本实用新型专利技术公开了一种原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置，用于土壤污染修复领域，包括阳极组和阴极组，所述阳极组和阴极组相互隔开埋于污染土壤中并通过导线连接，贴附于所述阴极组设有隔膜。本装置在使用时，分别将阳极组和阴极组埋于污染土壤中，阳极组就地利用土壤中的有机物作为燃料，产生的电子通过阳极和导线到达阴极组，对吸附在阴极组的重金属六价铬进行还原，以从而促进土壤重金属六价铬污染物的降解和转化，实现六价铬重金属污染土壤的原位修复。本实用新型专利技术摒弃现有技术中单室型（空气阴极）和双室型两种类型的技术方案，采用原位修复工艺，造价较低，无需通气耗能，阴极组和阳极组可根据实际情况来组合优化，使用方便。
【技术实现步骤摘要】
本技术用于土壤污染修复领域，特别是涉及一种原位修复重金属六价铬污染 土壤的MFC装置。 -种原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置
技术介绍
随着现代工业的飞速发展，产生铬污染的主要生产和工艺已经涉及冶金、化工、农 业、医学等多个领域，上述工业生产中，均可产生含铬三废。铬主要以Cr(III)和Cr(VI) 两种形态存在环境中，Cr(III)相比Cr(VI)相对稳定，毒性也相对较小。大量的铬进入环 境并长期残留于环境中，通过地球化学过程污染地下水，通过生物地球化学过程污染整个 生态系统，特别是农业生态系统，通过食物链危害动物与人类的健康。 在目前土壤污染修复技术中，主要分为原位修复和客土法。客土法见效快，但易造 成二次污染。土壤原位修复可避免二次污染问题，近年来受到强烈关注。同时，现有污染土 壤的治理方法，如物理法、化学法、生物法等都不同程度存在难以克服的技术问题，把多 种修复技术结合在一起的土壤修复技术将成为今后土壤修复的主要研究方向，其中将化 学与生物法相结合的生态化学修复技术是近年提出的新方法，是21世纪污染土壤修复技 术的发展方向。 微生物燃料电池（MFC)是能将生物质在阳极氧化，同时将电子传递至阴极电子受 体进行还原的装置，具备产电和有机物处置双重功效。MFC的工作原理为：各种有机物在厌 氧阳极室被具有电化学活性的微生物厌氧氧化，产生的电子被微生物传递至电池阳极，再 通过外电路到达阴极，从而在外电路产生电流，而阳极室质子则到达阴极，与氧等氧化剂反 应生成水，从而构成一个完整回路。 MFC的电极作为电子受体为促进六价铬污染还原提供了一个新的思路，即插入电 极作为低成本、易维护电子接收体，将微生物氧化有机物产生的电子通过阳极和外电路传 递至阴极和六价铬反应，加快阴极六价铬污染物的还原降解脱毒。利用MFC原位降解土壤 六价铬污染方法的关键步骤之一是对MFC构型进行设计，使得阳极微生物氧化有机物污染 物产生的电子通过阳极和外电路到达阴极和六价铬反应，从而加快土壤重金属六价铬污染 物的降解和转化。 目前，MFC主要分为单室型（空气阴极）和双室型两种类型。双室MFC比单室MFC 结构复杂，需要阴极有较多电子受体以便提高阴极反应速率，而单室MFC结构相对简单。两 者在产电、污染物降解转化等具体应用上各有千秋，均有很大提升空间。 目前公开的MFC大多针对阳极污染物处置，多为能被微生物利用的有机污染物燃 料，主要包括市政污水、工厂排放的有机废水、人畜粪便等，但针对作为电子受体的阴级污 染物、特别是重金属元素六价铬的MFC还未见报道。另外，土壤难以抽吸或泵入MFC阴极室， 达不到污染土壤原位处理和修复的目的，因此传统的MFC装置也不适合原位处理土壤重金 属污染物六价铬。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种可原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC 装直。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种原位修复重金属六价铬污 染土壤的MFC装置，包括阳极组和阴极组，贴附于所述阴极组设有隔膜，所述阳极组和阴极 组相互隔开埋于污染土壤中并通过导线连接。 进一步作为本技术技术方案的改进，所述阳极组包括若干棒状的阳极单体， 各所述阳极单体通过导线导通形成阳极组。 