地表O?20 cm处土壤，将采回的土壤放于室内通风处风干至恒重后磨细过筛使其颗粒度为Imm;再将该土用一定浓度的镉溶液混匀，使配置的镉污染土壤的含水率约为30%，用王水一高氯酸消煮法测得污染土壤中的镉浓度约为500 mg/kg；
2、将镉污染土壤装入土壤室中，将土壤室与阳极室、阴极室用隔板隔开，隔板上均布有I cm的小孔，并附着一层58 μπι的滤布;根据试验要求，土壤室的内部尺寸为20 cmX 15 cmXlO cm，电极室的内部尺寸为10 cmX 15 cm XlO cm，在两个电极室的上方均安装有用来固定搅拌器的横板，每个横板上均开有5个2 cm的小孔，用来安装石墨电极、电解液pH测定仪插孔、连接管道插孔以及排气孔;排气孔分别用来导出阴、阳两极产生的氢气和氧气； 3、取配置好的镉污染土壤3kg置于土壤室内均衡24 h，在阴极室、阳极室内放入电解液;0.1 mol/L KCl溶液；在阴极室、阳极室内分别插入阳极电极杆和阴极电极杆，接上直流电源，形成一个闭合的回路;通电前，第二 PLC控制器控制采样器在土壤室内进行取样；
4、取样完成后打开直流电源，进行电动修复实验，通过第一PLC控制器，设置阴极室、阳极室的电解液的pH值维持在6?7的范围，阳极电解液的pH值通过碱液储备池的NaOH溶液来调节，阴极电解液的PH值通过酸液储备池的乙酸溶液来调节；
5、为使电极室内的电解液得到处理与更新，通过第三蠕动栗将阳极室内的电解液输送到阳极电解液净化吸附柱内进行处理，处理后的电解液回到阳极电解液储备池并被被第五蠕动栗抽吸到阳极室形成循环;通过用第四蠕动栗将阴极室内的电解液输送到阴极电解液净化吸附柱内进行处理，处理后的电解液回到阴极电解液储备池并被第六蠕动栗抽吸到阴极室形成循环，依靠自身循环净化就可以持续处理和更新电解液，不需要再额外添加电解液；
6、待电动修复实验通电结束后，第二PLC控制器控制采样器在原来的采样点进行取样，分析土壤中重金属的去除效率。
[0016]综上所述，本发明设计合理，主要应用于污染土壤的重金属原位修复试验，根据污染土壤的需要来实现电动修复，修复过程中可实现土壤的自动采样，阴极电解液、阳极电解液的PH可自动控制以及电解液的后续净化处理，样品采集的自动化处理，提高电动修复试验过程的自动化和工作效率。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图；
图1中的附图标记分别为:
1-直线电机，2-采样器，3-电动推杆，4-直流电源，5-阳极室，6-土壤室，7-阴极室，8-隔板，9-滤布，10-第一横板，11-第一安装孔，12-第二安装孔，13-第三安装孔，14-第四安装孔，15-第五安装孔，16-第一搅拌器，17-阳极电极杆，18-第二横板，19-第六安装孔，20第七安装孔，21-第八安装孔，22-第九安装孔，23第十安装孔，24-第二搅拌器，25-阴极电极杆，26-阳极电解液储备池，27-第三连接管，28-第三蠕动栗，29-阳极电解液净化吸附柱，30-第五连接管，31-第五蠕动栗，32-阴极电解液储备池，33-第四连接管，34-第四蠕动栗，35-阴极电解液净化吸附柱，36-第六连接管，37-第六蠕动栗，38-碱液储备池，39-阳极电解液pH测定仪，40-第一连接管，41-第一蠕动栗，42-酸液储备池，43-阴极电解液pH测定仪，44-第二连接管，45-第二蠕动栗，46-第一 PLC控制器，47-第二 PLC控制器。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明:
如图1所示，一种土壤重金属电动修复实验系统，包括电动修复室装置、电解液净化处理装置、PH自动控制装置和土壤自动采样装置。
[0019]土壤自动采样装置包括直线电机I和采样器2，直线电机I的动子上安装有向下设置的电动推杆3，采样器2安装在电动推杆3下端部。