进一步作为本技术技术方案的改进，所述阳极单体为石墨棒或碳纤维毡。 进一步作为本技术技术方案的改进，所述阴极组包括若干板状的阴极单体， 以便于增大膜阴极单体与电子受体的接触面，贴附于所述阴极单体的单面或两面设有隔 膜，各所述阴极单体通过导线导通形成阴极组。 进一步作为本技术技术方案的改进，所述阴极单体为碳纤维毡或碳纤维刷或 石墨颗粒或碳布。 进一步作为本技术技术方案的改进，所述隔膜为阴/阳离子交换膜或高强度 微孔滤布。 本技术的有益效果：本装置在使用时，分别将阳极组和阴极组埋于污染土壤 中，阳极组就地利用土壤中的有机物作为燃料，产生的电子通过阳极和导线到达阴极组，对 吸附在阴极组的重金属六价铬进行还原，以从而促进土壤重金属六价铬污染物的降解和转 化，实现六价铬重金属污染土壤的原位修复。本技术摒弃现有技术中单室型(空气阴 极）和双室型两种类型的技术方案，造价较低，无需通气耗能，阴极组和阳极组可根据实际 情况来组合优化，使用方便。 【附图说明】 下面结合附图对本技术作进一步说明： 图1是本技术实施例结构示意图； 图2是本技术降解六价铬的实际效果图。 【具体实施方式】 参照图1，本技术提供了一种原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置，包 括阳极组1和阴极组2,所述阳极组1和阴极组2相互隔开埋于污染土壤中并通过导线3连 接。所述阳极组1包括若干棒状的阳极单体11，所述阳极单体11为石墨棒或碳纤维毡。各 所述阳极单体11通过导线3导通形成阳极组1。所述阴极组2包括若干板状的阴极单体 21，所述阴极单体21为碳纤维毡或碳纤维刷或石墨颗粒或碳布。贴附于所述阴极单体21 的单面或两面设有隔膜，各所述阴极单体21通过导线3导通形成阴极组2。所述隔膜为阴 /阳离子交换膜或高强度微孔滤布。 参照图2,将本技术的土壤微生物燃料电池的阴极组2和阳极组1均埋于污 染土壤中，通过导线3连接。人为调节淹水土壤初始六价铬含量至100mg/L，设置不用MFC 处理为空白，埋入MFC但开路状态作为对照。经过三天，空白处理中六价铬含量下降了不到 10mg/L，而对照处理下降了约30%，而电池正常运行3天状态下，土壤中六价铬已经下降至 约55mg/L。另外，经过15天处理，空白处理中六价铬下降了约15%，对照中下降了约40%， 而正常运行电池处理中，土壤六价铬几乎已经全部降解转化。本技术通过上述设计摒 弃现有技术中单室型（空气阴极）和双室型两种类型的技术方案，采用原位修复工艺，造价 较低，无需通气耗能，阴极组2和阳极组1可根据实际情况来组合优化，使用方便。 当然，本专利技术创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本 技术精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请 权利要求所限定的范围内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置，其特征在于：包括阳极组和阴极组，贴附于所述阴极组设有隔膜，所述阳极组和阴极组相互隔开埋于污染土壤中并通过导线连接。
【技术特征摘要】
1. 一种原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置，其特征在于：包括阳极组和阴极 组，贴附于所述阴极组设有隔膜，所述阳极组和阴极组相互隔开埋于污染土壤中并通过导 线连接。2.根据权利要求1所述的原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置，其特征在于： 所述阳极组包括若干棒状的阳极单体，各所述阳极单体通过导线导通形成阳极组。3.根据权利要求2所述的原位修复重金属六价铬污染土壤的MFC装置，其特征在于： 所述阳极单体为石墨棒或碳纤维毡。4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶亮，万开，刘承帅，吴对林，李芳柏，黄奂彦，曾彩明，
申请(专利权)人：东莞市环境科学研究所，广东省生态环境与土壤研究所，
类型：新型
国别省市：广东;44
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