[0020]电动修复室装置包括直流电源4和实验箱，实验箱内设有两块隔板，两块隔板将试验箱自左向右依次分割为阳极室5、土壤室6和阴极室7，两块隔板8上均匀开设有直径大于或等于Icm的孔，两块隔板8的一侧表面上铺设有滤布9，直线电机I的滑轨水平安装在土壤室6上部的内壁之间，采样器2的工作端朝向土壤室6 ；阳极室5的上部内壁之间水平设有第一横板10，第一横板10自左向右依次设有第一安装孔U、第二安装孔12、第三安装孔13、第四安装孔14和第五安装孔15，第一安装孔11安装有向下设置的第一搅拌器16，第三安装孔13安装有向下设置的阳极电极杆17;阴极室7的上部内壁之间水平设有第二横板18，第二横板18自右向左依次设有第六安装孔19、第七安装孔20、第八安装孔21、第九安装孔22和第十安装孔23，第六安装孔19安装有向下设置的第二搅拌器24，第八安装孔21安装有向下设置的阴极电极杆25;直流电源4分别通过供电电缆连接第一搅拌器16、第二搅拌器24、阳极电极杆17和阴极电极杆25;第一横板10和第二横板18上均开设有透气孔。
[0021 ]电解液净化处理装置包括阳极净化处理机构和阴极净化处理机构，阳极净化处理机构包括阳极电解液储备池26，阳极电解液储备池26内部通过第三连接管27与阳极室5内部链接，第三连接管27穿设并固定在第二安装孔12内，第三连接管27上设有第三蠕动栗28和阳极电解液净化吸附柱29，阳极电解液储备池26还通过第五连接管30连接阳极室5并伸入到阳极室5内，第五连接管30上设有第五蠕动栗31;阴极净化处理机构包括阴极电解液储备池32，阴极电解液储备池32内部通过第四连接管33于阴极室7内部链接，第四连接管33穿设并固定在第七安装孔20内，第四连接管33上设有第四蠕动栗34和阴极电解液净化吸附柱35，阴极电解液储备池32还通过第六连接管36连接阴极室7并伸入到阴极室7内，第六连接管36上设有第六蠕动栗37。
[0022]pH自动控制装置包括碱液自动控制机构和酸液自动控制机构，碱液自动控制机构包括碱液储备池38和阳极电解液pH测定仪39，阳极电解液pH测定仪39安装在第四安装孔14内，阳极电解液PH测定仪39的测定端向下延伸到阳极室5内，碱液储备池38通过第一连接管40穿过第五安装孔15并伸入到阳极室5内，第一连接管40上安装有第一蠕动栗41;酸液自动控制机构包括酸液储备池42和阴极电解液pH测定仪43，阴极电解液pH测定仪43安装在第九安装孔22内，阴极电解液pH测定仪43的测定端向下延伸到阴极室7内，酸液储备池42通过第二连接管44穿过第十安装孔23并伸入到阴极室7内，第二连接管44上安装有第二蠕动栗45。
[0023]还包括第一 PLC控制器46和第二 PLC控制器47，直流电源4通过供电电缆分别与第一 PLC控制器46和第二 PLC控制器47连接;第一 PLC控制器46通过控制电缆分别与阳极电解液PH测定仪39、阴极电解液pH测定仪43、第一蠕动栗41、第二蠕动栗45、第三蠕动栗28、第四蠕动栗34、第五蠕动栗31和第六蠕动栗37连接;第二 PLC控制器47通过控制电缆分别与直线电机1、电动推杆3和采样器2连接。
[0024]第一蠕动栗41、第二蠕动栗45、第三蠕动栗28、第四蠕动栗34、第五蠕动栗31和第六蠕动栗37均为单通道蠕动栗。
[0025]试验土壤取自某地普通地表O?20 cm处土壤，将采回的土壤放于室内通风处风干至恒重后磨细过筛使其颗粒度为I mm;再将该土用一定浓度的镉溶液混匀，使配置的镉污染土壤的含水率约为30%，用王水一高氯酸消煮法测得污染土壤中的镉浓度约为500 mg/
kg ο
[0026]将镉污染土壤装入土壤室6中，将土壤室6与阳极室5、阴极室7用隔板8隔开，隔板8上均布有I cm的小孔，并附着一层58 μπι的滤布9;根据试验要求，土壤室6的内部尺寸为20cmX 15 cm X 10 cm，电极室的内部尺寸为10 cm X 15 cm X 10 cm，在两个电极室的上方均安装有用来固定搅拌器的横板，每个横板上均开有5个2 cm的小孔，用来安装石墨电极、电解液PH测定仪插孔、连接管道插孔以及排气孔;排气孔分别用来导出阴、阳两极产生的氢气和氧气。
[0027]取配置好的镉污染土壤3kg置于土壤室6内均衡放置24 h，在阴极室7、阳极室5内放入电解液0.1 mol/L KCl溶液；在阴极室7、阳极室5内分别插入阳极电极杆17和阴极电极杆25，接上直流电源4，形成一个闭合的回路;通电前，第二 PLC控制器47控制采样器2在土壤室6内进行取样。
[0028]取样完成后打开直流电源4，进行电动修复实验，通过第一PLC控制器46设置阴极室7、阳极室5的电解液的pH值维持在6?7的范围，阳极电解液的pH值通过碱液储备池38的NaOH溶液来调节，阴极电解液的pH值通过酸液储备池42的乙酸溶液来调节。
[0029]为使电极室内的电解液得到处理与更新，通过第三蠕动栗28将阳极室5内的电解液输送到阳极电解液净化吸附柱29内进行处理，处理后的电解液回到阳极电解液储备池26并被被第五蠕动栗31抽吸到阳极室5形成循环;通过用第四蠕动栗34将阴极室7内的电解液输送到阴极电解液净化吸附柱35内进行处理，处理后的电解液回到阴极电解液储备池32并被第六蠕动栗37抽吸到阴极室7形成循环，依靠自身循环净化就可以持续处理和更新电解液，不需要再额外添加电解液。
[0030]待电动修复实验通电结束后，第二PLC控制器47控制采样器2在原来的采样点进行取样，分析土壤中重金属的去除效率。
[0031]本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种土壤重金属电动修复实验系统，其特征在于:包括电动修复室装置、电解液净化处理装置、PH自动控制装置和土壤自动采样装置； 土壤自动采样装置包括直线电机和采样器，直线电机的动子上安装有向下设置的电动推杆，采样器安装在电动推杆下端部； 电动修复室装置包括直流电源和实验箱，实验箱内设有两块隔板，两块隔板将试验箱自左向右依次分隔为阳极室、土壤室和阴极室，隔板上均匀开设有直径大于或等于Icm的孔，隔板的一侧表面上铺设有滤布，直线电机的滑轨水平安装在土壤室的内壁上部，采样器的工作端朝向土壤室；阳极室的内壁上部水平设有第一横板，第一横板自左向右依次设有第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔，第一安装孔安装有向下设置的第一搅拌器，第三安装孔安装有向下设置的阳极电极杆；阴极室的内壁上部水平设有第二横板，第二横板自右向左依次设有第六安装孔、第七安装孔、第八安装孔、第九安装孔和第十安装孔，第六安装孔安装有向下设置的第二搅拌器，第八安装孔安装有向下设置的阴极电极杆;直流电源分别通过供电电缆连接第一搅拌器、第二搅拌器、阳极电极杆和阴极电极杆;第一横板和第二横板上均开设有透气孔； 电解液净化处理装置包括阳极净化处理机构和阴极净化处理机构，阳极净化处理机构包括阳极电解液储备池，阳极电解液储备池内部通过第三连接管与阳极室内部链接，第三连接管穿设并固定在第二安装孔内，第三连接管上设有第三蠕动栗和阳极电解液净化吸附柱，阳极电解液储备池还通过第五连接管连接阳极室并伸入到阳极室内，第五连接管上设有第五蠕动栗；阴极净化处理机构包括阴极电解液储备池，阴极电解液储备池内部通过第四连接管与阴极室内部链接，第四连接管穿设并固定在第七安装孔内，第四连接管上设有第四蠕动栗和阴极电解液净化吸附柱，阴极电解液储备池还通过第六连接管连接阴极室并伸入到阴极室内，第六连接管上设有第六蠕动栗； pH自动控制装置包括碱液自动控制机构和酸液自动控制机构，碱液自动控制机构包括碱液储备池和阳极电解液PH测定仪，阳极电解液pH测定仪安装在第四安装孔内，阳极电解液PH测定仪的测定端向下延伸到阳极室内，碱液储备池通过第一连接管穿过第五安装孔并伸入到阳极室内，第一连接管上安装有第一蠕动栗;酸液自动控制机构包括酸液储备池和阴极电解液PH测定仪，阴极电解液pH测定仪安装在第九安装孔内，阴极电解液pH测定仪的测定端向下延伸到阴极室内，酸液储备池通过第二连接管穿过第十安装孔并伸入到阴极室内，第二连接管上安装有第二蠕动栗。2.根据权利要求1所述的一种土壤重金属电动修复实验系统，其特征在于:还包括第一PLC控制器和第二 PLC控制器，直流电源通过供电电缆分别与第一 PLC控制器和第二 PLC控制器连接;第一 PLC控制器通过控制电缆分别与阳极电解液pH测定仪、阴极室电解液pH测定仪、第一蠕动栗、第二蠕动栗、第三蠕动栗、第四蠕动栗、第五蠕动栗和第六蠕动栗连接;第二 PLC控制器通过控制电缆分别与直线电机、电动推杆和采样器连接。3.根据权利要求1所述的一种土壤重金属电动修复实验系统，其特征在于:第一蠕动栗、第二蠕动栗、第三蠕动栗、第四蠕动栗、第五蠕动栗和第六蠕动栗均为单通道蠕动栗。4.根据权利要求1所述的一种土壤重金属电动修复实验系统的实验方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)、试样土壤的收集和准备； (2 )、试样土壤的电动修复； (3)、电解液的处理和更新； (4 )、分析电动修复后试样土壤的重金属去除率。5.根据权利要求4所述的一种土壤重金属电动修复实验方法，其特征在于:所述步骤(1)具体为:试验土壤取自某地普通地表O?20cm处土壤，将采回的土壤放于室内通风处风干至恒重后磨细过筛使其颗粒度为I mm;再将该土用一定浓度的镉溶液混匀，使配置的镉污染土壤的含水率约为30%，用王水一高氯酸消煮法测得污染土壤中的镉浓度约为500 mg/kg ο6.根据权利要求4所述的一种土壤重金属电动修复实验方法，其特征在于:所述步骤(2)具体为: A、将镉污染土壤装入土壤室中，将土壤室与阳极室、阴极室用隔板隔开，隔板上均布有I cm的小孔，并附着一层58 μπι的滤布;根据试验要求，土壤室的内部尺寸为20 cmX 15 cmXlO cm，电极室的内部尺寸为10 cmX 15 cm XlO cm，在两个电极室的上方均安装有用来固定搅拌器的横板，每个横板上均开有5个2 cm的小孔，用来安装石墨电极、电解液pH测定仪插孔、连接管道插孔以及排气孔;排气孔分别用来导出阴、阳两极产生的氢气和氧气； B、取配置好的镉污染土壤3kg置于土壤室内均衡24 h，在阴极室、阳极室内放入电解液;0.1 mol/L KCl溶液；在阴极室、阳极室内分别插入阳极电极杆和阴极电极杆，接上直流电源，形成一个闭合的回路;通电前，第二 PLC控制器控制采样器在土壤室内进行取样； C、取样完成后打开直流电源，进行电动修复实验，通过第一PLC控制器，设置阴极室、阳极室的电解液的pH值维持在6?7的范围，阳极电解液的pH值通过碱液储备池的NaOH溶液来调节，阴极电解液的PH值通过酸液储备池的乙酸溶液来调节。7.根据权利要求4所述的一种土壤重金属电动修复实验方法，其特征在于:所述步骤(3)具体为: (I)、为使电极室内的电解液得到处理与更新，通过第三蠕动栗将阳极室内的电解液输送到阳极电解液净化吸附柱内进行处理，处理后的电解液回到阳极电解液储备池并被被第五蠕动栗抽吸到阳极室形成循环； (Π)、通过用第四蠕动栗将阴极室内的电解液输送到阴极电解液净化吸附柱内进行处理，处理后的电解液回到阴极电解液储备池并被第六蠕动栗抽吸到阴极室形成循环，依靠自身循环净化就可以持续处理和更新整个系统的电解液，不需要再额外添加电解液。8.根据权利要求4所述的一种土壤重金属电动修复实验方法，其特征在于:所述步骤(4)具体为:待电动修复实验通电结束后，第二PLC控制器控制采样器在原来的采样点进行重新取样，分析土壤中重金属的去除效率。
【文档编号】B09C1/08GK106040737SQ201610572098
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】李亚林, 刘蕾, 李婷婷, 倪明, 段万超
【申请人】河南工程学院